Demo: Stunning data visualization in the AlloSphere

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TED


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Traduttore: Lela Selmo Revisore: federica bonaldi
00:18
The AlloSphere: it's a three-story metal sphere
0
18330
3000
La AlloSphere. Una sfera di metallo a tre piani
00:21
in an echo-free chamber.
1
21330
2000
in una stanza priva di risonanza.
00:23
Think of the AlloSphere as a large,
2
23330
2000
Immaginate la AlloSphere come un grande
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dynamically varying digital microscope
3
25330
3000
microscopio digitale che varia dinamicamente
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that's connected to a supercomputer.
4
28330
2000
connesso ad un supercomputer.
00:30
20 researchers can stand on a bridge
5
30330
3000
20 ricercatori possono sostare su di un ponte
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suspended inside of the sphere, and be
6
33330
2000
sospeso all'interno della sfera, ed essere completamente immersi
00:35
completely immersed in their data.
7
35330
2000
nei loro dati.
00:37
Imagine if a team of physicists
8
37330
2000
Immaginate se un team di fisici
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could stand inside of an atom
9
39330
3000
potesse sostare all'interno di un atomo
00:42
and watch and hear electrons spin.
10
42330
2000
e guardare e sentire gli elettroni orbitare.
00:44
Imagine if a group of sculptors
11
44330
4000
Immaginate se un gruppo di scultori
00:48
could be inside of a lattice of atoms
12
48330
3000
potesse stare all'interno di un traliccio di atomi,
00:51
and sculpt with their material.
13
51330
2000
e scolpire con i loro materiali.
00:53
Imagine if a team of surgeons could fly
14
53330
2000
Immaginate se un team di chirurghi potesse volare
00:55
into the brain, as though it was a world,
15
55330
3000
nel cervello, come se fosse un mondo,
00:58
and see tissues as landscapes,
16
58330
2000
e vedere tessuti come paesaggi,
01:00
and hear blood density levels as music.
17
60330
3000
e sentire sangue a densità diverse come musica.
01:03
This is some of the research that you're going to see
18
63330
2000
Queste sono alcune delle ricerche che state per vedere,
01:05
that we're undertaking at the AlloSphere.
19
65330
2000
delle quali ci stiamo occupando nella AlloSphere.
01:07
But first a little bit about this group
20
67330
2000
Ma prima vi dico due cose su questo gruppo
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of artists, scientists, and engineers
21
69330
2000
di artisti, scienziati e ingegneri
01:11
that are working together.
22
71330
2000
che stanno lavorando assieme.
01:13
I'm a composer, orchestrally-trained,
23
73330
2000
Sono un compositore, di formazione orchestrale,
01:15
and the inventor of the AlloSphere.
24
75330
2000
e l'inventore della AlloSphere
01:17
With my visual artist colleagues, we map
25
77330
2000
Con i miei colleghi artisti, mappiamo
01:19
complex mathematical algorithms that unfold in time and space,
26
79330
3000
complessi algoritmi matematici che si sviluppano nel tempo e nello spazio,
01:22
visually and sonically.
27
82330
2000
visivamente e acusticamente.
01:24
Our scientist colleagues are finding new patterns
28
84330
2000
I nostri colleghi scienziati stanno trovando nuovi schemi
01:26
in the information.
29
86330
2000
nell'informazione.
01:28
And our engineering colleagues are making
30
88330
2000
E i nostri colleghi ingegneri stanno costruendo uno dei più grandi
01:30
one of the largest dynamically varying computers in the world
31
90330
4000
computer del mondo in grado di variare dinamicamente
01:34
for this kind of data exploration.
32
94330
2000
per questo tipo di esplorazione dei dati.
01:36
I'm going to fly you into five research projects
33
96330
3000
Sto per farvi volare all'interno di cinque progetti di ricerca
01:39
in the AlloSphere that are going to take you from
34
99330
2000
nella AlloSphere, che vi porteranno
01:41
biological macroscopic data
35
101330
2000
da dati di biologia macroscopica
01:43
all the way down to electron spin.
