ABOUT THE SPEAKER
Janet Iwasa - Molecular animator


Why you should listen
While we know a lot about molecular processes, they can’t be observed directly, and scientists have to rely on simple, two-dimensional drawings to depict complex hypotheses. That is, they did until now. Janet Iwasa’s colorful and action-packed 3D animations bring scientific hypotheses to life, showing how we think molecules look, move and interact. Not only is molecular animation a powerful way to illustrate ideas and convey information to general audiences, it’s also a powerful tools for inspiring new research. However, 3D molecular animation using commercial software requires skill and time, so Iwasa has created a simpler 3D animation software tool for biologists, allowing researchers to intuitively and quickly model molecular hypotheses. In 2014, she launched the beta of her new free, open-source animation software, Molecular Flipbook, which allows biologists to create molecular animations of their own hypotheses in just 15 minutes.
More profile about the speaker
Janet Iwasa | Speaker | TED.com
TED2014

Janet Iwasa: How animations can help scientists test a hypothesis

Дженет Иваса: Как мультипликация помогает учёным проверять гипотезы

Filmed:
900,546 views

Трёхмерная мультипликация может воплотить в жизнь научные гипотезы. Молекулярный биолог (и участник программы TED Fellow) Дженет Иваса знакомит нас с новым программным обеспечением с открытым исходным кодом, разработанным специально для учёных.
- Molecular animator
Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:12
Take a look at this drawingРисование.
0
710
1869
Взгляните на эту иллюстрацию.
00:14
Can you tell what it is?
1
2579
1604
Вы можете сказать, что это?
00:16
I'm a molecularмолекулярная biologistбиолог by trainingобучение,
2
4183
2747
Я молекулярный биолог по образованию,
00:18
and I've seenвидели a lot of these kindsвиды of drawingsрисунки.
3
6930
2603
и я видела много таких иллюстраций.
00:21
They're usuallyкак правило referredупоминается to as a modelмодель figureфигура,
4
9533
3092
Такие рисунки обычно называют моделями,
00:24
a drawingРисование that showsшоу how we think
5
12625
1734
так как на них изображено
наше представление о том,
00:26
a cellularСотовая связь or molecularмолекулярная processобработать occursимеет место.
6
14359
2664
как проходят клеточные
или молекулярные процессы.
00:29
This particularконкретный drawingРисование is of a processобработать
7
17023
2499
На этом рисунке изображён
00:31
calledназывается clathrin-mediatedклатрин-опосредованной endocytosisэндоцитоз.
8
19522
4323
клатрин-опосредованный эндоцитоз.
00:35
It's a processобработать by whichкоторый a moleculeмолекула can get
9
23845
2610
Это процесс, при котором
00:38
from the outsideза пределами of the cellклетка to the insideвнутри
10
26455
2238
молекула проникает
из внешней среды в клетку
00:40
by gettingполучение capturedзахваченный in a bubbleпузырь or a vesicleвезикул
11
28693
2537
с помощью пузырька, или везикулы,
00:43
that then getsполучает internalizedусвоены by the cellклетка.
12
31230
2820
поглощаемой клеткой.
00:46
There's a problemпроблема with this drawingРисование, thoughхоть,
13
34050
1835
У этого рисунка есть одна проблема —
00:47
and it's mainlyв основном in what it doesn't showпоказать.
14
35885
2632
в основном с тем,
что на нём не изображено.
00:50
From lots of experimentsэксперименты,
15
38517
1465
По результатам многих экспериментов
00:51
from lots of differentдругой scientistsученые,
16
39982
1835
и по итогам работы многих учёных
00:53
we know a lot about what these moleculesмолекулы look like,
17
41817
2996
нам многое известно о том,
как выглядят эти молекулы,
00:56
how they moveпереехать around in the cellклетка,
18
44813
1682
как они перемещаются внутри клетки,
00:58
and that this is all takingпринятие placeместо
19
46495
1825
как эти процессы происходят
01:00
in an incrediblyневероятно dynamicдинамический environmentОкружающая среда.
20
48320
2990
в невероятно подвижной среде.
01:03
So in collaborationсотрудничество with a clathrinклатрин
expertэксперт TomasTomas KirchhausenKirchhausen,
21
51310
3473
Вместе с экспертом по клатрину
Томасом Кирхаусеном
01:06
we decidedприняли решение to createСоздайте a newновый kindсвоего рода of modelмодель figureфигура
22
54783
2319
мы решили создать новый
наглядный тип моделей,
01:09
that showedпоказал all of that.
23
57102
2024
на котором было бы всё это видно.
01:11
So we startНачало outsideза пределами of the cellклетка.
24
59126
1736
