TED2009
JoAnn Kuchera-Morin: Stunning data visualization in the AlloSphere
جوآن كونچرا- مورين: تجسم فكرى داده‌‌هاى حيرت‌‌آور در آلوسفير
Filmed:
Readability: 5.6
728,865 views
جوآن كونچرا مورين آلوسفير را به نمايش مى‌‌گذارد، روشى كاملاً تازه براى ديدن و تفسير داده‌‌هاى علمى، بصورت كاملاً رنگى و با احاطه صدا داخل يك گوى فلزى عظيم. داخل مغز شيرجه بزنيد، اسپين الكترون را حس كنيد، عناصر موسيقى را بشنويد…
JoAnn Kuchera-Morin - Composer
Composer JoAnn Kuchera-Morin is the director of the Center for Research in Electronic Art Technology (CREATE) at UC Santa Barbara. Full bio
Composer JoAnn Kuchera-Morin is the director of the Center for Research in Electronic Art Technology (CREATE) at UC Santa Barbara. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:18
The AlloSphere: it's a three-story metal sphere
0
0
3000
آلوسفير: يك گوى فلزى سه طبقه
00:21
in an echo-free chamber.
1
3000
2000
در اتاقى فاقد ِاكو است.
00:23
Think of the AlloSphere as a large,
2
5000
2000
آلوسفير را يك ميكروسكوپ بزرگ ديجيتالى
00:25
dynamically varying digital microscope
3
7000
3000
در نظر بگيريد كه بصورت پويا در حال تغيير است
00:28
that's connected to a supercomputer.
4
10000
2000
و به يك اَبركامپيوتر متصل است.
00:30
20 researchers can stand on a bridge
5
12000
3000
٢٠ محقق مى‌‌توانند روى پلى معلق بايستند
00:33
suspended inside of the sphere, and be
6
15000
2000
كه داخل گوى است، و
00:35
completely immersed in their data.
7
17000
2000
بطور كامل در اين در دادهها غوطه‌‌ور شوند.
00:37
Imagine if a team of physicists
8
19000
2000
تجسم كنيد كه تيمى از فيزيكدانها
00:39
could stand inside of an atom
9
21000
3000
مى‌‌توانستند داخل يك اتم بايستند
00:42
and watch and hear electrons spin.
10
24000
2000
و بيننده و شنونده اسپين الكترونها باشند.
00:44
Imagine if a group of sculptors
11
26000
4000
تجسم كنيد اگر يك گروه از پيكرتراشها
00:48
could be inside of a lattice of atoms
12
30000
3000
مى‌‌توانستند داخل شبكه اتمها باشند
00:51
and sculpt with their material.
13
33000
2000
و با موادشان به تراشيدن بپردازند.
00:53
Imagine if a team of surgeons could fly
14
35000
2000
تجسم كنيد اگر تيمى از جراحان مى‌‌توانستند
00:55
into the brain, as though it was a world,
15
37000
3000
به داخل مغز پرواز كنند، گويى كه آنجا خود دنيايى است
00:58
and see tissues as landscapes,
16
40000
2000
و بافتها را بجاى منظره‌‌ها ببينند،
01:00
and hear blood density levels as music.
17
42000
3000
و سطوح تراكم خون را بعنوان موسيقى بشنوند.
01:03
This is some of the research that you're going to see
18
45000
2000
اينها قسمتهايى از تحقيقى هستند كه شما قرار است شاهد آن باشيد
01:05
that we're undertaking at the AlloSphere.
19
47000
2000
و ما در آلوسفير آن را انجام مى‌‌دهيم.
01:07
But first a little bit about this group
20
49000
2000
اما نخست بگذاريد كمى درباره اين گروه
01:09
of artists, scientists, and engineers
21
51000
2000
متشكل از هنرمندان و مهندسين كه با هم
01:11
that are working together.
22
53000
2000
كار مىكنند، صحبت كنم.
01:13
I'm a composer, orchestrally-trained,
23
55000
2000
من آهنگساز و تربيت شده اركستر
01:15
and the inventor of the AlloSphere.
