TED2009
JoAnn Kuchera-Morin: Stunning data visualization in the AlloSphere
جو آن كوشيرا مورين: تصور البيانات المذهل في "الألوسفير"
Filmed:
Readability: 5.6
728,865 views
جوآن كوشيرا يقدم عرض تمهيدي ل ألوسفير(AlloSphere)، الطريقة الحديثة كلياً لرؤية وترجمة البيانات العلمية، في كامل اللون والصوت المحيط داخل مخروط معدني ضخم. يغوص في أعماق الدماغ، يشعر بدوران الإلكترون، يسمع موسيقى العناصر...
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
آلوإسفير. أنها قصة مخروط معدني من ثلاث طبقات
00:21
in an echo-free chamber.
1
3000
2000
في غرفة خالية من الصدى.
00:23
Think of the AlloSphere as a large,
2
5000
2000
فكّر في ألوسفير (AlloSphere) كمنظار رقمي ،
00:25
dynamically varying digital microscope
3
7000
3000
ضخم متغير دايناميكيا
00:28
that's connected to a supercomputer.
4
10000
2000
موصول بحاسوب عملاق.
00:30
20 researchers can stand on a bridge
5
12000
3000
يستطيع عشرون باحثاً الوقوف في الجسر
00:33
suspended inside of the sphere, and be
6
15000
2000
معلقين داخل المخروط، ويكونوا مغمورين تماماً
00:35
completely immersed in their data.
7
17000
2000
في بياناتهم.
00:37
Imagine if a team of physicists
8
19000
2000
تخيل أن بمستطاع فريق من
00:39
could stand inside of an atom
9
21000
3000
الفيزيائيين الوقوف داخل ذرّة
00:42
and watch and hear electrons spin.
10
24000
2000
ويسمعون ويشاهدون دوران الإلكترون.
00:44
Imagine if a group of sculptors
11
26000
4000
تخيّل لو بإمكان مجموعة من النحاتين
00:48
could be inside of a lattice of atoms
12
30000
3000
الدخول في شبكة من الذرّات
00:51
and sculpt with their material.
13
33000
2000
والنحت بإستخدام موادهم.
00:53
Imagine if a team of surgeons could fly
14
35000
2000
تخيّل لو بإمكان فريق من الجراحين التحليق
00:55
into the brain, as though it was a world,
15
37000
3000
داخل الدماغ، كما لو كان ذلك في العالم،
00:58
and see tissues as landscapes,
16
40000
2000
ويروا الأنسجة كالمناظر الطبيعية،
01:00
and hear blood density levels as music.
17
42000
3000
ويسمعون مستويات كثافة الدم كالموسيقى.
01:03
This is some of the research that you're going to see
18
45000
2000
هذه بعض البحوث التي سنراها
01:05
that we're undertaking at the AlloSphere.
19
47000
2000
والتي تعهدنا بها في ألوسفير.
01:07
But first a little bit about this group
20
49000
2000
لكن بداية خلفية قليلة عن هذه المجموعة
01:09
of artists, scientists, and engineers
21
51000
2000
من الفنانين، العلماء، المهندسين،
01:11
that are working together.
22
53000
2000
الذين يعملون سوياً.
01:13
I'm a composer, orchestrally-trained,
23
55000
2000
أنا مؤلف، متدرب على الأوركسترا،
01:15
and the inventor of the AlloSphere.
24
57000
2000
ومبتكر الآلوإسفير.
01:17
With my visual artist colleagues, we map
25
59000
2000
مع زملائي الفنانين التشكيليين، نجسّد
01:19
complex mathematical algorithms that unfold in time and space,
26
61000
3000
خوارزميات رياضية معقدة لا تظهر في الزمان والفراغ،
01:22
visually and sonically.
27
64000
2000
بصرياً وصوتياً.
01:24
Our scientist colleagues are finding new patterns
28
66000
2000
زملاؤنا العلماء يجدون أنماط جديدة
01:26
in the information.
29
68000
2000
في المعلومات.
01:28
And our engineering colleagues are making
30
70000
2000
وزملاؤنا المهندسين يصنعون أحد أكبر
01:30
one of the largest dynamically varying computers in the world
31
72000
4000
الحواسيب المتغيرة دايناميكيا في العالم
01:34
for this kind of data exploration.
