TED2009
JoAnn Kuchera-Morin: Stunning data visualization in the AlloSphere
ジョアン・クチェラ‐モーリン：アロスフィアの旅
Filmed:
Readability: 5.6
728,865 views
ジョアン・クチェラ‐モーリンが、科学的なデータを見て、解釈するための全く新しい方法を紹介します。フルカラーとサラウンドサウンドを使用した、巨大な金属球内部にある「アロスフィア」です。脳内に飛び込み、電子スピンを感じ、分子の音楽に耳を傾けてみてください…
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
アロスフィア それは残響除去室にある
00:21
in an echo-free chamber.
1
3000
2000
3階分の高さの金属球です
00:23
Think of the AlloSphere as a large,
2
5000
2000
アロスフィアを 大きな
00:25
dynamically varying digital microscope
3
7000
3000
スーパーコンピュータに繋いだ
00:28
that's connected to a supercomputer.
4
10000
2000
動的可変デジタル顕微鏡と考えてください
00:30
20 researchers can stand on a bridge
5
12000
3000
20人の研究者が球の中に吊るした
00:33
suspended inside of the sphere, and be
6
15000
2000
橋の上に立ち 自らのデータ内に
00:35
completely immersed in their data.
7
17000
2000
すっぽりと入ることができるのです
00:37
Imagine if a team of physicists
8
19000
2000
物理学者の一団が原子の中に立ち
00:39
could stand inside of an atom
9
21000
3000
電子が回転するのを見たり聞いたり
00:42
and watch and hear electrons spin.
10
24000
2000
している姿を想像してみて下さい
00:44
Imagine if a group of sculptors
11
26000
4000
彫刻家の一団が原子格子の
00:48
could be inside of a lattice of atoms
12
30000
3000
中に入り彼らの材料で
00:51
and sculpt with their material.
13
33000
2000
彫刻している姿を想像してみて下さい
00:53
Imagine if a team of surgeons could fly
14
35000
2000
外科医のチームが脳内の世界に入り
00:55
into the brain, as though it was a world,
15
37000
3000
組織を景色として感じ
00:58
and see tissues as landscapes,
16
40000
2000
血液密度レベルを音楽として
01:00
and hear blood density levels as music.
17
42000
3000
聞く姿を想像してみて下さい
01:03
This is some of the research that you're going to see
18
45000
2000
こういったものが 今からご覧いただく
01:05
that we're undertaking at the AlloSphere.
19
47000
2000
アロスフィアで取り組んでいる研究の一部です
01:07
But first a little bit about this group
20
49000
2000
しかしまず これに関わるアーティスト
01:09
of artists, scientists, and engineers
21
51000
2000
科学者とエンジニアのチームについて
01:11
that are working together.
22
53000
2000
少しお話します
01:13
I'm a composer, orchestrally-trained,
23
55000
2000
私は オーケストラの作曲家であり
01:15
and the inventor of the AlloSphere.
24
57000
2000
アロスフィアの発明者です
01:17
With my visual artist colleagues, we map
25
59000
2000
チームのビジュアルアーティスト達と共に
01:19
complex mathematical algorithms that unfold in time and space,
26
61000
3000
時間と空間に展開する複雑で数学的なアルゴリズムを
01:22
visually and sonically.
27
64000
2000
視覚的・音響的にマッピングします
01:24
Our scientist colleagues are finding new patterns
28
66000
2000
チームの科学者達は 情報における新しい
01:26
in the information.
29
68000
2000
パターンを見つけています
01:28
And our engineering colleagues are making
30
70000
2000
エンジニア達は この種のデータ探査でいえば
01:30
one of the largest dynamically varying computers in the world
31
72000
4000
世界最大級の動的可変コンピュータを
01:34
for this kind of data exploration.
32
76000
2000
製作しています
01:36
I'm going to fly you into five research projects
33
78000
3000
それでは これからアロスフィアの5つの
01:39
in the AlloSphere that are going to take you from
34
81000
2000
研究プロジェクトをご紹介しましょう
01:41
biological macroscopic data
35
83000
2000
マクロな生物学的データから
01:43
all the way down to electron spin.
36
85000
3000
電子スピンまで
01:46
This first project is called the AlloBrain.
37
88000
3000
まず最初はアロブレインです
01:49
And it's our attempt to quantify beauty
38
91000
2000
美しいものを見ながら
01:51
by finding which regions of the brain
39
93000
2000
脳のどの部位が相互作用しているか発見し
01:53
are interactive while witnessing something beautiful.
40
95000
4000
美しさを数値化するのが目的です
01:57
You're flying through the cortex of my colleague's brain.
41
99000
3000
ご覧になっているのは私の同僚の脳の大脳皮質です
02:00
Our narrative here is real fMRI data
42
102000
3000
これらの動きは 視覚的・音響的に
02:03
that's mapped visually and sonically.