24
57000
2000
و خالق آلوسفير هستم.
01:17
With my visual artist colleagues, we map
25
59000
2000
با همكاران هنرمند بصرى‌‌ام،
01:19
complex mathematical algorithms that unfold in time and space,
26
61000
3000
الگوريتمهاى رياضى پيچيده‌‌اى كه در زمان و فضا آشكار شدهاند
01:22
visually and sonically.
27
64000
2000
را بصورت بصرى و صوتى ترسيم مى‌‌كنيم.
01:24
Our scientist colleagues are finding new patterns
28
66000
2000
همكاران دانشمندمان الگوهاى جديدى را
01:26
in the information.
29
68000
2000
در اطلاعات پيدا مىكنند.
01:28
And our engineering colleagues are making
30
70000
2000
و همكاران مهندسمان يكى از بزرگترين
01:30
one of the largest dynamically varying computers in the world
31
72000
4000
كامپيوترهاى متغير پويا در جهان را براى
01:34
for this kind of data exploration.
32
76000
2000
اين نوع اكتشافات داده‌‌اى مى‌‌سازند.
01:36
I'm going to fly you into five research projects
33
78000
3000
قصد دارم شما را به درون پنج پروژه تحقيقاتى
01:39
in the AlloSphere that are going to take you from
34
81000
2000
در آلوسفير ببرم، تا از داده‌‌هاى بيولوژيكى
01:41
biological macroscopic data
35
83000
2000
قابل رويت به چشم عادى
01:43
all the way down to electron spin.
36
85000
3000
به اسپين الكترون حركت كنيم.
01:46
This first project is called the AlloBrain.
37
88000
3000
پروژه نخست آلوبِرِين نام دارد.
01:49
And it's our attempt to quantify beauty
38
91000
2000
و تلاش ماست جهت تعيين كيفيت زيبايى
01:51
by finding which regions of the brain
39
93000
2000
از طريق يافتن مناطقى از مغز كه
01:53
are interactive while witnessing something beautiful.
40
95000
4000
در عین این که شاهد چيزى زيبا هستند، با هم ارتباط متقابل دارند.
01:57
You're flying through the cortex of my colleague's brain.
41
99000
3000
شما در حال پرواز بر فراز کورتکس مغز همکارم هستید.
02:00
Our narrative here is real fMRI data
42
102000
3000
روایت ما در اینجا داده‌های واقعی fMRI است
02:03
that's mapped visually and sonically.
43
105000
2000
که بطور دیداری و شنیداری نقشه‌برداری شده است.
02:05
The brain now a world that we can fly through and interact with.
44
107000
4000
الان مغز دنیایی است که می‌توانیم از میان آن پرواز کنیم و با آن ارتباط متقابل داشته باشیم.
02:09
You see 12 intelligent computer agents,
45
111000
3000
شما ۱۲ عامل رایانه‌ای هوشمند را می‌بینید،
02:12
the little rectangles that are flying in the brain with you.
46
114000
3000
مستطیل‌های کوچک که با شما در مغز پرواز می‌کنند.
02:15
They're mining blood density levels.
47
117000
2000
سطوح چگالی خون را حفاری می‌کنند.
02:17
And they're reporting them back to you sonically.
48
119000
3000
و آنها را بصورت شنیداری به شما گزارش می‌دهند.
02:20
Higher density levels mean
49
122000
2000
سطوح چگالی بالاتر به معنای
02:22
more activity in that point of the brain.
50
124000
2000
فعالیت بیشتر در آن نقطه از مغز است.
02:24
They're actually singing these densities to you
51
126000
3000
آنها راستش این چگالیها را برای شما به آواز می‌خوانند،
02:27
with higher pitches mapped to higher densities.
52
129000
3000
برای چگالیهای بالاتر از زیروبمی بالاتری استفاده می‌کنند.