32
76000
2000
لهذا النوع من إستكشاف البيانات.
01:36
I'm going to fly you into five research projects
33
78000
3000
سأقوم بجولة حول خمس مشاريع بحثية
01:39
in the AlloSphere that are going to take you from
34
81000
2000
في الألوسفير التي تطوف بكم من
01:41
biological macroscopic data
35
83000
2000
البيانات الحيوية المجهرية
01:43
all the way down to electron spin.
36
85000
3000
طوال الطريق حتى دوران الإلكترون.
01:46
This first project is called the AlloBrain.
37
88000
3000
هذا المشروع الأول يسمى ألوبرين. (AlloBrain)
01:49
And it's our attempt to quantify beauty
38
91000
2000
وهو محاولتنا لقياس الجمال
01:51
by finding which regions of the brain
39
93000
2000
بمعرفة أي أجزاء من الدماغ
01:53
are interactive while witnessing something beautiful.
40
95000
4000
تتفاعل عندما نشاهد شيئاً جميلاً.
01:57
You're flying through the cortex of my colleague's brain.
41
99000
3000
أنتم تحلقون عبر قشرة زميلي الدماغية.
02:00
Our narrative here is real fMRI data
42
102000
3000
ترجمتنا هنا هي بيانات للرنين المغناطيسي الوظيفي الحقيقية
02:03
that's mapped visually and sonically.
43
105000
2000
التي تجسّدت بصرياً وسمعياً.
02:05
The brain now a world that we can fly through and interact with.
44
107000
4000
الدماغ الآن هو عالم يمكن التحليق عبره والتفاعل معه.
02:09
You see 12 intelligent computer agents,
45
111000
3000
تشاهدون 12 وكيلاً لحواسيب ذكية،
02:12
the little rectangles that are flying in the brain with you.
46
114000
3000
المثلثات الصغيرة التي تحلّق معكم في الدماغ.
02:15
They're mining blood density levels.
47
117000
2000
أنها تنقّب مستوى كثافة الدم.
02:17
And they're reporting them back to you sonically.
48
119000
3000
وتقوم بإرسال تقرير لكم صوتياً.
02:20
Higher density levels mean
49
122000
2000
مستويات كثافة عالية تعني
02:22
more activity in that point of the brain.
50
124000
2000
نشاط أكثر من وجهة نظر الدماغ.
02:24
They're actually singing these densities to you
51
126000
3000
في الواقع أنهم يغنون هذه الكثافات لكم
02:27
with higher pitches mapped to higher densities.
52
129000
3000
مع درجات موسيقية مرتفعة مجسّدة للكثافات الأعلى.
02:30
We're now going to move from real biological data
53
132000
3000
سنغادر الآن من البيانات الإحيائية الحقيقية
02:33
to biogenerative algorithms that create artificial nature
54
135000
4000
الى خوارزميات التوليد الحيوي التي تخلق طبيعة مصطنعة
02:37
in our next artistic and scientific installation.
55
139000
4000
في تنصيبنا الفني والعلمي القادم.
02:41
In this artistic and scientific installation, biogenerative algorithms
56
143000
4000
في هذا التنصيب الفني والعلمي، خوارزميات التوليد الحيوي
02:45
are helping us to understand
57
147000
2000
تساعدنا في فهم
02:47
self-generation and growth:
58
149000
2000
التوالد الذاتي والنمو.
02:49
very important for simulation in the nanoscaled sciences.
59
151000
4000
مهم جداً للمحاكاة في علوم حجم النانو.
02:53
For artists, we're making new worlds
60
155000
2000
بالنسبة للفنانين، نصنع عوالم جديدة
02:55
that we can uncover and explore.
61
157000
2000
تمكنك من الكشف والإستكشاف.
02:57
These generative algorithms grow over time,
62
159000
3000
و خوارزميات التوليد هذه تنمو بمرور الوقت،
03:00
and they interact and communicate as a swarm of insects.
63
162000
3000
إنها تتفاعل وتتواصل كسرب من الحشرات.
03:03
Our researchers are interacting with this data
64
165000
2000
باحثونا يتفاعلون مع هذه البيانات
03:05
by injecting bacterial code,
65
167000
2000
بحقن شفرة بكتيرية،
03:07
which are computer programs,
66
169000
2000
التي هي برمجيات حواسيب،
03:09
that allow these creatures to grow over time.
