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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

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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…

- 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その AlloSphere全球: it'sそれは aa three-story三階建て metal金属 sphere
アロスフィア それは残響除去室にある
00:18
in an echo-freeエコーフリー chamberチャンバー.
3階分の高さの金属球です
00:21
Think思う of theその AlloSphere全球 asとして aa large,
アロスフィアを 大きな
00:23
dynamically動的に varying変化する digitalデジタル microscope顕微鏡
スーパーコンピュータに繋いだ
00:25
that'sそれは connected接続された to aa supercomputerスーパーコンピュータ.
動的可変デジタル顕微鏡と考えてください
00:28
20 researchers研究者 canできる standスタンド on aa bridgeブリッジ
20人の研究者が球の中に吊るした
00:30
suspended中断した inside内部 of theその sphere, andそして be〜する
橋の上に立ち 自らのデータ内に
00:33
completely完全に immersed没頭した in their彼らの dataデータ.
すっぽりと入ることができるのです
00:35
Imagine想像する ifif aa teamチーム of physicists物理学者
物理学者の一団が原子の中に立ち
00:37
couldできた standスタンド inside内部 of an atom原子
電子が回転するのを見たり聞いたり
00:39
andそして watch時計 andそして hear聞く electrons電子 spinスピン.
している姿を想像してみて下さい
00:42
Imagine想像する ifif aa groupグループ of sculptors彫刻家
彫刻家の一団が原子格子の
00:44
couldできた be〜する inside内部 of aa lattice格子 of atoms原子
中に入り彼らの材料で
00:48
andそして sculpt彫刻 with〜と their彼らの material材料.
彫刻している姿を想像してみて下さい
00:51
Imagine想像する ifif aa teamチーム of surgeons外科医 couldできた fly飛ぶ
外科医のチームが脳内の世界に入り
00:53
into theその brain, asとして thoughしかし itそれ wasあった aa world世界,
組織を景色として感じ
00:55
andそして see見る tissues組織 asとして landscapes風景,
血液密度レベルを音楽として
00:58
andそして hear聞く blood血液 density密度 levelsレベル asとして music音楽.
聞く姿を想像してみて下さい
01:00
Thisこの is some一部 of theその research研究 thatそれ you'reあなたは going行く to see見る
こういったものが 今からご覧いただく
01:03
thatそれ we're私たちは undertaking引き受ける at〜で theその AlloSphere全球.
アロスフィアで取り組んでいる研究の一部です
01:05
Butだけど first最初 aa little少し bitビット about thisこの groupグループ
しかしまず これに関わるアーティスト
01:07
of artistsアーティスト, scientists科学者, andそして engineersエンジニア
科学者とエンジニアのチームについて
01:09
thatそれ are workingワーキング together一緒に.
少しお話します
01:11
I'm私は aa composer作曲家, orchestrally-trainedオーケストラの訓練を受けた,
私は オーケストラの作曲家であり
01:13
andそして theその inventor発明者 of theその AlloSphere全球.
アロスフィアの発明者です
01:15
With〜と myじぶんの visualビジュアル artistアーティスト colleagues同僚, we我々 map地図
チームのビジュアルアーティスト達と共に
01:17
complex複合体 mathematical数学 algorithmsアルゴリズム thatそれ unfold展開する in time時間 andそして spaceスペース,
時間と空間に展開する複雑で数学的なアルゴリズムを
01:19
visually視覚的に andそして sonically音響的に.
視覚的・音響的にマッピングします
01:22
Our我々の scientist科学者 colleagues同僚 are finding所見 new新しい patternsパターン
チームの科学者達は 情報における新しい
01:24
in theその information情報.
パターンを見つけています
01:26
Andそして our我々の engineeringエンジニアリング colleagues同僚 are making作る
エンジニア達は この種のデータ探査でいえば
01:28
one1 of theその largest最大 dynamically動的に varying変化する computersコンピュータ in theその world世界
世界最大級の動的可変コンピュータを
01:30
forために thisこの kind種類 of dataデータ exploration探査.
製作しています
01:34
I'm私は going行く to fly飛ぶ you君は into five research研究 projectsプロジェクト
それでは これからアロスフィアの5つの
01:36
in theその AlloSphere全球 thatそれ are going行く to take取る you君は fromから
研究プロジェクトをご紹介しましょう
01:39
biological生物学的 macroscopic巨視的 dataデータ
マクロな生物学的データから
01:41
allすべて theその way方法 downダウン to electron電子 spinスピン.