02:30
We're now going to move from real biological data
53
132000
3000
قصد داریم از داده‌های بیولوژیکی حقیقی
02:33
to biogenerative algorithms that create artificial nature
54
135000
4000
به سمت الگوریتمهای زیست زایشی حرکت کنیم که طبیعتی مصنوعی را در
02:37
in our next artistic and scientific installation.
55
139000
4000
پایگاه علمی و هنرمندانه بعديمان خلق می‌کنند.
02:41
In this artistic and scientific installation, biogenerative algorithms
56
143000
4000
در این پایگاه علمی و هنرمندانه، الگوریتمهای زیست زایشی
02:45
are helping us to understand
57
147000
2000
به ما در فهم خودزایشی و
02:47
self-generation and growth:
58
149000
2000
رشد کمک می‌کند:
02:49
very important for simulation in the nanoscaled sciences.
59
151000
4000
برای شبیه سازی در علوم غیرقابل قیاس اهمیت زیادی دارد.
02:53
For artists, we're making new worlds
60
155000
2000
ما برای هنرمندان، دنیاهای تازه‌ای می‌سازیم
02:55
that we can uncover and explore.
61
157000
2000
که قادر به کشف و کاوش هستیم.
02:57
These generative algorithms grow over time,
62
159000
3000
این الگوریتمهای زایشی در طی زمان رشد می‌کنند،
03:00
and they interact and communicate as a swarm of insects.
63
162000
3000
و بعنوان گروه‌ای از حشرات تاثیر متقابل و ارتباط دارند.
03:03
Our researchers are interacting with this data
64
165000
2000
محققین ما با این دادهها از طریق تزریق کد یاکتریایی
03:05
by injecting bacterial code,
65
167000
2000
که برنامه‌های کامپیوتری هستند
03:07
which are computer programs,
66
169000
2000
و امکان رشد این مخلوقات را با گذر زمان می‌دهند،
03:09
that allow these creatures to grow over time.
67
171000
4000
در ارتباط متقابل هستند.
03:13
We're going to move now from the biological
68
175000
2000
اکنون می‌خواهیم از این جهان بیولوژیکی و
03:15
and the macroscopic world,
69
177000
2000
ماکروسکوپی (قابل رويت به چشم عادى)به دنیای اتمی
03:17
down into the atomic world,
70
179000
2000
حرکت کنیم،
03:19
as we fly into a lattice of atoms.
71
181000
3000
در حینی که به درون شبکه اتمها پرواز می‌کنیم.
03:22
This is real AFM -- Atomic Force Microscope -- data
72
184000
3000
اينها داده‌‌هاى واقعى م.ن. ا (ميكروسكوپ نيروى اتمى)
03:25
from my colleagues in the Solid State Lighting and Energy Center.
73
187000
3000
از همكاران من در مركز انرژى و نور حالت جامد است.
03:28
They've discovered a new bond,
74
190000
2000
آنها اتصالی جدید را کشف کرده‌اند.
03:30
a new material for transparent solar cells.
75
192000
3000
ماده‌‌اى جديد براى سلولهاى خورشيدی شفاف.
03:33
We're flying through 2,000 lattice of atoms --
76
195000
3000
ما از بین ۲٫۰۰۰ شبکه اتمی پرواز می‌کنیم--
03:36
oxygen, hydrogen and zinc.
77
198000
2000
اکسیژن، هیدروژن و زینک (روی).
03:38
You view the bond in the triangle.
78
200000
3000
شما اتصال را در قالب مثلث مشاهده می‌کنید.
03:41
It's four blue zinc atoms
79
203000
2000
۴ اتم آبی رنگ روی (زينك) با یک
03:43
bonding with one white hydrogen atom.
80
205000
3000
اتم سفیدرنگ هیدروژن متصل شدهاند.
03:46
You see the electron flow with the streamlines
81
208000
2000
همانطور که می‌بینید الکترون با
03:48
we as artists have generated for the scientists.
82
210000
3000
ما بعنوان هنرمندان آنها را برای دانشمندان تولید کرده ایم.