67
171000
4000
و التي تتيح لهذه المخلوقات بالنمو مع مرور الوقت.
03:13
We're going to move now from the biological
68
175000
2000
سنقوم بالمغادرة الآن من عوالم
03:15
and the macroscopic world,
69
177000
2000
الأحياء والمايكروسكوب،
03:17
down into the atomic world,
70
179000
2000
أسفل الى العالم الذري،
03:19
as we fly into a lattice of atoms.
71
181000
3000
كما نحلق في شبكة من الذرات.
03:22
This is real AFM -- Atomic Force Microscope -- data
72
184000
3000
هذه بيانات حقيقية لـ(AFM) قوى الذرة المايكروسكوبية،
03:25
from my colleagues in the Solid State Lighting and Energy Center.
73
187000
3000
من زميلي في مركز إضاءة الجمادات والطاقة.
03:28
They've discovered a new bond,
74
190000
2000
لقد اكتشفوا رابط جديد،
03:30
a new material for transparent solar cells.
75
192000
3000
مادة جديدة لخلايا الطاقة الشمسية الشفافة.
03:33
We're flying through 2,000 lattice of atoms --
76
195000
3000
نحن نحلق عبر 2000 شبكة من الذرات --
03:36
oxygen, hydrogen and zinc.
77
198000
2000
أوكسجين، هايدروجين وزنك.
03:38
You view the bond in the triangle.
78
200000
3000
تشاهدون الرابط في المثلث.
03:41
It's four blue zinc atoms
79
203000
2000
إنها أربعة ذرات زنك زرقاء
03:43
bonding with one white hydrogen atom.
80
205000
3000
مرتبطة بذرة هايدروجين أبيض.
03:46
You see the electron flow with the streamlines
81
208000
2000
تشاهدون تدفق الإلكترون مع خطوط الإنسياب
03:48
we as artists have generated for the scientists.
82
210000
3000
و التي أنتجناها نحن كفنانين من أجل العلماء.
03:51
This is allowing them to find the bonding nodes in any lattice of atoms.
83
213000
3000
يسمح لهم هذا بالعثور على العقد الروابط في أي شبكة ذرات.
03:54
We think it makes a beautiful structural art.
84
216000
3000
نعتقد نحن بأن هذا يشكل هيكلا فنيا جميلا.
03:57
The sound that you're hearing are the actual
85
219000
2000
الصوت الذي تسمعونه حقيقي
03:59
emission spectrums of these atoms.
86
221000
2000
و هو عبارة عن أطياف الانبعاثات لهذه الذرات.
04:01
We've mapped them into the audio domain,
87
223000
2000
جسدّناها الى مجال للصوت.
04:03
so they're singing to you.
88
225000
2000
اذاً فأنهم يغنون لكم.
04:05
Oxygen, hydrogen and zinc have their own signature.
89
227000
3000
لدى ذرات الأوكسجين، و الهايدروجين والزنك بصماتها الخاصة.
04:08
We're going to actually move even further down
90
230000
3000
سنقوم بالمغادرة الى أسفل أكثر
04:11
as we go from this lattice of atoms
91
233000
3000
بينما تذهبون من هذه الشبكة من الذرات
04:14
to one single hydrogen atom.
92
236000
3000
إلى ذرة هايدروجين واحدة.
04:17
We're working with our physicist colleagues
93
239000
2000
نعمل مع زملائنا الفيزيائيين
04:19
that have given us the mathematical calculations
94
241000
3000
الذين قدموا لنا الحسابات الرياضية
04:22
of the n-dimensional Schrödinger equation in time.
95
244000
4000
للوقت الذي فيه تعتمد على معادلة شرودنغر ثلاثية الأبعاد.
04:26
What you're seeing here right now is a superposition of an electron
96
248000
3000
ما ترونه هنا الآن هو تراكب الالكترون
04:29
in the lower three orbitals of a hydrogen atom.
97
251000
3000
في المدارات الثلاث الأدنى لذرة الهايدروجين
04:32
You're actually hearing and seeing the electron flow with the lines.
98
254000
4000
في الواقع أنكم تسمعون وتشاهدون سريان الإلكترون مع الخطوط.
