TED2009
JoAnn Kuchera-Morin: Stunning data visualization in the AlloSphere
JoAnn Kuchera-Morin prezintă AlloSfera
Filmed:
Readability: 5.6
728,865 views
JoAnn Kuchera-Morin prezintă AlloSfera, o modalitate cu totul nouă de a vedea şi interpreta date ştiinţifice, complet colorate şi cu sunet de ambianță, în interiorul unei sfere masive de metal. Scufundă-te în creier, simte mişcarea unui electron, ascultă muzica elementelor...
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
AlloSfera. E o sferă de metal înaltă cât trei etaje
00:21
in an echo-free chamber.
1
3000
2000
într-o cameră fără ecou.
00:23
Think of the AlloSphere as a large,
2
5000
2000
Gândiţi-vă la AlloSferă ca la un mare,
00:25
dynamically varying digital microscope
3
7000
3000
microscop digital cu schimbare dinamică
00:28
that's connected to a supercomputer.
4
10000
2000
care e conectat la un supercomputer.
00:30
20 researchers can stand on a bridge
5
12000
3000
20 de cercetători pot sta pe un pod
00:33
suspended inside of the sphere, and be
6
15000
2000
suspendat în interiorul sferei, şi pot fi
00:35
completely immersed in their data.
7
17000
2000
complet cufundaţi în datele lor.
00:37
Imagine if a team of physicists
8
19000
2000
Imaginaţi-vă că o echipă de fizicieni
00:39
could stand inside of an atom
9
21000
3000
ar putea sta în interiorul unui atom
00:42
and watch and hear electrons spin.
10
24000
2000
şi ar putea privi şi asculta mişcarea electronilor.
00:44
Imagine if a group of sculptors
11
26000
4000
Imaginaţi-vă că un grup de sculptori
00:48
could be inside of a lattice of atoms
12
30000
3000
ar putea fi în interiorul unei reţele de atomi
00:51
and sculpt with their material.
13
33000
2000
şi să sculpteze cu materialul lor.
00:53
Imagine if a team of surgeons could fly
14
35000
2000
Imaginaţi-vă că o echipă de chirurgi ar putea zbura
00:55
into the brain, as though it was a world,
15
37000
3000
în creier, ca şi cum ar fi o lume,
00:58
and see tissues as landscapes,
16
40000
2000
şi ar putea vedea ţesuturile ca peisaje,
01:00
and hear blood density levels as music.
17
42000
3000
şi auzi nivelele densităţii sângelui ca muzică.
01:03
This is some of the research that you're going to see
18
45000
2000
Asta e o partea din cercetarea pe care o veţi vedea
01:05
that we're undertaking at the AlloSphere.
19
47000
2000
şi care are loc la AlloSferă.
01:07
But first a little bit about this group
20
49000
2000
Dar mai întâi câteva cuvinte despre acest grup
01:09
of artists, scientists, and engineers
21
51000
2000
de artişti, oameni de ştiinţă şi ingineri
01:11
that are working together.
22
53000
2000
care lucrează împreună.
01:13
I'm a composer, orchestrally-trained,
23
55000
2000
Eu sunt o compozitoare instruită orchestral,
01:15
and the inventor of the AlloSphere.
24
57000
2000
şi inventatoarea AlloSferei.
01:17
With my visual artist colleagues, we map
25
59000
2000
Împreună cu colegii mei, artişti vizuali, întocmim o hartă
01:19
complex mathematical algorithms that unfold in time and space,
26
61000
3000
a unor algoritmi matematici complecşi care se desfăşoară în timp şi spaţiu,
01:22
visually and sonically.
27
64000
2000
vizual şi auditiv.
01:24
Our scientist colleagues are finding new patterns
28
66000
2000
Colegii noştri, oameni de ştiinţă, găsesc noi şabloane
01:26
in the information.
29
68000
2000
în informaţie.
01:28
And our engineering colleagues are making
30
70000
2000
Iar colegii noștri ingineri fac
01:30
one of the largest dynamically varying computers in the world
31
72000
4000
unul din cele mai mari calculatoare cu schimbări dinamice din lume
01:34
for this kind of data exploration.