電子スピンまで
01:43
Thisこの first最初 projectプロジェクト is calledと呼ばれる theその AlloBrain白血球.
まず最初はアロブレインです
01:46
Andそして it'sそれは our我々の attempt試みる to quantify定量化する beauty美しさ
美しいものを見ながら
01:49
by〜によって finding所見 whichどの regions地域 of theその brain
脳のどの部位が相互作用しているか発見し
01:51
are interactiveインタラクティブ whilewhile witnessing目撃 something何か beautiful綺麗な.
美しさを数値化するのが目的です
01:53
You'reあなたは flying飛行 throughを通して theその cortex皮質 of myじぶんの colleague's同僚の brain.
ご覧になっているのは私の同僚の脳の大脳皮質です
01:57
Our我々の narrative物語 hereここに is realリアル fMRIfmri dataデータ
これらの動きは 視覚的・音響的に
02:00
that'sそれは mappedマップされた visually視覚的に andそして sonically音響的に.
マッピングされた実際のFMRIデータです
02:03
Theその brain now aa world世界 thatそれ we我々 canできる fly飛ぶ throughを通して andそして interact相互作用する with〜と.
脳内を飛び回ったり 作用できる世界になっています
02:05
You君は see見る 12 intelligentインテリジェントな computerコンピューター agentsエージェント,
脳内で一緒に飛んでいる 12の小さな
02:09
theその little少し rectangles長方形 thatそれ are flying飛行 in theその brain with〜と you君は.
長方形のコンピュータエージェントが見えますか
02:12
They're彼らは mining鉱業 blood血液 density密度 levelsレベル.
あれは血液密度レベルを調べているんです
02:15
Andそして they're彼らは reporting報告 themそれら backバック to you君は sonically音響的に.
そして 音響的に報告してくれます
02:17
Higher高い density密度 levelsレベル mean平均
密度レベルが高いということは
02:20
moreもっと activityアクティビティ in thatそれ pointポイント of theその brain.
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
02:22
They're彼らは actually実際に singing歌う theseこれら densities密度 to you君は
実際に 密度が高いところでは高いピッチで
02:24
with〜と higher高い pitchesピッチ mappedマップされた to higher高い densities密度.
エージェントが歌って教えてくれるのです
02:27
We're私たちは now going行く to move動く fromから realリアル biological生物学的 dataデータ
次に 本物の生物学的データから移動し
02:30
to biogenerativeバイオジェネレーション algorithmsアルゴリズム thatそれ create作成する artificial人工的な nature自然
アート的かつ科学的な展示を用い 人工の自然をつくる
02:33
in our我々の next artistic芸術的 andそして scientific科学的 installationインストール.
生物発生アルゴリズムをご紹介します
02:37
In thisこの artistic芸術的 andそして scientific科学的 installationインストール, biogenerativeバイオジェネレーション algorithmsアルゴリズム
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
02:41
are helping助ける us米国 to understandわかる
自己生成と成長を行う
02:45
self-generation自己生成 andそして growth成長:
仕組みを教えてくれます
02:47
very非常に important重要 forために simulationシミュレーション in theその nanoscaledナノスケール sciences科学.
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
02:49
Forために artistsアーティスト, we're私たちは making作る new新しい worlds世界
アーティストとして 発見・探求ができる
02:53
thatそれ we我々 canできる uncover明らかにする andそして explore探検する.
新世界を創造しているのです
02:55
Theseこれら generative生成的 algorithmsアルゴリズム grow成長する over以上 time時間,
この発生アルゴリズムは 昆虫の一群のように
02:57
andそして they彼ら interact相互作用する andそして communicate通信する asとして aa swarm群れ of insects昆虫.
時間を経て成長し 作用しあい 情報交換します
03:00
Our我々の researchers研究者 are interacting相互作用する with〜と thisこの dataデータ
研究者達は この生物の成長を促進させる
03:03
by〜によって injecting注射する bacterial細菌性の codeコード,
コンピュータープログラムである
03:05
whichどの are computerコンピューター programsプログラム,
バクテリアのコードを実行し
03:07
thatそれ allow許す theseこれら creatures生き物 to grow成長する over以上 time時間.