04:36
The white dots are the probability wave
99
258000
2000
النقاط البيضاء هي موجة إحتمالية
04:38
that will show you where the electron is
100
260000
2000
التي ستبين لكم أين هو الإلكترون
04:40
in any given point of time and space
101
262000
2000
في أي نقطة معطى للزمن والفراغ
04:42
in this particular three-orbital configuration.
102
264000
4000
في هذا التكوين الخاص للمدارات الثلاث
04:46
In a minute we're going to move to a two-orbital configuration,
103
268000
4000
في دقيقة سنقوم بالمغادرة الى تكوينات مدارين.
04:50
and you're going to notice a pulsing.
104
272000
2000
وستلاحظون وجود نبض.
04:52
And you're going to hear an undulation between the sound.
105
274000
3000
وستسمعون تموّج بين الصوت.
04:55
This is actually a light emitter.
106
277000
2000
هذا في الواقع باعث الضوء.
04:57
As the sound starts to pulse and contract,
107
279000
3000
وبينما يبدأ الصوت في النبض والإنقباض،
05:00
our physicists can tell when a photon is going to be emitted.
108
282000
3000
يمكن لعلماء الفيزياء لدينا تحديد متى سيشع الفوتون.
05:03
They're starting to find new mathematical structures
109
285000
4000
لقد بدأوا في إيجاد أسس رياضية جديدة
05:07
in these calculations.
110
289000
2000
في حساباتهم.
05:09
And they're understanding more about quantum mathematics.
111
291000
3000
ويفهمون أكثر حول الرياضيات الكمّية.
05:12
We're going to move even further down,
112
294000
3000
سنقوم بالمغادرة الى أسفل أكثر،
05:15
and go to one single electron spin.
113
297000
4000
ونذهب لدوران إلكترون واحد.
05:19
This will be the final project that I show you.
114
301000
3000
سيكون هذا آخر مشروع أعرضه لكم.
05:22
Our colleagues in the Center for Quantum Computation
115
304000
2000
زملاؤنا في مركز حسابات الكمّ
05:24
and Spintronics are actually measuring with their lasers
116
306000
4000
والإلكترونيات المحورية، يعملون بقياس الليزر في الواقع
05:28
decoherence in a single electron spin.
117
310000
3000
عدم التماسك على مستوى محور إلكترون واحد.
05:31
We've taken this information and we've
118
313000
2000
أخذنا هذه المعلومات وقمنا
05:33
made a mathematical model out of it.
119
315000
2000
بعمل نموذج رياضي لنجسده منه.
05:35
You're actually seeing and hearing
120
317000
2000
تسمعون وتشاهدون في الواقع
05:37
quantum information flow.
121
319000
2000
كمّية إنسياب المعلومات
05:39
This is very important for the next step in simulating
122
321000
3000
هذا مهم جداً للخطوة القادمة في محاكاة
05:42
quantum computers and information technology.
123
324000
3000
الحاسوب الكمّي وتكنولوجيا المعلومات.
05:45
So these brief examples that I've shown you
124
327000
4000
وهذه أمثلة مقتضبة عرضتها عليكم
05:49
give you an idea of the kind of work that we're doing
125
331000
3000
لإعطاءكم فكرة لهذا النوع من العمل الذي نقوم به
05:52
at the University of California, Santa Barbara,
126
334000
2000
في جامعة كاليفورنيا، سانتا باربارا،
05:54
to bring together, arts, science
127
336000
3000
لنجمع سوياً، الفنون، العلوم،
05:57
and engineering
128
339000
3000
والهندسة،
06:00
into a new age of math, science and art.
129
342000
3000
في حقبة جديدة من الرياضيات، و العلوم، والفنون.
06:03
We hope that all of you will come to see the AlloSphere.
130
345000
3000
نأمل أن تأتوا جميعاً لرؤية ألوسفير.
06:06
Inspire us to think of new ways that we can use
131
348000
4000
وتلهمونا للتفكير بطرق جديدة يمكن أن نستخدمها
06:10
this unique instrument that we've created at Santa Barbara.
132
352000
4000
هذا الجهاز المتفرد الذي صنعناه في سانتا باربارا
06:14
Thank you very much.
133
356000
2000
شكراً جزيلاً لكم.
06:16
(Applause)
134
358000
6000
(تصفيق)
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