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
TED2009

JoAnn Kuchera-Morin: Stunning data visualization in the AlloSphere

JoAnn-Kuchera-Morin führt durch die AlloSphere

Filmed:
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JoAnn Kuchera-Morin führt die AlloSphere vor. Ein komplett neuer Weg um wissenschaftliche Daten darzustellen - mit vollem Farbspektrum und Surround-Sound innerhalb einer massiven Metall-Kugel. Tauchen Sie in Gehirnstrukturen ein, fühlen Sie Elektronen-Spins und hören Sie die Musik der Elemente ...
- Composer
Composer JoAnn Kuchera-Morin is the director of the Center for Research in Electronic Art Technology (CREATE) at UC Santa Barbara. Full bio

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00:18
The AlloSphereAlloSphere: it's a three-storydrei Stockwerke metalMetall sphereKugel
0
0
3000
Die AlloSphere. Das ist eine drei-stöckige Metallkugel
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in an echo-freeEcho-frei chamberKammer.
1
3000
2000
in einem Echo-freien Raum.
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Think of the AlloSphereAlloSphere as a largegroß,
2
5000
2000
Stellen Sie sich die AlloSphere als ein großes,
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dynamicallydynamisch varyingunterschiedliche digitaldigital microscopeMikroskop
3
7000
3000
dynamisch variierendes, digitales Mikroskop vor,
00:28
that's connectedin Verbindung gebracht to a supercomputerSupercomputer.
4
10000
2000
welches mit einen Supercomputer verbunden ist.
00:30
20 researchersForscher can standStand on a bridgeBrücke
5
12000
3000
20 Forscher können auf einer Brücke stehen,
00:33
suspendedausgesetzt insideinnen of the sphereKugel, and be
6
15000
2000
die innerhalb der Kugel befestigt ist
00:35
completelyvollständig immersedeingetaucht in theirihr dataDaten.
7
17000
2000
und völlig in ihren Daten versinken.
00:37
ImagineStellen Sie sich vor if a teamMannschaft of physicistsPhysiker
8
19000
2000
Stellen Sie sich vor, ein Team von Physikern
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could standStand insideinnen of an atomAtom
9
21000
3000
könnte innerhalb eines Atoms stehen,
00:42
and watch and hearhören electronsElektronen spinDreh.
10
24000
2000
und Elektronen-Spin sehen und hören.
00:44
ImagineStellen Sie sich vor if a groupGruppe of sculptorsBildhauer
11
26000
4000
Stellen Sie sich vor, eine Gruppe von Bildhauern
00:48
could be insideinnen of a latticeGitter of atomsAtome
12
30000
3000
könnte innerhalb eines Atomgitters sein
00:51
and sculptFormen with theirihr materialMaterial.
13
33000
2000
und ihr Material formen.
00:53
ImagineStellen Sie sich vor if a teamMannschaft of surgeonsChirurgen could flyFliege
14
35000
2000
Stellen Sie sich vor, ein Team von Chirurgen
00:55
into the brainGehirn, as thoughobwohl it was a worldWelt,
15
37000
3000
könnte durch das Gehirn fliegen, als ob es eine Welt wäre.
00:58
and see tissuesGewebe as landscapesLandschaften,
16
40000
2000
Sie würden Landschaften aus Gewebe sehen,
01:00
and hearhören bloodBlut densityDichte levelsEbenen as musicMusik-.
17
42000
3000
und den Grad der Blutdichte als akkustisches Signal hören.
01:03
This is some of the researchForschung that you're going to see
18
45000
2000
Dies sind einige der Forschungen, welche Sie noch sehen werden,
01:05
that we're undertakingUnternehmen at the AlloSphereAlloSphere.
19
47000
2000
mit denen wir uns mit Hilfe der AlloSphere befassen.
01:07
But first a little bitBit about this groupGruppe
20
49000
2000
Aber zuerst einmal etwas über unsere Gruppe
01:09
of artistsKünstler, scientistsWissenschaftler, and engineersIngenieure
21
51000
2000
von Künstlern, Wissenschaftlern und Ingenieuren,
01:11
that are workingArbeiten togetherzusammen.
22
53000
2000
welche zusammen arbeiten.
01:13
I'm a composerKomponist, orchestrally-trainedOrchestral ausgebildet,
23
55000
2000
Ich bin eine Komponistin, Orchester-erfahren,
01:15
and the inventorErfinder of the AlloSphereAlloSphere.
24
57000
2000
und die Erfinderin der AlloSphere.