データに作用しています
03:09
We're私たちは going行く to move動く now fromから theその biological生物学的
では今度は生物学的
03:13
andそして theその macroscopic巨視的 world世界,
マクロな世界から
03:15
downダウン into theその atomicアトミック world世界,
原子格子に飛び込み
03:17
asとして we我々 fly飛ぶ into aa lattice格子 of atoms原子.
原子世界へ移動しましょう
03:19
Thisこの is realリアル AFMアフリカ --- Atomicアトミック Force Microscope顕微鏡 --- dataデータ
これはSSLECで働く私の仲間の
03:22
fromから myじぶんの colleagues同僚 in theその Solid固体 State状態 Lighting点灯 andそして Energyエネルギー Centerセンター.
実際の原子間力顕微鏡データです
03:25
They've彼らは discovered発見された aa new新しい bondボンド,
彼らは 新しい原子結合をもった
03:28
aa new新しい material材料 forために transparentトランスペアレント solar太陽 cells細胞.
透明な太陽電池用の新素材を発見しました
03:30
We're私たちは flying飛行 throughを通して 2,000 lattice格子 of atoms原子 ---
現在酸素 水素 亜鉛からなる2,000個の
03:33
oxygen酸素, hydrogen水素 andそして zinc亜鉛.
原子格子の中を飛んでいます
03:36
You君は view見る theその bondボンド in theその triangle三角形.
三角形の原子結合が見えますね
03:38
It'sそれは four4つの blue zinc亜鉛 atoms原子
青い亜鉛原子4個と
03:41
bondingボンディング with〜と one1 white hydrogen水素 atom原子.
白い水素原子1個が結合しています
03:43
You君は see見る theその electron電子 flowフロー with〜と theその streamlines流線
アーティストが科学者向けに作った流線に
03:46
we我々 asとして artistsアーティスト have持ってる generated生成された forために theその scientists科学者.
沿って電子が流れているのが見えますか
03:48
Thisこの is allowing許す themそれら to find見つける theその bondingボンディング nodesノード in anyどれか lattice格子 of atoms原子.
これで どんな原子格子の中でも結合節を発見できます
03:51
We我々 think思う itそれ makes作る aa beautiful綺麗な structural構造的 artアート.
美しい構造芸術だと思いませんか
03:54
Theその sound thatそれ you'reあなたは hearing聴覚 are theその actual実際の
今お聞きいただいているのは 実際の
03:57
emission排出 spectrumsスペクトル of theseこれら atoms原子.
原子発光スペクトルの音です
03:59
We've私たちは mappedマップされた themそれら into theその audioオーディオ domainドメイン,
これを音声領域にマッピングしました
04:01
soそう they're彼らは singing歌う to you君は.
このため人に向けて歌ってくれるのです
04:03
Oxygen酸素, hydrogen水素 andそして zinc亜鉛 have持ってる their彼らの own自分の signature署名.
酸素 水素 亜鉛には それぞれの音があります
04:05
We're私たちは going行く to actually実際に move動く even偶数 furtherさらに downダウン
さあここからもう一段階小さくなります
04:08
asとして we我々 go行く fromから thisこの lattice格子 of atoms原子
今からこの原子格子を出て
04:11
to one1 singleシングル hydrogen水素 atom原子.
水素原子に進みましょう
04:14
We're私たちは workingワーキング with〜と our我々の physicist物理学者 colleagues同僚
3次元時間依存シュレディンガー方程式の
04:17
thatそれ have持ってる given与えられた us米国 theその mathematical数学 calculations計算
数式計算を行ってくれた
04:19
of theその n-dimensionaln次元 Schrschrödingerディンジャー equation方程式 in time時間.
物理学者の仲間達と仕事をしています
04:22
What you'reあなたは seeing見る hereここに right now is aa superposition重畳 of an electron電子
今ご覧になっているのは 水素原子下部にある
04:26
in theその lower低い three orbitals軌道 of aa hydrogen水素 atom原子.
3本の電子軌道上の電子の重なりです
04:29
You'reあなたは actually実際に hearing聴覚 andそして seeing見る theその electron電子 flowフロー with〜と theその lines.
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
04:32
Theその white dotsドット are theその probability確率 wave
白い点は 時間的・空間的に
04:36
thatそれ will意志 showショー you君は whereどこで theその electron電子 is
この3つの軌道のどこに電子が
04:38
in anyどれか given与えられた pointポイント of time時間 andそして spaceスペース
存在するかを示す
04:40
in thisこの particular特に three-orbital3軌道 configuration設定.
