English-Video.net comment policy

The comment field is common to all languages

Let's write in your language and use "Google Translate" together

Please refer to informative community guidelines on TED.com

TED2009

JoAnn Kuchera-Morin: Stunning data visualization in the AlloSphere

ג'ואן קוצ'רה-מורין בסיור באלוספירה

Filmed
Views 635,333

ג'ואן קוצ'רה-מורין מדגימה את האלוספירה, דרך חדשנית לראות ולפענח נתונים מדעיים בעזרת מגוון צבעים וצלילים היקפיים בתוך כדור מתכת מסיבי. האלוספירה לוקחת אתכם לסיור במוח, ומאפשרת לכם לחוש את סחרור האלקטרונים ולשמוע את המוזיקה של היסודות ...

- Composer
Composer JoAnn Kuchera-Morin is the director of the Center for Research in Electronic Art Technology (CREATE) at UC Santa Barbara. Full bio

The AlloSphere: it's a three-story metal sphere
האלוספירה היא כדור מתכת בן 3 קומות
00:18
in an echo-free chamber.
בתוך חדר חסר תהודה.
00:21
Think of the AlloSphere as a large,
דמיינו את האלוספירה
00:23
dynamically varying digital microscope
כמיקרוסקופ דיגיטלי גדול המשתנה באופן דינמי
00:25
that's connected to a supercomputer.
שמחובר למחשב-על.
00:28
20 researchers can stand on a bridge
עשרים חוקרים יכולים לעמוד על גשר
00:30
suspended inside of the sphere, and be
התלוי בתוך הכדור ולהיות שקועים לגמרי
00:33
completely immersed in their data.
בתוך הנתונים שלהם.
00:35
Imagine if a team of physicists
דמיינו צוות פיזיקאים
00:37
could stand inside of an atom
עומד בתוך אטום
00:39
and watch and hear electrons spin.
ורואה ושומע את סחרור האלקטרונים.
00:42
Imagine if a group of sculptors
דמיינו קבוצת פסלים
00:44
could be inside of a lattice of atoms
עומדת בתוך רשת אטומים
00:48
and sculpt with their material.
ומפסלת אותם.
00:51
Imagine if a team of surgeons could fly
דמיינו צוות מנתחים
00:53
into the brain, as though it was a world,
טס במוח, כבתוך עולם,
00:55
and see tissues as landscapes,
צופה ברקמות כנופים
00:58
and hear blood density levels as music.
ושומע את רמות צפיפות הדם כמוזיקה.
01:00
This is some of the research that you're going to see
זהו חלק ממה שאציג בפניכם
01:03
that we're undertaking at the AlloSphere.
מהמחקר שלנו באלוספירה.
01:05
But first a little bit about this group
ראשית, כמה מילים על קבוצת
01:07
of artists, scientists, and engineers
האומנים, המדענים והמהנדסים
01:09
that are working together.
שמשתתפים בפרויקט.
01:11
I'm a composer, orchestrally-trained,
אני מלחינה מוזיקה לתזמורות
01:13
and the inventor of the AlloSphere.
והממציאה של האלוספירה.
01:15
With my visual artist colleagues, we map
בעזרת שותפיי האומנים החזותיים, אנו ממפים
01:17
complex mathematical algorithms that unfold in time and space,
אלגוריתמים מתמטיים מורכבים שנפרשים בזמן ובמרחב
01:19
visually and sonically.
בצורה חזותית ושמיעתית.
01:22
Our scientist colleagues are finding new patterns
שותפינו המדענים מוצאים דפוסים חדשים
01:24
in the information.
במידע.
01:26
And our engineering colleagues are making
ושותפינו המהנדסים בונים מחשב
01:28
one of the largest dynamically varying computers in the world
משתנה דינאמית מבין הגדולים ביותר בעולם
01:30
for this kind of data exploration.
עבור צורות אלה של חקר נתונים.
01:34
I'm going to fly you into five research projects
אטוס איתכם לחמישה פרוייקטי מחקר
01:36
in the AlloSphere that are going to take you from
בתוך האלוספירה.
01:39
biological macroscopic data
נתחיל בנתונים ביולוגיים נראים לעין
01:41
all the way down to electron spin.
ונרד עד לסחרור אלקטרונים.
01:43
This first project is called the AlloBrain.
הפרוייקט הראשון נקרא אלו-מוח.
01:46
And it's our attempt to quantify beauty
אנו מנסים לכמת יופי
01:49
by finding which regions of the brain
על ידי מציאת האיזורים במוח
01:51
are interactive while witnessing something beautiful.
שמופעלים כשמתבוננים במשהו יפה.
01:53
You're flying through the cortex of my colleague's brain.
אתם טסים דרך קליפת המוח של אחד מעמיתי.
01:57
Our narrative here is real fMRI data
אנו מתארים כאן נתוני FMRI אמיתיים