01:17
With my visualvisuell artistKünstler colleaguesKollegen, we mapKarte
25
59000
2000
Mit meinen Kollegen aus der visuellen Kunst,
01:19
complexKomplex mathematicalmathematisch algorithmsAlgorithmen that unfoldzu entfalten in time and spacePlatz,
26
61000
3000
kartieren wir komplexe mathematische Algorithmen, welche sich in Zeit und Raum entfalten,
01:22
visuallyvisuell and sonicallyklanglich.
27
64000
2000
sowohl visuell als auch klanglich.
01:24
Our scientistWissenschaftler colleaguesKollegen are findingErgebnis newneu patternsMuster
28
66000
2000
Unsere Kollegen aus der Wissenschaft finden neue Muster
01:26
in the informationInformation.
29
68000
2000
in diesen Informationen.
01:28
And our engineeringIngenieurwesen colleaguesKollegen are makingHerstellung
30
70000
2000
Und unsere Ingenieurskollegen erschaffen einen der größten,
01:30
one of the largestgrößten dynamicallydynamisch varyingunterschiedliche computersComputer in the worldWelt
31
72000
4000
dynamisch variierenden Computer der Welt
01:34
for this kindArt of dataDaten explorationErkundung.
32
76000
2000
für diese Art von Informations-Erkundung.
01:36
I'm going to flyFliege you into fivefünf researchForschung projectsProjekte
33
78000
3000
Ich werde Sie nun durch 5 Forschungsprojekte
01:39
in the AlloSphereAlloSphere that are going to take you from
34
81000
2000
innerhalb der Allosphere fliegen, angefangen bei
01:41
biologicalbiologisch macroscopicmakroskopischen dataDaten
35
83000
2000
makroskopisch - biologischen Daten
01:43
all the way down to electronElektron spinDreh.
36
85000
3000
bis hin zum Spin von Elektronen.
01:46
This first projectProjekt is callednamens the AlloBrainAlloBrain.
37
88000
3000
Dieses erste Project wird das AlloBrain genannt.
01:49
And it's our attemptVersuch to quantifyquantifizieren beautySchönheit
38
91000
2000
Und es ist unserer Versuch, Schönheit zu quantifizieren
01:51
by findingErgebnis whichwelche regionsRegionen of the brainGehirn
39
93000
2000
in dem wir die Hirnregionen finden
01:53
are interactiveinteraktiv while witnessingerleben something beautifulschön.
40
95000
4000
welche beim verspüren von Schönheit interagieren.
01:57
You're flyingfliegend throughdurch the cortexKortex of my colleague'sKollegen brainGehirn.
41
99000
3000
Sie fliegen gerade durch den Cortex des Gehirns einer meiner Kollegen.
02:00
Our narrativeErzählung here is realecht fMRIfMRI dataDaten
42
102000
3000
Unsere Quelldaten hier sind echte FMRI Daten
02:03
that's mappedzugeordnet visuallyvisuell and sonicallyklanglich.
43
105000
2000
welche visuell und akustisch abgebildet werden.
02:05
The brainGehirn now a worldWelt that we can flyFliege throughdurch and interactinteragieren with.
44
107000
4000
Wir können nun durch die Welt des Gehirns fliegen und mit ihr interagieren.
02:09
You see 12 intelligentintelligent computerComputer agentsAgenten,
45
111000
3000
Sie sehen hier 12 intelligente Computer-Agenten,
02:12
the little rectanglesRechtecke that are flyingfliegend in the brainGehirn with you.
46
114000
3000
die kleinen Rechtecke die mit Ihnen durch das Gehirn fliegen.
02:15
They're miningBergbau bloodBlut densityDichte levelsEbenen.
47
117000
2000
Sie messen den Grad der Blutdichte
02:17
And they're reportingBerichterstattung them back to you sonicallyklanglich.
48
119000
3000
und geben Ihnen die Werte akustisch wieder.
02:20
HigherHöhere densityDichte levelsEbenen mean
49
122000
2000
Ein höherer Dichtegrad bedeuted
02:22
more activityAktivität in that pointPunkt of the brainGehirn.
50
124000
2000
eine höhere Aktivität des Gehirns in dieser Region.
02:24
They're actuallytatsächlich singingSingen these densitiesdichten to you
51
126000
3000
Sie singen Ihnen diese Werte praktisch zu
02:27
with higherhöher pitchesStellplätze mappedzugeordnet to higherhöher densitiesdichten.
52
129000
3000
wobei höhere Töne einer höheren Dichte zugeordnet werden.
