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TED2009

JoAnn Kuchera-Morin: Stunning data visualization in the AlloSphere

조안 쿠체라-모린: 알로스피어(AlloSphere) 여행

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조안 쿠체라-모린이 알로스피어(AlloSphere)를 시연합니다. 알로스피어는 거대한 금속 구 안에서 풀 컬러와 서라운드 사운드로 과학적 데이터를 보고, 해석하는 완전히 새로운 방법입니다. 이것을 이용하여 두뇌 속을 탐사하고, 전자의 스핀을 느끼며, 원소들의 음악을 듣습니다...

- 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
알로스피어입니다. 이것은 울림이 없는 방에 위치한
00:18
in an echo-free chamber.
3층짜리 금속 구입니다.
00:21
Think of the AlloSphere as a large,
대략 알로스피어는 슈퍼컴과
00:23
dynamically varying digital microscope
연결되어 동적으로 변화하는
00:25
that's connected to a supercomputer.
커다란 디지털 현미경으로 생각할 수 있습니다.
00:28
20 researchers can stand on a bridge
20명의 연구자들이
00:30
suspended inside of the sphere, and be
금속 구 안을 가로지르는 다리 위에 서서
00:33
completely immersed in their data.
데이터와 완전히 하나가 될 수 있습니다.
00:35
Imagine if a team of physicists
상상해보세요. 한 팀의 물리학자들이
00:37
could stand inside of an atom
원자의 내부에 서서
00:39
and watch and hear electrons spin.
전자의 스핀을 보고 듣는 것을.
00:42
Imagine if a group of sculptors
상상해 보세요. 조각가 그룹이
00:44
could be inside of a lattice of atoms
원자의 격자층 안에서
00:48
and sculpt with their material.
그들의 재료를 가지고 조각하는 것을.
00:51
Imagine if a team of surgeons could fly
상상해 보세요. 한 팀의 외과의들이
00:53
into the brain, as though it was a world,
두뇌 속을 실제 세계처럼 날아다니며
00:55
and see tissues as landscapes,
조직을 풍경처럼 보고
00:58
and hear blood density levels as music.
혈액 농도 수준을 음악처럼 듣는다고.
01:00
This is some of the research that you're going to see
이제 여러분들이 보게 될 몇 가지 연구는
01:03
that we're undertaking at the AlloSphere.
알로스피어를 통해 수행된 것입니다.
01:05
But first a little bit about this group
그전에 먼저 함께 일하고 있는
01:07
of artists, scientists, and engineers
예술가, 과학자, 엔지니어 그룹에 대해
01:09
that are working together.
말씀드려야겠군요
01:11
I'm a composer, orchestrally-trained,
저는 오케스트라로 훈련된 작곡가이며,
01:13
and the inventor of the AlloSphere.
알로스피어를 발명했습니다.
01:15
With my visual artist colleagues, we map
저의 시각 예술 동료들과 저는
01:17
complex mathematical algorithms that unfold in time and space,
시공간을 아우르는 복잡한 수학적 알고리듬을
01:19
visually and sonically.
시각적, 음향적으로 표현했습니다.
01:22
Our scientist colleagues are finding new patterns
저의 과학자 동료들은 정보 속에서
01:24
in the information.
새로운 패턴을 찾고 있습니다.
01:26
And our engineering colleagues are making
그리고 저의 엔지니어 동료들은
01:28
one of the largest dynamically varying computers in the world
이런 종류의 데이터 탐험을 위해 세상에서 가장 큰
01:30
for this kind of data exploration.
동적인 컴퓨터 중 하나를 만들고 있습니다.
01:34
I'm going to fly you into five research projects
저는 여러분들에게 다섯 가지 연구 프로젝트를
01:36
in the AlloSphere that are going to take you from
알로스피어로 보여드릴 것이며, 이 프로젝트들은
01:39
biological macroscopic data
육안으로 볼 수 있는 생물학적 데이터에서부터
01:41
all the way down to electron spin.
전자의 스핀에 이르는 탐험으로 안내할 것입니다.
01:43
This first project is called the AlloBrain.
첫 번째 프로젝트는 알로브레인 (AlloBrain) 이라는 것입니다.
01:46
And it's our attempt to quantify beauty
이것은 아름다운 것을 감상할 때
01:49
by finding which regions of the brain
두뇌의 어떤 영역이 상호작용하는가를 알아냄으로써
01:51
are interactive while witnessing something beautiful.
아름다움을 계량화하기 위한 우리의 시도입니다.
01:53
You're flying through the cortex of my colleague's brain.
여러분은 제 동료의 대뇌피질 속을 날고 있습니다.
01:57
Our narrative here is real fMRI data
이것은 실제 FMRI 데이터를
02:00
that's mapped visually and sonically.
시각적, 음향적으로 매핑한 것입니다.
02:03
The brain now a world that we can fly through and interact with.