03:51
This is allowing them to find the bonding nodes in any lattice of atoms.
83
213000
3000
این کار به آنها اجازه میدهد تا گره‌های اتصالی را در هر شبکه‌ای از اتمها بیابند.
03:54
We think it makes a beautiful structural art.
84
216000
3000
فکر می‌کنیم که یک هنر ساختمانی زیبا را ایجاد می‌کند.
03:57
The sound that you're hearing are the actual
85
219000
2000
صدایی که شما می‌شنوید طیف‌های
03:59
emission spectrums of these atoms.
86
221000
2000
منتشر شده حقیقی از این اتمهاست.
04:01
We've mapped them into the audio domain,
87
223000
2000
ما آنها داخل دامنه صوتی ترسیم کرده‌ایم،
04:03
so they're singing to you.
88
225000
2000
بنابراین آنها برای شما می‌خوانند.
04:05
Oxygen, hydrogen and zinc have their own signature.
89
227000
3000
اکسیژن، هیدروژن و زینک امضای خودشان را دارند.
04:08
We're going to actually move even further down
90
230000
3000
راستش می‌خواهیم حتی فراتر از این حرکت کنیم،
04:11
as we go from this lattice of atoms
91
233000
3000
با رفتن از این شبکه اتمها
04:14
to one single hydrogen atom.
92
236000
3000
به یک تک اتم هیدروژن.
04:17
We're working with our physicist colleagues
93
239000
2000
ما با همکاران فیزیکدانمان کار می کنیم که
04:19
that have given us the mathematical calculations
94
241000
3000
به ما امکان انجام محاسبات ریاضی
04:22
of the n-dimensional Schrödinger equation in time.
95
244000
4000
معادله چند بعدی شرودینگر در زمان را میدهد.
04:26
What you're seeing here right now is a superposition of an electron
96
248000
3000
چیزی که الان در اینجا می‌بینید برهم نهی یک الکترون
04:29
in the lower three orbitals of a hydrogen atom.
97
251000
3000
در سه اوربیت زیرین یک اتم هیدروژن است.
04:32
You're actually hearing and seeing the electron flow with the lines.
98
254000
4000
شما در واقع بیننده و شنونده جریان الکترون با ردیف‌ها هستید.
04:36
The white dots are the probability wave
99
258000
2000
نقاط سفید موج احتمال هستند
04:38
that will show you where the electron is
100
260000
2000
که به شما نشان می‌دهند در هر نقطه فرضی
04:40
in any given point of time and space
101
262000
2000
از زمان و فضا در این پیکربندی سه اوربیتی
04:42
in this particular three-orbital configuration.
102
264000
4000
خاص الکترون کجا قرار دارد.
04:46
In a minute we're going to move to a two-orbital configuration,
103
268000
4000
در طول يک دقيقه ما به يك پیکربندی دو اوربيتى حركت خواهيم كرد،
04:50
and you're going to notice a pulsing.
104
272000
2000
و شما متوجه ضربانى خواهيد شد.
04:52
And you're going to hear an undulation between the sound.
105
274000
3000
و شما نوسان بين صدا را خواهيد شنيد.
04:55
This is actually a light emitter.
106
277000
2000
اين در واقع يك منتشر كننده نور است.
04:57
As the sound starts to pulse and contract,
107
279000
3000
هنگامى كه صدا شروع به انقباض و تپيدن مى‌‌كند،
05:00
our physicists can tell when a photon is going to be emitted.
108
282000
3000
فيزيكدانهاى ما قادرند بگويند چه وقت يك فوتون منتشر مى‌‌شود.
05:03
They're starting to find new mathematical structures
109
285000
4000
آنها شروع به پيدا كردن ساختارهاى رياضى جديد
05:07
in these calculations.
110
289000
2000
در اين محاسبات كرده‌‌اند.
05:09
And they're understanding more about quantum mathematics.
111
291000
3000
و آنها درباره رياضيات كوانتوم بيشتر بفهمند.