02:30
We're now going to moveBewegung from realecht biologicalbiologisch dataDaten
53
132000
3000
Wir bewegen uns nun weg von echten biologischen Daten
02:33
to biogenerativebiogenerativen algorithmsAlgorithmen that createerstellen artificialkünstlich natureNatur
54
135000
4000
hin zu biogenerativen Algorithmen, welche eine künstliche Natur
02:37
in our nextNächster artistickünstlerisch and scientificwissenschaftlich installationInstallation.
55
139000
4000
kreieren, innerhalb der nächsten künstlerisch-wissenschaftlichen Installation.
02:41
In this artistickünstlerisch and scientificwissenschaftlich installationInstallation, biogenerativebiogenerativen algorithmsAlgorithmen
56
143000
4000
In dieser künstlerisch-wissenschaftlichen Installation helfen uns
02:45
are helpingPortion us to understandverstehen
57
147000
2000
biogenerative Algorithmen, Reproduktion und
02:47
self-generationEigenstromerzeugung and growthWachstum:
58
149000
2000
Wachstum zu verstehen.
02:49
very importantwichtig for simulationSimulation in the nanoscalednanoskaliger sciencesWissenschaften.
59
151000
4000
Das ist sehr wichtig für Simulationen in der Nanowissenschaft.
02:53
For artistsKünstler, we're makingHerstellung newneu worldsWelten
60
155000
2000
Für Künstler erschaffen wir neue Welten
02:55
that we can uncoverEntdecken Sie and exploreerforschen.
61
157000
2000
welche wir entdecken und erkunden können.
02:57
These generativegenerativ algorithmsAlgorithmen growgrößer werden over time,
62
159000
3000
Wenn diese generativen Algorithmen mit die Zeit wachsen,
03:00
and they interactinteragieren and communicatekommunizieren as a swarmSchwarm of insectsInsekten.
63
162000
3000
interagieren und kommunizieren sie wie ein Schwarm von Insekten.
03:03
Our researchersForscher are interactinginteragierend with this dataDaten
64
165000
2000
Unsere Forscher wiederrum interagieren mit diesen Daten
03:05
by injectingInjektion bacterialbakteriell codeCode,
65
167000
2000
indem sie einen bakteriellen Code injezieren,
03:07
whichwelche are computerComputer programsProgramme,
66
169000
2000
welches ein Computer-Programme darstellt,
03:09
that allowzulassen these creaturesKreaturen to growgrößer werden over time.
67
171000
4000
der diesen Kreaturen ein Wachstum mit der Zeit erlaubt.
03:13
We're going to moveBewegung now from the biologicalbiologisch
68
175000
2000
Wir werden uns nun von der biologischen
03:15
and the macroscopicmakroskopischen worldWelt,
69
177000
2000
und makroskopischen Welt,
03:17
down into the atomicatomar worldWelt,
70
179000
2000
hinunter in die atomare Welt bewegen,
03:19
as we flyFliege into a latticeGitter of atomsAtome.
71
181000
3000
während wir in ein Gitter von Atomen fliegen.
03:22
This is realecht AFMAFM -- AtomicAtomic ForceKraft MicroscopeMikroskop -- dataDaten
72
184000
3000
Dies sind echte AFM-Daten, Rasterkraftmikroskop-Daten,
03:25
from my colleaguesKollegen in the SolidSolide StateZustand LightingBeleuchtung and EnergyEnergie CenterZentrum.
73
187000
3000
von meinen Kollegen vom "Solid State Lighting and Energy Center".
03:28
They'veSie haben discoveredentdeckt a newneu bondBindung,
74
190000
2000
Sie entdeckten eine neue Verbindung,
03:30
a newneu materialMaterial for transparenttransparent solarSolar- cellsZellen.
75
192000
3000
ein neues Material für transparente Solarzellen.
03:33
We're flyingfliegend throughdurch 2,000 latticeGitter of atomsAtome --
76
195000
3000
Wir fliegen durch ein Gitter von 2,000 Atomen --
03:36
oxygenSauerstoff, hydrogenWasserstoff and zincZink.
77
198000
2000
Sauerstoff, Wasserstoff und Zink.
03:38
You viewAussicht the bondBindung in the triangleDreieck.
78
200000
3000
Sie sehen die Verbindung innerhalb des Dreiecks.
03:41
It's fourvier blueblau zincZink atomsAtome
79
203000
2000
Es sind vier blaue Zink-Atome
03:43
bondingVerklebung von with one whiteWeiß hydrogenWasserstoff atomAtom.