Сначала мы видим внешнюю среду,
01:12
Now we're looking insideвнутри.
25
60862
1648
а затем смотрим внутрь клетки.
01:14
Clathrinклатрина are these three-leggedтреногий moleculesмолекулы
26
62510
2080
Клатрин — это вот эти молекулы-треноги,
01:16
that can self-assembleсамособираются into soccer-ball-likeфутбольный мяч, как shapesформы.
27
64590
3288
которые могут собираться в нечто
наподобие футбольного мяча.
01:19
ThroughЧерез connectionsсвязи with a membraneмембрана,
28
67878
1697
Через соединения с мембраной клетки
01:21
clathrinклатрин is ableв состоянии to deformдеформировать the membraneмембрана
29
69575
2167
клатрин может деформировать мембрану
01:23
and formформа this sortСортировать of a cupкружка
30
71742
1413
и сформировать своего рода чашу,
01:25
that formsформы this sortСортировать of a bubbleпузырь, or a vesicleвезикул,
31
73155
2307
которая становится пузырьком, везикулой,
01:27
that's now capturingотлов some of the proteinsбелки
32
75462
1784
улавливающей некоторые белки
01:29
that were outsideза пределами of the cellклетка.
33
77246
1654
за пределами клетки.
01:30
ProteinsБелки are comingприход in now that
basicallyв основном pinchзажимать off this vesicleвезикул,
34
78900
3498
Белки входят в клетку
и отщепляют везикулу,
01:34
makingизготовление it separateотдельный from the restотдых of the membraneмембрана,
35
82398
2584
отделяя её от мембраны.
01:36
and now clathrinклатрин is basicallyв основном doneсделанный with its jobработа,
36
84982
2392
Теперь клатрин завершил свою работу:
01:39
and so proteinsбелки are comingприход in now —
37
87374
1238
белки, проникающие в клетку, —
01:40
we'veмы в coveredпокрытый them yellowжелтый and orangeоранжевый
38
88612
1946
мы окрасили их в жёлтый и оранжевый —
01:42
that are responsibleответственность for takingпринятие
apartКроме this clathrinклатрин cageклетка.
39
90558
2542
теперь разберут шар из клатрина.
01:45
And so all of these proteinsбелки
can get basicallyв основном recycledпереработаны
40
93100
3282
Все эти белки могут быть
01:48
and used all over again.
41
96382
1536
использованы заново.
01:49
These processesпроцессы are too smallмаленький to be seenвидели directlyнепосредственно,
42
97918
3409
Эти мельчайшие процессы
невозможно наблюдать,
01:53
even with the bestЛучший microscopesмикроскопов,
43
101327
1832
даже при помощи мощных микроскопов.
01:55
so animationsанимации like this provideпредоставлять a really powerfulмощный way
44
103159
2631
Поэтому мультипликационные фильмы
наподобие этого
01:57
of visualizingвизуализируя a hypothesisгипотеза.
45
105790
3018
являются действенным способом
визуализации гипотезы.
02:00
Here'sВот anotherдругой illustrationиллюстрация,
46
108808
1846
А вот другая иллюстрация.
02:02
and this is a drawingРисование of how a researcherИсследователь mightмог бы think
47
110654
2736
Здесь изображено
представление учёного о том,
02:05
that the HIVВИЧ virusвирус getsполучает into and out of cellsячейки.
48
113390
3505
как вирус ВИЧ проникает внутрь клетки
и покидает её.
02:08
And again, this is a vastогромный oversimplificationупрощение
49
116895
2519
Конечно же, это упрощённая модель,
02:11
and doesn't beginначать to showпоказать
50
119414
1744
которая даже близко не отражает то,
02:13
what we actuallyна самом деле know about these processesпроцессы.
51
121158
2482
что нам уже известно об этих процессах.
02:15
You mightмог бы be surprisedудивленный to know
52
123640
2215
Вы, вероятно, удивитесь,
но такого рода рисунки —
02:17
that these simpleпросто drawingsрисунки are the only way
53
125855
2767
это единственные способ,
при помощи которого биологи
02:20
that mostбольшинство biologistsбиологам visualizeвизуализировать
theirих molecularмолекулярная hypothesesгипотезы.
54
128622
3832
могут изобразить гипотезы
в области молекулярной биологии.
02:24
Why?
55
132454
1028
Почему?
02:25
Because creatingсоздание moviesкино of processesпроцессы
56
133482
1990
Потому что мультиплицировать такой процесс
02:27
as we think they actuallyна самом деле occurпроисходить is really hardжесткий.
57
135472
3014
согласно нашему представлению о них
очень сложно.
02:30
I spentпотраченный monthsмесяцы in HollywoodГолливуд
learningобучение 3D animationанимация softwareпрограммного обеспечения,
58
138486
3633
Я провела несколько месяцев в Голливуде,
изучая программы по трёхмерному моделированию.
02:34
and I spendпроводить monthsмесяцы on eachкаждый animationанимация,
59
142119
2281
Потом я посветила месяцы работы
каждому мультфильму.
02:36
and that's just time that mostбольшинство