02:00
that's mapped visually and sonically.
שממופים בצורה חזותית ושמיעתית.
02:03
The brain now a world that we can fly through and interact with.
המוח הפך לעולם שאפשר לטוס בו ולתקשר איתו.
02:05
You see 12 intelligent computer agents,
אתם רואים 12 סוכנים ממוחשבים תבוניים -
02:09
the little rectangles that are flying in the brain with you.
המלבנים הקטנים שטסים במוח ביחד איתכם.
02:12
They're mining blood density levels.
הם אוספים את רמות צפיפות הדם
02:15
And they're reporting them back to you sonically.
ומדווחים אותן באמצעות צלילים.
02:17
Higher density levels mean
רמות צפיפות גבוהות פירושן
02:20
more activity in that point of the brain.
יותר פעילות באותה נקודה של המוח.
02:22
They're actually singing these densities to you
הם שרים לכם את הצפיפויות האלה,
02:24
with higher pitches mapped to higher densities.
צלילים גבוהים מבטאים צפיפויות גבוהות.
02:27
We're now going to move from real biological data
נעבור מנתונים ביולוגיים אמיתיים
02:30
to biogenerative algorithms that create artificial nature
לאלגוריתמי יצירה ביולוגיים שיוצרים טבע מלאכותי
02:33
in our next artistic and scientific installation.
במתקן האומנותי-מדעי הבא.
02:37
In this artistic and scientific installation, biogenerative algorithms
במתקן זה, אלגוריתמי יצירה ביולוגיים
02:41
are helping us to understand
עוזרים לנו להבין
02:45
self-generation and growth:
חילול עצמי וגדילה.
02:47
very important for simulation in the nanoscaled sciences.
בעזרתם ניתן לבצע סימולציות של רכיבים בסדר גודל נאנו.
02:49
For artists, we're making new worlds
עבור האומנים, אנו בונים עולמות חדשים
02:53
that we can uncover and explore.
שאפשר לחשוף ולחקור.
02:55
These generative algorithms grow over time,
אלגוריתמי היצירה הביולוגיים מתפתחים במשך הזמן.
02:57
and they interact and communicate as a swarm of insects.
הם מתקשרים ביניהם כמו נחיל חרקים.
03:00
Our researchers are interacting with this data
החוקרים משפיעים על הנתונים
03:03
by injecting bacterial code,
ע"י הזרקת קוד בקטריאלי -
03:05
which are computer programs,
תוכנות מחשב
03:07
that allow these creatures to grow over time.
שמאפשרות ליצורים האלה להתרבות.
03:09
We're going to move now from the biological
נרד מעולם הביולוגיה
03:13
and the macroscopic world,
והנתונים הנראים לעין
03:15
down into the atomic world,
אל העולם האטומי
03:17
as we fly into a lattice of atoms.
תוך כדי טיסה דרך רשת אטומים.
03:19
This is real AFM -- Atomic Force Microscope -- data
אלו נתונים אמיתיים של מכ"א - מיקרוסקופ כוח אטומי
03:22
from my colleagues in the Solid State Lighting and Energy Center.
שהתקבל מעמיתי ב-SSLEC (מרכז לחקר אור ואנרגיה במצב מוצק).
03:25
They've discovered a new bond,
הם גילו קשר חדש,
03:28
a new material for transparent solar cells.
חומר חדש עבור תאים סולאריים שקופים.
03:30
We're flying through 2,000 lattice of atoms --
אנו טסים דרך 2,000 רשתות של אטומים -
03:33
oxygen, hydrogen and zinc.
חמצן, מימן ואבץ.
03:36
You view the bond in the triangle.
ניתן לראות את הקשר בתוך המשולש.
03:38
It's four blue zinc atoms
אלו 4 אטומי אבץ כחולים
03:41
bonding with one white hydrogen atom.
הקשורים לאטום מימן לבן אחד.
03:43
You see the electron flow with the streamlines
רואים את קווי זרימת האלקטרונים
03:46
we as artists have generated for the scientists.
שאנו כאומנים יצרנו עבור המדענים.
03:48
This is allowing them to find the bonding nodes in any lattice of atoms.
כאן הם יכולים למצוא צמתים קושרים בכל רשת אטומים.
03:51
We think it makes a beautiful structural art.
אנו חושבים שזוהי אומנות מבנית יפיפיה.
03:54
The sound that you're hearing are the actual
הצליל שאתם שומעים הוא
03:57
emission spectrums of these atoms.
ספקטרום הפליטה האמיתי של האטומים.
03:59
We've mapped them into the audio domain,
מיפינו אותם לתחום הנשמע.
04:01
so they're singing to you.
הם שרים לכם.
04:03
Oxygen, hydrogen and zinc have their own signature.
לחמצן, למימן ולאבץ יש חתימה אישית.
04:05
We're going to actually move even further down