43
105000
2000
マッピングされた実際のFMRIデータです
02:05
The brain now a world that we can fly through and interact with.
44
107000
4000
脳内を飛び回ったり 作用できる世界になっています
02:09
You see 12 intelligent computer agents,
45
111000
3000
脳内で一緒に飛んでいる 12の小さな
02:12
the little rectangles that are flying in the brain with you.
46
114000
3000
長方形のコンピュータエージェントが見えますか
02:15
They're mining blood density levels.
47
117000
2000
あれは血液密度レベルを調べているんです
02:17
And they're reporting them back to you sonically.
48
119000
3000
そして 音響的に報告してくれます
02:20
Higher density levels mean
49
122000
2000
密度レベルが高いということは
02:22
more activity in that point of the brain.
50
124000
2000
脳のその部位はより活発に活動していることを指します
02:24
They're actually singing these densities to you
51
126000
3000
実際に 密度が高いところでは高いピッチで
02:27
with higher pitches mapped to higher densities.
52
129000
3000
エージェントが歌って教えてくれるのです
02:30
We're now going to move from real biological data
53
132000
3000
次に 本物の生物学的データから移動し
02:33
to biogenerative algorithms that create artificial nature
54
135000
4000
アート的かつ科学的な展示を用い 人工の自然をつくる
02:37
in our next artistic and scientific installation.
55
139000
4000
生物発生アルゴリズムをご紹介します
02:41
In this artistic and scientific installation, biogenerative algorithms
56
143000
4000
アート的かつ科学的な展示の中で 微生物発生のアルゴリズムが
02:45
are helping us to understand
57
147000
2000
自己生成と成長を行う
02:47
self-generation and growth:
58
149000
2000
仕組みを教えてくれます
02:49
very important for simulation in the nanoscaled sciences.
59
151000
4000
これはナノスケール科学のシミュレーションにとても重要です
02:53
For artists, we're making new worlds
60
155000
2000
アーティストとして 発見・探求ができる
02:55
that we can uncover and explore.
61
157000
2000
新世界を創造しているのです
02:57
These generative algorithms grow over time,
62
159000
3000
この発生アルゴリズムは 昆虫の一群のように
03:00
and they interact and communicate as a swarm of insects.
63
162000
3000
時間を経て成長し 作用しあい 情報交換します
03:03
Our researchers are interacting with this data
64
165000
2000
研究者達は この生物の成長を促進させる
03:05
by injecting bacterial code,
65
167000
2000
コンピュータープログラムである
03:07
which are computer programs,
66
169000
2000
バクテリアのコードを実行し
03:09
that allow these creatures to grow over time.
67
171000
4000
データに作用しています
03:13
We're going to move now from the biological
68
175000
2000
では今度は生物学的
03:15
and the macroscopic world,
69
177000
2000
マクロな世界から
03:17
down into the atomic world,
70
179000
2000
原子格子に飛び込み
03:19
as we fly into a lattice of atoms.
71
181000
3000
原子世界へ移動しましょう
03:22
This is real AFM -- Atomic Force Microscope -- data
72
184000
3000
これはSSLECで働く私の仲間の
03:25
from my colleagues in the Solid State Lighting and Energy Center.
73
187000
3000
実際の原子間力顕微鏡データです
03:28
They've discovered a new bond,
74
190000
2000
彼らは 新しい原子結合をもった
03:30
a new material for transparent solar cells.
75
192000
3000
透明な太陽電池用の新素材を発見しました
03:33
We're flying through 2,000 lattice of atoms --
76
195000
3000
現在酸素 水素 亜鉛からなる2,000個の
03:36
oxygen, hydrogen and zinc.
77
198000
2000
原子格子の中を飛んでいます
03:38
You view the bond in the triangle.
78
200000
3000
三角形の原子結合が見えますね
03:41
It's four blue zinc atoms
79
203000
2000
青い亜鉛原子4個と
03:43
bonding with one white hydrogen atom.
80
205000
3000
白い水素原子1個が結合しています
03:46
You see the electron flow with the streamlines
81
208000
2000
アーティストが科学者向けに作った流線に
03:48
we as artists have generated for the scientists.
82
210000
3000
沿って電子が流れているのが見えますか
03:51
This is allowing them to find the bonding nodes in any lattice of atoms.
83
213000
3000
これで どんな原子格子の中でも結合節を発見できます
03:54
We think it makes a beautiful structural art.
84
216000
3000
美しい構造芸術だと思いませんか
03:57
The sound that you're hearing are the actual
85
219000
2000
今お聞きいただいているのは 実際の
03:59
emission spectrums of these atoms.
86
221000
2000
原子発光スペクトルの音です
04:01
We've mapped them into the audio domain,
87
223000
2000
これを音声領域にマッピングしました
04:03
so they're singing to you.