32
76000
2000
pentru acest gen de explorare de date.
01:36
I'm going to fly you into five research projects
33
78000
3000
Vă voi arăta cinci proiecte de cercetare
01:39
in the AlloSphere that are going to take you from
34
81000
2000
în AlloSferă care vă vor duce de la
01:41
biological macroscopic data
35
83000
2000
date macroscopice biologice
01:43
all the way down to electron spin.
36
85000
3000
până la mişcarea electronilor.
01:46
This first project is called the AlloBrain.
37
88000
3000
Acest prim proiect se numeşte AlloBrain [AlloCreier].
01:49
And it's our attempt to quantify beauty
38
91000
2000
Şi este încercarea noastră de a cuantifica frumuseţea
01:51
by finding which regions of the brain
39
93000
2000
prin găsirea regiunilor creierului care
01:53
are interactive while witnessing something beautiful.
40
95000
4000
sunt interactive în timpul observării a ceva frumos.
01:57
You're flying through the cortex of my colleague's brain.
41
99000
3000
Zburaţi prin cortexul creierului colegului meu.
02:00
Our narrative here is real fMRI data
42
102000
3000
Naraţiunea noastră aici e informaţia reală IRMF
02:03
that's mapped visually and sonically.
43
105000
2000
care e cartografiată vizual şi auditiv.
02:05
The brain now a world that we can fly through and interact with.
44
107000
4000
Creierul e acum o lume prin care putem zbura şi cu care putem interacţiona.
02:09
You see 12 intelligent computer agents,
45
111000
3000
Vedeţi 12 agenţi inteligenţi ai calculatorului,
02:12
the little rectangles that are flying in the brain with you.
46
114000
3000
micile dreptunghiuri care zboară în creier cu voi.
02:15
They're mining blood density levels.
47
117000
2000
Ele exploateză nivelele densităţii sângelui.
02:17
And they're reporting them back to you sonically.
48
119000
3000
Şi ţi le raportează înapoi sub formă auditivă.
02:20
Higher density levels mean
49
122000
2000
Nivele mari de densitate înseamnă
02:22
more activity in that point of the brain.
50
124000
2000
mai multă activitate în acea zonă a creierului.
02:24
They're actually singing these densities to you
51
126000
3000
Ele îţi cântă de fapt acele densităţi
02:27
with higher pitches mapped to higher densities.
52
129000
3000
cu sunete mai înalte pentru densităţi mai mari.
02:30
We're now going to move from real biological data
53
132000
3000
Acum vom trece de la date biologice reale
02:33
to biogenerative algorithms that create artificial nature
54
135000
4000
la algoritmi biogenerativi care creează natură artificială
02:37
in our next artistic and scientific installation.
55
139000
4000
în următoarea instalaţie artistică şi ştiinţifică.
02:41
In this artistic and scientific installation, biogenerative algorithms
56
143000
4000
În această instalaţie artistică şi ştiinţifică, algoritmi biogenerativi
02:45
are helping us to understand
57
147000
2000
ne ajută să înţelegem
02:47
self-generation and growth:
58
149000
2000
auto-generarea şi creşterea.
02:49
very important for simulation in the nanoscaled sciences.
59
151000
4000
Foarte importantă pentru simularea în ştiinţele la scară nano.
02:53
For artists, we're making new worlds
60
155000
2000
Pentru artişti, facem lumi noi
02:55
that we can uncover and explore.
61
157000
2000
pe care le putem descoperi şi explora.
02:57
These generative algorithms grow over time,
62
159000
3000
Pe măsură ce aceşti algoritmi generativi cresc în timp,
03:00
and they interact and communicate as a swarm of insects.
63
162000
3000
ei interacţionează şi comunică ca un furnicar de insecte.
03:03
Our researchers are interacting with this data
64
165000
2000
Cercetătorii noştri interacţionează cu aceste date
03:05
by injecting bacterial code,
65
167000
2000
înjectând cod bacterial,
03:07
which are computer programs,
66
169000
2000
care sunt programe de calculator,
03:09
that allow these creatures to grow over time.