이제 두뇌는 우리가 날아다니면서 상호작용할 수 있는 세계입니다.
02:05
You see 12 intelligent computer agents,
여러분과 함께 두뇌 속을 날고 있는 작은 사각형들은
02:09
the little rectangles that are flying in the brain with you.
12개의 지능형 컴퓨터 에이전트로
02:12
They're mining blood density levels.
혈액 농도 수준을 측정하고 있습니다.
02:15
And they're reporting them back to you sonically.
그리고 그 결과를 여러분에게 소리로 전달하죠.
02:17
Higher density levels mean
더 높은 농도 수준이 의미하는 것은
02:20
more activity in that point of the brain.
두뇌의 그 지점이 더 활발하게 활동한다는 거죠.
02:22
They're actually singing these densities to you
이 농도를 실제 노래처럼 들려주게 되는데,
02:24
with higher pitches mapped to higher densities.
더 높은 농도는 더 높은 음정으로 매핑됩니다.
02:27
We're now going to move from real biological data
이제 실제 생물학적 데이터 다음으로 보여드릴
02:30
to biogenerative algorithms that create artificial nature
예술적이면서 과학적인 연구 프로젝트는
02:33
in our next artistic and scientific installation.
인공 자연을 창조하는 생물 발생 알고리즘입니다.
02:37
In this artistic and scientific installation, biogenerative algorithms
이 예술적이며 과학적인 프로젝트에서
02:41
are helping us to understand
생물발생 알고리듬은 우리가 자가 발생과 성장을
02:45
self-generation and growth:
이해하는데 도움을 줄 것입니다.
02:47
very important for simulation in the nanoscaled sciences.
나노 규모의 과학에서 매우 중요한 시뮬레이션입니다.
02:49
For artists, we're making new worlds
예술가들에게는 발견하고 탐험할 수 있는
02:53
that we can uncover and explore.
새로운 세계를 만들어 줍니다.
02:55
These generative algorithms grow over time,
이 발생 알고리듬은 시간이 지남에 따라 성장하고,
02:57
and they interact and communicate as a swarm of insects.
곤충떼처럼 상호작용하고 의사소통합니다.
03:00
Our researchers are interacting with this data
우리 연구자들은 창조물들을 자라도록 만드는
03:03
by injecting bacterial code,
컴퓨터 프로그램의 한 종류인
03:05
which are computer programs,
박테리아 코드를 주입하여
03:07
that allow these creatures to grow over time.
데이터와 상호작용을 하고 있습니다.
03:09
We're going to move now from the biological
자 이제 생물학적이고
03:13
and the macroscopic world,
육안으로 볼 수 있는 세계를 떠나,
03:15
down into the atomic world,
원자의 세계로 들어가
03:17
as we fly into a lattice of atoms.
원자들의 격자 안을 날아 봅시다.
03:19
This is real AFM -- Atomic Force Microscope -- data
이것은 반도체 조명/에너지 센터의 제 동료로부터 얻은
03:22
from my colleagues in the Solid State Lighting and Energy Center.
실제 원자간력현미경(AFM)의 데이터입니다.
03:25
They've discovered a new bond,
그들은 투명한 태양 전지에 사용될 수 있는
03:28
a new material for transparent solar cells.
새로운 결합과 물질을 발견했죠.
03:30
We're flying through 2,000 lattice of atoms --
지금 우리는 2,000개의 산소, 수소, 아연
03:33
oxygen, hydrogen and zinc.
원자들의 격자 사이로 날고 있습니다.
03:36
You view the bond in the triangle.
지금 삼각형 속의 결합을 보고 있습니다.
03:38
It's four blue zinc atoms
저것은 하얀 수소 원자 하나와 결합하고 있는
03:41
bonding with one white hydrogen atom.
파란 아연 원자 네 개입니다.
03:43
You see the electron flow with the streamlines
우리 예술가들이 과학자들을 위해 만든
03:46
we as artists have generated for the scientists.
유선(流線)을 통해 전자가 흐르는 것을 보고 계십니다.
03:48
This is allowing them to find the bonding nodes in any lattice of atoms.
어떤 원자 격자에서도 결합 노드를 찾을 수 있게 해줍니다.
03:51
We think it makes a beautiful structural art.
아름다운 구조 예술이라고 생각합니다.
03:54
The sound that you're hearing are the actual
듣고 계신 소리는 실제 이 원자들이
03:57
emission spectrums of these atoms.
방출하는 스펙트럼입니다.
03:59
We've mapped them into the audio domain,
그것들을 가청 영역에 매핑했죠.
04:01
so they're singing to you.
여러분께 노래를 들려주고 있습니다.
04:03
Oxygen, hydrogen and zinc have their own signature.
산소, 수소, 아연은 고유의 음악적 특성을 가지고 있습니다.
04:05
We're going to actually move even further down