80
205000
3000
in Verbindung mit einem weißen Wasserstoff-Atom.
03:46
You see the electronElektron flowfließen with the streamlinesrationalisiert
81
208000
2000
Sie sehen hier den Elektronenfluss entlang der Stromlinien
03:48
we as artistsKünstler have generatedgeneriert for the scientistsWissenschaftler.
82
210000
3000
welchen wir als Künstler für die Wissenschaftler erzeugt haben.
03:51
This is allowingZulassen them to find the bondingVerklebung von nodesKnoten in any latticeGitter of atomsAtome.
83
213000
3000
Dies erlaubt ihnen, die Verbindungspunkte in jedem Atomgitter zu finden.
03:54
We think it makesmacht a beautifulschön structuralstrukturell artKunst.
84
216000
3000
Wir denken, daraus ergibt sich ein wunderschönes, strukturelles Kunstwerk.
03:57
The soundklingen that you're hearingHören are the actualtatsächlich
85
219000
2000
Die Töne welche Sie hören, sind tatsächlichen die
03:59
emissionEmission spectrumsSpektren of these atomsAtome.
86
221000
2000
Emissions-Spektren der Atome.
04:01
We'veWir haben mappedzugeordnet them into the audioAudio- domainDomain,
87
223000
2000
Wir übersetzten sie in den hörbaren Bereich.
04:03
so they're singingSingen to you.
88
225000
2000
Damit sie Ihnen zusingen.
04:05
OxygenSauerstoff, hydrogenWasserstoff and zincZink have theirihr ownbesitzen signatureUnterschrift.
89
227000
3000
Sauerstoff, Wasserstoff und Zink haben ihre eigenen Signaturen.
04:08
We're going to actuallytatsächlich moveBewegung even furtherdes Weiteren down
90
230000
3000
Wir werden jetzt noch weiter hinab tauchen,
04:11
as we go from this latticeGitter of atomsAtome
91
233000
3000
von diesem Atomgitter, hinab zu
04:14
to one singleSingle hydrogenWasserstoff atomAtom.
92
236000
3000
einem einzelnen Wasserstoff-Atom.
04:17
We're workingArbeiten with our physicistPhysiker colleaguesKollegen
93
239000
2000
Wir arbeiten mit unseren Physikern zusammen
04:19
that have givengegeben us the mathematicalmathematisch calculationsBerechnungen
94
241000
3000
welche uns die mathematischen Berechnungen der
04:22
of the n-dimensionaln-dimensionalen SchrSchrödingerDinger equationGleichung in time.
95
244000
4000
zeitabhängigen Schrödinger-Gleichung in 3D gaben.
04:26
What you're seeingSehen here right now is a superpositionÜberlagerung of an electronElektron
96
248000
3000
Sie sehen hier die Superposition eines Elektrons
04:29
in the lowerniedriger threedrei orbitalsOrbitale of a hydrogenWasserstoff atomAtom.
97
251000
3000
in den unteren drei Orbitalen eines Wasserstoff-Atoms.
04:32
You're actuallytatsächlich hearingHören and seeingSehen the electronElektron flowfließen with the linesLinien.
98
254000
4000
Sie hören und sehen praktisch die Elektronen entlang der Linien fliessen.
04:36
The whiteWeiß dotsPunkte are the probabilityWahrscheinlichkeit waveWelle
99
258000
2000
Die weißen Punkte entsprechen der Wahrscheinlichkeits-Welle
04:38
that will showShow you where the electronElektron is
100
260000
2000
die Ihnen den Aufenthaltsortes eines Elektrons
04:40
in any givengegeben pointPunkt of time and spacePlatz
101
262000
2000
zu jeden Punktes in Zeit und Raum,
04:42
in this particularinsbesondere three-orbitaldrei-orbital configurationKonfiguration.
102
264000
4000
in dieser speziellen Drei-Orbit-Konfiguration zeigt.
04:46
In a minuteMinute we're going to moveBewegung to a two-orbitalzwei-orbital configurationKonfiguration,
103
268000
4000
Wir werden uns gleich einer Zwei-Orbit-Konfiguration zuwenden.
04:50
and you're going to noticebeachten a pulsingpulsieren.
104
272000
2000
Sie werden ein pulsieren bemerken.
04:52
And you're going to hearhören an undulationWellenbewegung betweenzwischen the soundklingen.
105
274000
3000
Und auch eine akustische Schwankung hören können.
04:55
This is actuallytatsächlich a lightLicht emitterEmitter.