67
171000
4000
care permit acestor creaturi să crească în timp.
03:13
We're going to move now from the biological
68
175000
2000
Vom trece acum de la lumea biologică
03:15
and the macroscopic world,
69
177000
2000
şi macroscopică,
03:17
down into the atomic world,
70
179000
2000
la lumea atomică,
03:19
as we fly into a lattice of atoms.
71
181000
3000
pe măsură ce zburăm într-o structură de atomi.
03:22
This is real AFM -- Atomic Force Microscope -- data
72
184000
3000
Acestea sunt date reale AFM, Microscop cu Forţă Atomică,
03:25
from my colleagues in the Solid State Lighting and Energy Center.
73
187000
3000
de la colegii mei de la Centrul Solid State Lighting and Energy.
03:28
They've discovered a new bond,
74
190000
2000
Ei au descoperit o nouă legătură,
03:30
a new material for transparent solar cells.
75
192000
3000
un nou material pentru celule solare transparente.
03:33
We're flying through 2,000 lattice of atoms --
76
195000
3000
Zburăm prin 2.000 de structuri de atomi --
03:36
oxygen, hydrogen and zinc.
77
198000
2000
oxigen, hidrogen şi zinc.
03:38
You view the bond in the triangle.
78
200000
3000
Vedeţi legătura în triunghi.
03:41
It's four blue zinc atoms
79
203000
2000
Sunt patru atomi albaștri de zinc
03:43
bonding with one white hydrogen atom.
80
205000
3000
formând legături cu un atom alb de hidrogen.
03:46
You see the electron flow with the streamlines
81
208000
2000
Vedeţi fluxul electronilor cu ajutorul curenţilor pe care
03:48
we as artists have generated for the scientists.
82
210000
3000
noi ca artişi i-am generat pentru oamenii de ştiinţă.
03:51
This is allowing them to find the bonding nodes in any lattice of atoms.
83
213000
3000
Asta le permite să găseasca nodurile de legătură în orice structură de atomi.
03:54
We think it makes a beautiful structural art.
84
216000
3000
Noi credem că asta creează o artă structurală frumoasă.
03:57
The sound that you're hearing are the actual
85
219000
2000
Sunetele pe care le auziţi sunt chiar
03:59
emission spectrums of these atoms.
86
221000
2000
spectrele de emisie ale acestor atomi.
04:01
We've mapped them into the audio domain,
87
223000
2000
Le-am translatat în domeniu audio.
04:03
so they're singing to you.
88
225000
2000
Deci vă cântă.
04:05
Oxygen, hydrogen and zinc have their own signature.
89
227000
3000
Oxigenul, hidrogenul şi zincul au fiecare semnătura proprie.
04:08
We're going to actually move even further down
90
230000
3000
Ne vom muta de fapt chiar mai jos
04:11
as we go from this lattice of atoms
91
233000
3000
pe măsură ce trecem de la această structură de atomi
04:14
to one single hydrogen atom.
92
236000
3000
la un singur atom de hidrogen.
04:17
We're working with our physicist colleagues
93
239000
2000
Lucrăm cu colegii noştri fizicieni
04:19
that have given us the mathematical calculations
94
241000
3000
care ne-au dat calculele matematice
04:22
of the n-dimensional Schrödinger equation in time.
95
244000
4000
ale [ecuaţiei Schrödinger dependente de timp în 3D].
04:26
What you're seeing here right now is a superposition of an electron
96
248000
3000
Ce vedeţi acum e o suprapunere a unui electron
04:29
in the lower three orbitals of a hydrogen atom.
97
251000
3000
în cei mai joşi trei orbitali ai unui atom de hidrogen.
04:32
You're actually hearing and seeing the electron flow with the lines.
98
254000
4000
De fapt auzim şi vedem fluxul electronilor cu liniile.