자 이제 아래로 더 깊숙히 들어가겠습니다.
04:08
as we go from this lattice of atoms
원자들의 격자를 지나
04:11
to one single hydrogen atom.
수소 원자 하나에 도달합니다.
04:14
We're working with our physicist colleagues
우리는 3차원 시간-종속 슈뢰딩거 방정식의
04:17
that have given us the mathematical calculations
수학적 계산을 위해
04:19
of the n-dimensional Schrödinger equation in time.
물라학자 동료들과 일하고 있습니다.
04:22
What you're seeing here right now is a superposition of an electron
여러분은 지금 수소 원자의 하위 궤도 3개에서의
04:26
in the lower three orbitals of a hydrogen atom.
전자의 중첩을 보고 계십니다.
04:29
You're actually hearing and seeing the electron flow with the lines.
실제로 전자가 이 선을 따라 흐르는 것을 보고 들을 수 있습니다.
04:32
The white dots are the probability wave
하얀 점들은 확률파동으로
04:36
that will show you where the electron is
어떤 주어진 시간과 공간 조건에서
04:38
in any given point of time and space
전자가 이 세 개의 궤도 어디에 있는지
04:40
in this particular three-orbital configuration.
보여주는 것입니다.
04:42
In a minute we're going to move to a two-orbital configuration,
잠시 후에 궤도 2개로 구성된 모습을 보여드릴 것입니다.
04:46
and you're going to notice a pulsing.
이제 맥박과 같은 파동을 보실 수 있을 것입니다.
04:50
And you're going to hear an undulation between the sound.
그리고 소리 중간중간에 기복이 있는 것을 들을 수 있으실 겁니다.
04:52
This is actually a light emitter.
이것은 사실 발광기입니다.
04:55
As the sound starts to pulse and contract,
소리는 진동하고 수축하기 시작함에 따라
04:57
our physicists can tell when a photon is going to be emitted.
우리 물리학자들은 언제 광자가 방출될 지 알 수 있습니다.
05:00
They're starting to find new mathematical structures
그들은 이 계산에서
05:03
in these calculations.
새로운 수학적 구조를 발견하기 시작되었습니다.
05:07
And they're understanding more about quantum mathematics.
그리고 양자수학에 대해 이해도 증가하고 있습니다.
05:09
We're going to move even further down,
더욱더 아래로 내려가 보겠습니다.
05:12
and go to one single electron spin.
이것은 한 개의 전자 스핀입니다.
05:15
This will be the final project that I show you.
이것이 보여드릴 마지막 프로젝트입니다.
05:19
Our colleagues in the Center for Quantum Computation
양자계산센터와 스핀트로닉스(Spintronics)의 동료들이
05:22
and Spintronics are actually measuring with their lasers
레이저를 이용하여 단일 전자 스핀의
05:24
decoherence in a single electron spin.
결깨짐(decoherence)을 실제로 측정하고 있습니다.
05:28
We've taken this information and we've
우리는 이 정보를 가져와서
05:31
made a mathematical model out of it.
수학적 모델을 만들었습니다.
05:33
You're actually seeing and hearing
여러분은 실제로
05:35
quantum information flow.
양자 정보가 흐르는 것을 보고 들을 수 있습니다.
05:37
This is very important for the next step in simulating
이것은 양자 컴퓨터 시뮬레이션의 다음 단계와
05:39
quantum computers and information technology.
정보 기술을 위해 매우 중요합니다.
05:42
So these brief examples that I've shown you
여러분께 보여드린 이런 간략한 사례들은
05:45
give you an idea of the kind of work that we're doing
캘리포니아 대학 샌타 바버라에서
05:49
at the University of California, Santa Barbara,
우리가 수행하고 있는 프로젝트에서
05:52
to bring together, arts, science
어떻게 예술, 과학, 공학을 한 데 접목시켜
05:54
and engineering
수학, 과학, 예술의 새로운 세계를 창조하고 있는지
05:57
into a new age of math, science and art.
아이디어를 줄 것입니다.
06:00
We hope that all of you will come to see the AlloSphere.
우리는 여러분 모두가 알로스피어를 보러 오길 바랍니다.
06:03
Inspire us to think of new ways that we can use
우리가 샌터바버라에 구축한 독특한 도구를
06:06
this unique instrument that we've created at Santa Barbara.
새로운 방식으로 사용할 수 있는 영감을 주십시오.
06:10
Thank you very much.
감사합니다.
06:14
(Applause)
(박수)
06:16
Translated by Sanghoon Lee
Reviewed by Taewoong Won

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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