05:12
We're going to move even further down,
112
294000
3000
ما مى‌‌خواهيم حتى فراتر از اين رفته
05:15
and go to one single electron spin.
113
297000
4000
و سراغ اسپين يك تك الكترون برويم.
05:19
This will be the final project that I show you.
114
301000
3000
اين آخرين پروژه‌‌اى خواهد بود كه به شما نشان مى‌‌دهم.
05:22
Our colleagues in the Center for Quantum Computation
115
304000
2000
همكاران ما در مركز محاسبات كوانتوم
05:24
and Spintronics are actually measuring with their lasers
116
306000
4000
و اسپينترونيكس در واقع با ليزرهايشان ميزان از دست رفتن
05:28
decoherence in a single electron spin.
117
310000
3000
انسجام سيستم (دي‌‌كوهيرنس) در اسپين الكترونی منفرد را اندازه گيرى مى‌‌كند.
05:31
We've taken this information and we've
118
313000
2000
ما اين اطلاعات را بكار گرفته و
05:33
made a mathematical model out of it.
119
315000
2000
مدل رياضى‌‌وار آن را ساخته ایم.
05:35
You're actually seeing and hearing
120
317000
2000
شما درواقع ببيننده و شنونده
05:37
quantum information flow.
121
319000
2000
جريان اطلاعات كوانتوم هستيد.
05:39
This is very important for the next step in simulating
122
321000
3000
اين براى گام بعدى در شباهت سازى
05:42
quantum computers and information technology.
123
324000
3000
كامپيوترهاى كوانتوم و فناورى اطلاعات بسيار حائز اهميت است.
05:45
So these brief examples that I've shown you
124
327000
4000
بنابراين اين مثالهاى مختصر كه نشانتان دادم
05:49
give you an idea of the kind of work that we're doing
125
331000
3000
به شما ايده درباره كارى دهد كه در دانشگاه كاليفرنيا، سانتاباربارا
05:52
at the University of California, Santa Barbara,
126
334000
2000
انجام مى‌‌دهيم تا هنر،
05:54
to bring together, arts, science
127
336000
3000
علم و مهندسى را يكجا گرد آوريم
05:57
and engineering
128
339000
3000
و عصر جديد
06:00
into a new age of math, science and art.
129
342000
3000
از رياضيات، علم و هنر رقم خورد.
06:03
We hope that all of you will come to see the AlloSphere.
130
345000
3000
اميدواريم كه همه شما به ديدن آلوسفير بياييد.
06:06
Inspire us to think of new ways that we can use
131
348000
4000
الهام بخش ما در فكر كردن به روشهاى تازه‌‌اى باشيد كه ما بتوانيم
06:10
this unique instrument that we've created at Santa Barbara.
132
352000
4000
از اين وسيله بى‌‌همتايى كه در سانتا باربارا خلق كرده‌‌ايم، استفاده كنيم.
06:14
Thank you very much.
133
356000
2000
خيلى متشكرم.
06:16
(Applause)
134
358000
6000
(تشويق)
ABOUT THE SPEAKER
JoAnn Kuchera-Morin - ComposerComposer JoAnn Kuchera-Morin is the director of the Center for Research in Electronic Art Technology (CREATE) at UC Santa Barbara.
Why you should listen
Composer JoAnn Kuchera-Morin works on the Allosphere, one of the largest scientific and artistic instruments in the world. Based at UCSB, the Allosphere and its 3D immersive theater maps complex data in time and space. Kuchera-Morin founded the Center for Research in Electronic Art Technology (CREATE) and has been the director since its birth in 1986. In 2000 she began work on a Digital Media Center within the California NanoSystems Institute at Santa Barbara. Her fascinations include gestural interfaces for performance and the expression of complex data in nontraditional forms.
Hew own music explores the boundaries of electric/acoustic instrumentation, welcoming digital players into the ensemble in works such as Concerto For Clarinet and Clarinets, a composition for solo clarinet and computer-generated tape.
JoAnn Kuchera-Morin | Speaker | TED.com