04:36
The white dots are the probability wave
99
258000
2000
Punctele albe sunt unda de probabilitate
04:38
that will show you where the electron is
100
260000
2000
care vă va arată unde e electronul
04:40
in any given point of time and space
101
262000
2000
în orice punct în timp şi spaţiu
04:42
in this particular three-orbital configuration.
102
264000
4000
în această configuraţie cu trei orbitali.
04:46
In a minute we're going to move to a two-orbital configuration,
103
268000
4000
Într-un minut ne vom muta la o configuraţie cu doi orbitali.
04:50
and you're going to notice a pulsing.
104
272000
2000
Şi veţi observa o pulsare.
04:52
And you're going to hear an undulation between the sound.
105
274000
3000
Şi veţi auzi o ondulare între sunete.
04:55
This is actually a light emitter.
106
277000
2000
Ăsta e de fapt un emiţător de lumină.
04:57
As the sound starts to pulse and contract,
107
279000
3000
Pe măsură ce sunetul începe să pulseze şi să se contracte,
05:00
our physicists can tell when a photon is going to be emitted.
108
282000
3000
fizicienii noştri pot spune când va fi emis un foton.
05:03
They're starting to find new mathematical structures
109
285000
4000
Încep să găsească noi structuri matematice
05:07
in these calculations.
110
289000
2000
în aceste calcule.
05:09
And they're understanding more about quantum mathematics.
111
291000
3000
Şi înţeleg din ce în ce mai mult despre matematica cuantică.
05:12
We're going to move even further down,
112
294000
3000
Vom trece la lucruri şi mai mici,
05:15
and go to one single electron spin.
113
297000
4000
şi vom merge la mişcarea unui singur electron.
05:19
This will be the final project that I show you.
114
301000
3000
Acesta e ultimul proiect pe care vi-l voi arăta.
05:22
Our colleagues in the Center for Quantum Computation
115
304000
2000
Colegii noştri de la Centrul pentru Calcul Cuantic
05:24
and Spintronics are actually measuring with their lasers
116
306000
4000
şi Spintronică, măsoară de fapt cu laserul
05:28
decoherence in a single electron spin.
117
310000
3000
incoerenţa în mişcarea unui singur electron.
05:31
We've taken this information and we've
118
313000
2000
Am luat această informaţie şi am făcut
05:33
made a mathematical model out of it.
119
315000
2000
un model matematic din ea.
05:35
You're actually seeing and hearing
120
317000
2000
De fapt vedem şi auzim
05:37
quantum information flow.
121
319000
2000
fluxul informaţiei cuantice.
05:39
This is very important for the next step in simulating
122
321000
3000
Asta e foarte important pentru următorul pas în simularea
05:42
quantum computers and information technology.
123
324000
3000
calculatoarelor cuantice şi a tehnologiei informaţiei.
05:45
So these brief examples that I've shown you
124
327000
4000
Deci aceste scurte exemple pe care vi le-am arătat
05:49
give you an idea of the kind of work that we're doing
125
331000
3000
vă dau o idee a tipului de muncă pe care o facem
05:52
at the University of California, Santa Barbara,
126
334000
2000
la Universitatea din California, Santa Barbara,
05:54
to bring together, arts, science
127
336000
3000
pentru a aduce împreună arte, ştiinţă
05:57
and engineering
128
339000
3000
şi inginerie,
06:00
into a new age of math, science and art.
129
342000
3000
într-o nouă eră a matematicii, ştiinţei şi artei.
06:03
We hope that all of you will come to see the AlloSphere.
130
345000
3000
Sperăm că veţi veni cu toţii să vedeţi AlloSfera.
06:06
Inspire us to think of new ways that we can use
131
348000
4000
Că ne veţi inspira să ne gândim la noi moduri în care putem folosi
06:10
this unique instrument that we've created at Santa Barbara.
132
352000
4000
acest instrument unic pe care l-am creat la Santa Barbara.
06:14
Thank you very much.
133
356000
2000
Vă mulţumesc foarte mult.
06:16
(Applause)
134
358000
6000
(Aplauze)
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