88
225000
2000
このため人に向けて歌ってくれるのです
04:05
Oxygen, hydrogen and zinc have their own signature.
89
227000
3000
酸素 水素 亜鉛には それぞれの音があります
04:08
We're going to actually move even further down
90
230000
3000
さあここからもう一段階小さくなります
04:11
as we go from this lattice of atoms
91
233000
3000
今からこの原子格子を出て
04:14
to one single hydrogen atom.
92
236000
3000
水素原子に進みましょう
04:17
We're working with our physicist colleagues
93
239000
2000
3次元時間依存シュレディンガー方程式の
04:19
that have given us the mathematical calculations
94
241000
3000
数式計算を行ってくれた
04:22
of the n-dimensional Schrödinger equation in time.
95
244000
4000
物理学者の仲間達と仕事をしています
04:26
What you're seeing here right now is a superposition of an electron
96
248000
3000
今ご覧になっているのは 水素原子下部にある
04:29
in the lower three orbitals of a hydrogen atom.
97
251000
3000
3本の電子軌道上の電子の重なりです
04:32
You're actually hearing and seeing the electron flow with the lines.
98
254000
4000
実際に線に沿って電子の流れが見えますし 聞こえますよね
04:36
The white dots are the probability wave
99
258000
2000
白い点は 時間的・空間的に
04:38
that will show you where the electron is
100
260000
2000
この3つの軌道のどこに電子が
04:40
in any given point of time and space
101
262000
2000
存在するかを示す
04:42
in this particular three-orbital configuration.
102
264000
4000
確率波になります
04:46
In a minute we're going to move to a two-orbital configuration,
103
268000
4000
それでは 次は2つの軌道配置へ移動しましょう
04:50
and you're going to notice a pulsing.
104
272000
2000
まもなくパルス音が聞こえます
04:52
And you're going to hear an undulation between the sound.
105
274000
3000
そして 音の間にうねりが聞こえてきます
04:55
This is actually a light emitter.
106
277000
2000
これは 実は発光体なのです
04:57
As the sound starts to pulse and contract,
107
279000
3000
音が脈うち収縮し始めますが
05:00
our physicists can tell when a photon is going to be emitted.
108
282000
3000
物理学者はこれにより光子がいつ放射されるか分かるのです
05:03
They're starting to find new mathematical structures
109
285000
4000
この計算により 新しい数学的構造が
05:07
in these calculations.
110
289000
2000
発見されようとしています
05:09
And they're understanding more about quantum mathematics.
111
291000
3000
量子数学についての理解も深まっています
05:12
We're going to move even further down,
112
294000
3000
さて さらに一段階下の階層に行きましょう
05:15
and go to one single electron spin.
113
297000
4000
単一の電子スピンの世界に移動します
05:19
This will be the final project that I show you.
114
301000
3000
これが今日ご覧いただく最後のプロジェクトです
05:22
Our colleagues in the Center for Quantum Computation
115
304000
2000
量子計算スピントロニクスセンターに勤める仲間は
05:24
and Spintronics are actually measuring with their lasers
116
306000
4000
電子スピン一回におけるレーザーの
05:28
decoherence in a single electron spin.
117
310000
3000
デコヒーレンスを測定します
05:31
We've taken this information and we've
118
313000
2000
その情報をもとに
05:33
made a mathematical model out of it.
119
315000
2000
数学的モデルを作りました
05:35
You're actually seeing and hearing
120
317000
2000
今実際に量子情報の流れが見え
05:37
quantum information flow.
121
319000
2000
聞こえてますね
05:39
This is very important for the next step in simulating
122
321000
3000
これは量子コンピュータとＩＴをシミュレートする
05:42
quantum computers and information technology.
123
324000
3000
次のステップとして 非常に重要なものです
05:45
So these brief examples that I've shown you
124
327000
4000
さて 以上ご覧になった簡単な例が
05:49
give you an idea of the kind of work that we're doing
125
331000
3000
カリフォルニア大学サンタバーバラ校で
05:52
at the University of California, Santa Barbara,
126
334000
2000
我々が取り組んでいる仕事の一部です
05:54
to bring together, arts, science
127
336000
3000
アート 科学 工学を統合し
05:57
and engineering
128
339000
3000
数学・科学・アートの
06:00
into a new age of math, science and art.
129
342000
3000
新時代を生み出したいと考えています
06:03
We hope that all of you will come to see the AlloSphere.
130
345000
3000
ぜひ皆さん 実際のアロスフィアを見に来てください
06:06
Inspire us to think of new ways that we can use
131
348000
4000
そしてサンタバーバラ製の このユニークな装置を
06:10
this unique instrument that we've created at Santa Barbara.
132
352000
4000
もっと活用できるようインスパイアしてください
06:14
Thank you very much.
133
356000
2000
どうもありがとう
06:16
(Applause)
134
358000
6000
(拍手)
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