researchersисследователи can't affordпозволить себе.
60
144400
3350
Учёные попросту не располагают
таким количеством времени.
02:39
The payoffsвыплаты can be hugeогромный, thoughхоть.
61
147750
2200
Но зато польза такой мультипликации,
несомненно, велика.
02:41
Molecularмолекулярная animationsанимации are unparalleledбеспримерный
62
149950
2384
Способность мультипликации
молекулярных процессов
02:44
in theirих abilityспособность to conveyпередавать a great dealпо рукам of informationИнформация
63
152334
3441
передавать большой объём информации
широкой аудитории с максимальной точностью,
02:47
to broadширокий audiencesаудитории with extremeэкстремальный accuracyточность.
64
155775
3592
пожалуй, нельзя сравнить ни с чем.
02:51
And I'm workingза работой on a newновый projectпроект now
65
159367
1503
Я работаю над новым проектом, —
02:52
calledназывается "The ScienceНаука of HIVВИЧ"
66
160870
1438
«Наука вируса ВИЧ» —
в рамках которого мы планируем
02:54
where I'll be animatingоживляющий the entireвсе life cycleцикл
67
162308
2362
создать мультфильм
о полном жизненном цикле вируса ВИЧ,
02:56
of the HIVВИЧ virusвирус as accuratelyточно as possibleвозможное
68
164670
3104
максимально приближённый к реальности,
02:59
and all in molecularмолекулярная detailподробно.
69
167774
1961
на молекулярном уровне.
03:01
The animationанимация will featureособенность dataданные
70
169735
2151
В этот фильм войдут
результаты исследований
03:03
from thousandsтысячи of researchersисследователи
collectedсобранный over decadesдесятилетия,
71
171886
2976
тысяч учёных, собранные
на протяжении десятилетий,
03:06
dataданные on what this virusвирус looksвыглядит like,
72
174862
3080
в том числе данные о том,
как выглядит вирус,
03:09
how it's ableв состоянии to infectзаражать cellsячейки in our bodyтело,
73
177942
3088
как он заражает клетки тела,
03:13
and how therapeuticsтерапевтика are
helpingпомощь to combatбой infectionинфекционное заболевание.
74
181030
3972
как терапевтические методы
помогают бороться с инфекцией.
03:17
Over the yearsлет, I foundнайденный that animationsанимации
75
185002
2329
За эти годы я осознала,
что мультипликация
03:19
aren'tне just usefulполезным for communicatingсвязь an ideaидея,
76
187331
2819
не только превосходно передаёт идеи,
03:22
but they're alsoтакже really usefulполезным
77
190150
1496
но и помогает
03:23
for exploringисследование a hypothesisгипотеза.
78
191646
2312
исследовать гипотезы.
03:25
BiologistsБиологи for the mostбольшинство partчасть are
still usingс помощью a paperбумага and pencilкарандаш
79
193958
3194
Биологи до сих пор пользуются
бумагой и карандашом,
03:29
to visualizeвизуализировать the processesпроцессы they studyизучение,
80
197152
2222
чтобы изобразить исследуемые процессы.
03:31
and with the dataданные we have now,
that's just not good enoughдостаточно anymoreбольше не.
81
199374
3480
С тем объёмом знаний, которым мы обладаем,
этого попросту недостаточно.
03:34
The processобработать of creatingсоздание an animationанимация
82
202854
2416
Сам процесс мультипликации
03:37
can actакт as a catalystкатализатор that allowsпозволяет researchersисследователи
83
205270
2657
может послужить катализатором для учёных
03:39
to crystalizeкристаллизоваться and refineусовершенствовать theirих ownсвоя ideasидеи.
84
207927
2951
и подтолкнуть их к более точным
формулировкам идей.
03:42
One researcherИсследователь I workedработал with
85
210878
1784
Один из исследователей,
с которым мне довелось работать,
03:44
who worksработает on the molecularмолекулярная mechanismsмеханизмы
86
212662
1776
изучает молекулярные механизмы
03:46
of neurodegenerativeнейродегенеративные diseasesболезни
87
214438
1784
нейродегенеративных заболеваний.
03:48
cameпришел up with experimentsэксперименты that were relatedСвязанный
88
216222
1978
Мультфильм, над которым
мы с ней работали,
03:50
directlyнепосредственно to the animationанимация that
she and I workedработал on togetherвместе,
89
218200
2983
помог ей подготовить эксперименты
для изучения этой темы.
03:53
and in this way, animationанимация can
feedкорм back into the researchисследование processобработать.
90
221183
4121
Так мультипликация вносит свой вклад
в научную деятельность.
03:57
I believe that animationанимация can changeизменение biologyбиология.
91
225304
2853
Я уверена, что она
может изменить биологию.
04:00
It can changeизменение the way that we
communicateобщаться with one anotherдругой,
92
228157
2568
Может изменить то, как мы общаемся
друг с другом,
04:02