確率波になります
04:42
In aa minute we're私たちは going行く to move動く to aa two-orbital2軌道 configuration設定,
それでは 次は2つの軌道配置へ移動しましょう
04:46
andそして you'reあなたは going行く to notice通知 aa pulsing脈打つ.
まもなくパルス音が聞こえます
04:50
Andそして you'reあなたは going行く to hear聞く an undulationうねり betweenの間に theその sound.
そして 音の間にうねりが聞こえてきます
04:52
Thisこの is actually実際に aa light emitterエミッタ.
これは 実は発光体なのです
04:55
Asとして theその sound starts開始する to pulseパルス andそして contract契約する,
音が脈うち収縮し始めますが
04:57
our我々の physicists物理学者 canできる telltell whenいつ aa photon光子 is going行く to be〜する emitted放出された.
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
05:00
They're彼らは starting起動 to find見つける new新しい mathematical数学 structures構造
この計算により 新しい数学的構造が
05:03
in theseこれら calculations計算.
発見されようとしています
05:07
Andそして they're彼らは understanding理解 moreもっと about quantum量子 mathematics数学.
量子数学についての理解も深まっています
05:09
We're私たちは going行く to move動く even偶数 furtherさらに downダウン,
さて さらに一段階下の階層に行きましょう
05:12
andそして go行く to one1 singleシングル electron電子 spinスピン.
単一の電子スピンの世界に移動します
05:15
Thisこの will意志 be〜する theその final最後の projectプロジェクト thatそれ I showショー you君は.
これが今日ご覧いただく最後のプロジェクトです
05:19
Our我々の colleagues同僚 in theその Centerセンター forために Quantum量子 Computation計算
量子計算スピントロニクスセンターに勤める仲間は
05:22
andそして Spintronicsスピントロニクス are actually実際に measuring測定する with〜と their彼らの lasersレーザー
電子スピン一回におけるレーザーの
05:24
decoherenceデコヒーレンス in aa singleシングル electron電子 spinスピン.
デコヒーレンスを測定します
05:28
We've私たちは taken撮影 thisこの information情報 andそして we've私たちは
その情報をもとに
05:31
made aa mathematical数学 modelモデル outでる of itそれ.
数学的モデルを作りました
05:33
You'reあなたは actually実際に seeing見る andそして hearing聴覚
今実際に量子情報の流れが見え
05:35
quantum量子 information情報 flowフロー.
聞こえてますね
05:37
Thisこの is very非常に important重要 forために theその next stepステップ in simulatingシミュレートする
これは量子コンピュータとITをシミュレートする
05:39
quantum量子 computersコンピュータ andそして information情報 technology技術.
次のステップとして 非常に重要なものです
05:42
Soそう theseこれら brief簡潔な examples thatそれ I've私は shown示された you君は
さて 以上ご覧になった簡単な例が
05:45
give与える you君は an ideaアイディア of theその kind種類 of work作業 thatそれ we're私たちは doingやっている
カリフォルニア大学サンタバーバラ校で
05:49
at〜で theその University大学 of Californiaカリフォルニア, Santaサンタ Barbaraバーバラ,
我々が取り組んでいる仕事の一部です
05:52
to bring持参する together一緒に, arts芸術, science科学
アート 科学 工学を統合し
05:54
andそして engineeringエンジニアリング
数学・科学・アートの
05:57
into aa new新しい age年齢 of math数学, science科学 andそして artアート.
新時代を生み出したいと考えています
06:00
We我々 hope希望 thatそれ allすべて of you君は will意志 come来る to see見る theその AlloSphere全球.
ぜひ皆さん 実際のアロスフィアを見に来てください
06:03
Inspireインスピレーション us米国 to think思う of new新しい ways方法 thatそれ we我々 canできる useつかいます
そしてサンタバーバラ製の このユニークな装置を
06:06
thisこの uniqueユニークな instrument計器 thatそれ we've私たちは created作成した at〜で Santaサンタ Barbaraバーバラ.
もっと活用できるようインスパイアしてください
06:10
Thank感謝 you君は very非常に muchたくさん.
どうもありがとう
06:14
(Applause拍手)
(拍手)
06:16
Translated by Junko Fundeis
Reviewed by Yuki Okada

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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