106
277000
2000
Dies ist eigentlich eine Lichtquelle.
04:57
As the soundklingen startsbeginnt to pulseImpuls and contractVertrag,
107
279000
3000
Wenn das Geräusch zu pulsieren beginnt und sich zusammen zieht,
05:00
our physicistsPhysiker can tell when a photonPhoton is going to be emittedemittiert.
108
282000
3000
können unsere Physiker feststellen wann ein Photon emitiert wird.
05:03
They're startingbeginnend to find newneu mathematicalmathematisch structuresStrukturen
109
285000
4000
Sie entdecken bereits neue mathematische Strukturen
05:07
in these calculationsBerechnungen.
110
289000
2000
in diesen Kalkulationen.
05:09
And they're understandingVerstehen more about quantumQuantum mathematicsMathematik.
111
291000
3000
Und sie verstehen mehr über die Mathematik der Quantenphysik.
05:12
We're going to moveBewegung even furtherdes Weiteren down,
112
294000
3000
Wir werden uns noch tiefer hinein bewegen,
05:15
and go to one singleSingle electronElektron spinDreh.
113
297000
4000
hin zu einem einzelnen Elektronen-Spin.
05:19
This will be the finalFinale projectProjekt that I showShow you.
114
301000
3000
Dies ist das letzte Projekt welches ich Ihnen zeigen werde.
05:22
Our colleaguesKollegen in the CenterZentrum for QuantumQuantum ComputationBerechnung
115
304000
2000
Unsere Kollegen im Zentrum für Quanten-Rechnung
05:24
and SpintronicsSpintronik are actuallytatsächlich measuringMessung with theirihr lasersLasern
116
306000
4000
und "Spintronics", messen mit Lasern die tatsächliche
05:28
decoherenceDekohärenz in a singleSingle electronElektron spinDreh.
117
310000
3000
Dekohärenz in einem einzelnen Elektronen-Spin.
05:31
We'veWir haben takengenommen this informationInformation and we'vewir haben
118
313000
2000
Wir nahmen diese Informationen und wir
05:33
madegemacht a mathematicalmathematisch modelModell- out of it.
119
315000
2000
erstellten daraus ein mathematisches Modell.
05:35
You're actuallytatsächlich seeingSehen and hearingHören
120
317000
2000
Im Prinzip sehen und hören Sie
05:37
quantumQuantum informationInformation flowfließen.
121
319000
2000
einen Fluss von Quanten-Informationen.
05:39
This is very importantwichtig for the nextNächster stepSchritt in simulatingSimulation von
122
321000
3000
Das ist sehr wichtig für den nächsten Schritt beim
05:42
quantumQuantum computersComputer and informationInformation technologyTechnologie.
123
324000
3000
simulieren von Quanten-Computern und Informations-Technologie.
05:45
So these briefkurz examplesBeispiele that I've showngezeigt you
124
327000
4000
Diese kurzen Beispiele die ich Ihnen zeigte,
05:49
give you an ideaIdee of the kindArt of work that we're doing
125
331000
3000
geben Ihnen eine Vorstellung von der Art der Arbeit die wir
05:52
at the UniversityUniversität of CaliforniaCalifornia, SantaSanta BarbaraBarbara,
126
334000
2000
an der University of California, Santa Barbara, verrichten;
05:54
to bringbringen togetherzusammen, artsKunst, scienceWissenschaft
127
336000
3000
um Kunst, Wissenschaft, und
05:57
and engineeringIngenieurwesen
128
339000
3000
Ingenieurswesen zusammen
06:00
into a newneu ageAlter of mathMathe, scienceWissenschaft and artKunst.
129
342000
3000
in ein neues Zeitalter von Mathematik, Wissenschaft und Kunst zu führen.
06:03
We hopeHoffnung that all of you will come to see the AlloSphereAlloSphere.
130
345000
3000
Wir hoffen, dass Sie alle kommen werden um die AlloSphere zu sehen.
06:06
InspireBegeistern us to think of newneu waysWege that we can use
131
348000
4000
Inspirieren Sie uns, damit wir neue Möglichkeiten sehen, wie wir
06:10
this uniqueeinzigartig instrumentInstrument that we'vewir haben createderstellt at SantaSanta BarbaraBarbara.
132
352000
4000
dieses einzigartige Instrument nutzen können.
06:14
Thank you very much.
133
356000
2000
Haben Sie vielen Dank.
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Translated by Steffen Lewenhardt
Reviewed by Julian Grassl

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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