how we exploreисследовать our dataданные
93
230725
1623
как мы исследуем данные
04:04
and how we teachучат our studentsстуденты.
94
232348
1327
и как мы обучаем студентов.
04:05
But for that changeизменение to happenслучаться,
95
233675
1454
Однако такое изменение возможно,
04:07
we need more researchersисследователи creatingсоздание animationsанимации,
96
235129
3157
только если больше учёных
начнут создавать мультфильмы.
04:10
and towardк that endконец, I broughtпривел togetherвместе a teamкоманда
97
238286
2255
Для этого я собрала команду
04:12
of biologistsбиологам, animatorsаниматоры and programmersпрограммисты
98
240541
3137
биологов, мультипликаторов
и программистов,
04:15
to createСоздайте a newновый, freeсвободно, open-sourceОткрытый исходный код softwareпрограммного обеспечения
99
243678
3047
и мы создали новую бесплатную программу
с открытыми исходниками, —
04:18
we call it Molecularмолекулярная FlipbookFlipbook
100
246725
1904
мы назвали её Molecular Flipbook —
04:20
that's createdсозданный just for biologistsбиологам
101
248629
1896
разработанную специально для биологов,
04:22
just to createСоздайте molecularмолекулярная animationsанимации.
102
250525
3545
чтобы создавать мультфильмы
в области молекулярной биологии.
04:26
From our testingтестирование, we'veмы в foundнайденный
that it only takes 15 minutesминут
103
254070
3712
Тестируя эту программу,
мы обнаружили, что любому биологу,
04:29
for a biologistбиолог who has never
touchedприкоснулся animationанимация softwareпрограммного обеспечения before
104
257782
3268
который раньше никогда не видел
программ для создания мультипликации,
04:33
to createСоздайте her first molecularмолекулярная animationанимация
105
261050
2736
нужно всего 15 минут,
чтобы разобраться и создать
04:35
of her ownсвоя hypothesisгипотеза.
106
263786
1522
первый мультфильм для своей гипотезы.
04:37
We're alsoтакже buildingздание an onlineонлайн databaseбаза данных
107
265308
2150
Также мы составляем онлайн базу данных,
04:39
where anyoneкто угодно can viewПосмотреть, downloadскачать and contributeделать вклад
108
267458
2775
которую все желающие исследователи
смогут свободно просматривать,
04:42
theirих ownсвоя animationsанимации.
109
270233
1616
скачивать и пополнять
своими мультфильмами.
04:43
We're really excitedв восторге to announceанонсировать
110
271849
1971
Мы рады объявить,
04:45
that the betaбета versionверсия of the molecularмолекулярная animationанимация
111
273820
2462
что бета-версия программы
молекулярной мультипликации
04:48
softwareпрограммного обеспечения toolkitИнструментарий will be availableдоступный for downloadскачать todayCегодня.
112
276282
4208
будет доступна для скачивания сегодня.
04:52
We are really excitedв восторге to see
what biologistsбиологам will createСоздайте with it
113
280490
2743
Нам не терпится посмотреть,
что создадут биологи с её помощью
04:55
and what newновый insightsпонимание they're ableв состоянии to gainусиление
114
283233
2056
и какие открытия совершат,
04:57
from finallyв конце концов beingявляющийся ableв состоянии to animateоживлять
115
285289
1481
наконец получив возможность
переосмыслить свои модели
04:58
theirих ownсвоя modelмодель figuresцифры.
116
286770
1703
в трёхмерной мультипликации.
05:00
Thank you.
117
288473
2240
Спасибо.
05:02
(ApplauseАплодисменты)
118
290713
3158
(Аплодисменты)
Translated by Polina Gortman
Reviewed by Olga Dmitrochenkova

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Janet Iwasa - Molecular animator


Why you should listen
While we know a lot about molecular processes, they can’t be observed directly, and scientists have to rely on simple, two-dimensional drawings to depict complex hypotheses. That is, they did until now. Janet Iwasa’s colorful and action-packed 3D animations bring scientific hypotheses to life, showing how we think molecules look, move and interact. Not only is molecular animation a powerful way to illustrate ideas and convey information to general audiences, it’s also a powerful tools for inspiring new research. However, 3D molecular animation using commercial software requires skill and time, so Iwasa has created a simpler 3D animation software tool for biologists, allowing researchers to intuitively and quickly model molecular hypotheses. In 2014, she launched the beta of her new free, open-source animation software, Molecular Flipbook, which allows biologists to create molecular animations of their own hypotheses in just 15 minutes.
More profile about the speaker
Janet Iwasa | Speaker | TED.com