נמשיך לרדת
04:08
as we go from this lattice of atoms
מרשת אטומים
04:11
to one single hydrogen atom.
לאטום מימן בודד.
04:14
We're working with our physicist colleagues
אנו עובדים עם עמיתינו הפיזיקאים
04:17
that have given us the mathematical calculations
שסיפקו לנו חישובים מתמטיים
04:19
of the n-dimensional Schrödinger equation in time.
של משוואת שרדינגר תלויית-זמן ב-3 מימדים.
04:22
What you're seeing here right now is a superposition of an electron
אתם רואים כאן סופרפוזיציה של אלקטרון
04:26
in the lower three orbitals of a hydrogen atom.
ב-3 האורביטלים האטומיים הנמוכים של אטום מימן.
04:29
You're actually hearing and seeing the electron flow with the lines.
אתם שומעים ורואים את זרימת האלקטרון בקווים.
04:32
The white dots are the probability wave
הנקודות הלבנות הן גל ההסתברות
04:36
that will show you where the electron is
שמראה את מיקום האלקטרון
04:38
in any given point of time and space
בכל נקודת זמן ומרחב
04:40
in this particular three-orbital configuration.
בתצורה המסוימת הזאת של 3 אורביטלים.
04:42
In a minute we're going to move to a two-orbital configuration,
נעבור לתצורה של 2 אורביטלים.
04:46
and you're going to notice a pulsing.
תוכלו להבחין בדופק.
04:50
And you're going to hear an undulation between the sound.
בתוך הצליל תוכלו לשמוע תנועה גלית.
04:52
This is actually a light emitter.
זהו פולט אור.
04:55
As the sound starts to pulse and contract,
כאשר הצליל מתחיל לפעום ולהתכווץ
04:57
our physicists can tell when a photon is going to be emitted.
הפיזיקאים שלנו יכולים לומר מתי פוטון עתיד להפלט.
05:00
They're starting to find new mathematical structures
הם מתחילים למצוא מבנים מתמטיים חדשים
05:03
in these calculations.
בחישובים האלה.
05:07
And they're understanding more about quantum mathematics.
הם מבינים יותר את המתמטיקה הקוואנטית.
05:09
We're going to move even further down,
נמשיך לרדת עוד יותר
05:12
and go to one single electron spin.
אל סחרור של אלקטרון יחיד.
05:15
This will be the final project that I show you.
זה הפרויקט האחרון שאציג בפניכם.
05:19
Our colleagues in the Center for Quantum Computation
עמיתינו במרכז לחישוב קוונטי וספינטרוניקס
05:22
and Spintronics are actually measuring with their lasers
מודדים באמצעות הלייזרים שלהם
05:24
decoherence in a single electron spin.
חוסר רציפות בסחרור של אלקטרון בודד.
05:28
We've taken this information and we've
לקחנו את הנתונים האלה
05:31
made a mathematical model out of it.
ובנינו מהם מודל מתמטי.
05:33
You're actually seeing and hearing
אתם יכולים לראות ולשמוע
05:35
quantum information flow.
את זרימת הנתונים הקוואנטיים.
05:37
This is very important for the next step in simulating
מודל זה חשוב מאוד עבור הצעד הבא בסימולציה
05:39
quantum computers and information technology.
של מחשבים קוואנטיים וטכנולוגית נתונים קוואנטית.
05:42
So these brief examples that I've shown you
הדוגמאות הקצרות שהצגתי בפניכם
05:45
give you an idea of the kind of work that we're doing
מדגימות את העבודות שאנו עוסקים בהן
05:49
at the University of California, Santa Barbara,
באוניברסיטת קליפורניה, סנטה ברברה.
05:52
to bring together, arts, science
אנו שואפים להביא בצוותא אומנות, מדע והנדסה
05:54
and engineering
אל עידן חדש
05:57
into a new age of math, science and art.
של מתמטיקה, מדע ואומנות.
06:00
We hope that all of you will come to see the AlloSphere.
אנו מזמינים את כולכם לצפות באלוספירה
06:03
Inspire us to think of new ways that we can use
ולתת לנו השראה לדרכים חדשות
06:06
this unique instrument that we've created at Santa Barbara.
לשימוש בכלי הייחודי שיצרנו בסנטה ברברה.
06:10
Thank you very much.
תודה רבה.
06:14
(Applause)
[מחיאות כפיים]
06:16
Translated by Yifat Adler
Reviewed by Roi Shpaner

▲Back to top

About the speaker:

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.

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.

More profile about the speaker
JoAnn Kuchera-Morin | Speaker | TED.com