36
103330
3000
fino al movimento degli elettroni.
01:46
This first project is called the AlloBrain.
37
106330
3000
Il primo progetto si chiama AlloBrain.
01:49
And it's our attempt to quantify beauty
38
109330
2000
Ed è il nostro tentativo di quantificare la bellezza
01:51
by finding which regions of the brain
39
111330
2000
scoprendo quali regioni del cervello
01:53
are interactive while witnessing something beautiful.
40
113330
4000
interagiscono tra loro quando assistiamo a qualcosa di bello.
01:57
You're flying through the cortex of my colleague's brain.
41
117330
3000
State volando attraverso la corteccia del cervello di un mio collega.
02:00
Our narrative here is real fMRI data
42
120330
3000
La narrazione proviene da dati reali di FMRI (risonanza magnetica)
02:03
that's mapped visually and sonically.
43
123330
2000
mappati visivamente e acusticamente.
02:05
The brain now a world that we can fly through and interact with.
44
125330
4000
Il cervello è ora un mondo dove volare e interagire.
02:09
You see 12 intelligent computer agents,
45
129330
3000
Vedete, 12 agenti computerizzati intelligenti,
02:12
the little rectangles that are flying in the brain with you.
46
132330
3000
i piccoli rettangoli che volano nel cervello insieme a voi.
02:15
They're mining blood density levels.
47
135330
2000
Stanno raccogliendo i valori dell'intensità del sangue.
02:17
And they're reporting them back to you sonically.
48
137330
3000
E vi restituiscono questi valori in maniera sonora.
02:20
Higher density levels mean
49
140330
2000
Densità più alte significano
02:22
more activity in that point of the brain.
50
142330
2000
maggiore attività in quel punto del cervello.
02:24
They're actually singing these densities to you
51
144330
3000
Stanno di fatto cantando queste densità per voi,
02:27
with higher pitches mapped to higher densities.
52
147330
3000
con toni più alti mappati su densità più alte.
02:30
We're now going to move from real biological data
53
150330
3000
Ci spostiamo ora da dati reali, biologici
02:33
to biogenerative algorithms that create artificial nature
54
153330
4000
ad algoritmi biogenerativi che creano una natura artificiale
02:37
in our next artistic and scientific installation.
55
157330
4000
nella prossima installazione artistico-scientifica.
02:41
In this artistic and scientific installation, biogenerative algorithms
56
161330
4000
In questa installazione artistico-scientifica, algoritmi biogenerativi
02:45
are helping us to understand
57
165330
2000
ci aiutano a comprendere
02:47
self-generation and growth:
58
167330
2000
l'auto-generazione e la crescita.
02:49
very important for simulation in the nanoscaled sciences.
59
169330
4000
Importantissimo per la simulazione nelle scienze su nanoscala.
02:53
For artists, we're making new worlds
60
173330
2000
Per gli artisti, creiamo nuovi mondi
02:55
that we can uncover and explore.
61
175330
2000
che possiamo scoprire ed esplorare.
02:57
These generative algorithms grow over time,
62
177330
3000
E questi algoritmi generativi crescono nel tempo,
03:00
and they interact and communicate as a swarm of insects.
63
180330
3000
interagiscono e comunicano come sciami di insetti.
03:03
Our researchers are interacting with this data
64
183330
2000
I nostri ricercatori interagiscono con questi dati
03:05
by injecting bacterial code,
65
185330
2000
iniettando codici batterici,
03:07
which are computer programs,
66
187330
2000
che sono programmi software,
03:09
that allow these creatures to grow over time.
67
189330
4000
che permettono a queste creature di crescere nel tempo.
03:13
We're going to move now from the biological
68
193330
2000
Ci muoviamo ora dal mondo
03:15
and the macroscopic world,
69
195330
2000
biologico e macroscopico,
03:17
down into the atomic world,
70
197330
2000
fino al mondo atomico
03:19
as we fly into a lattice of atoms.
71
199330
3000
volando in una rete di atomi.
03:22
This is real AFM -- Atomic Force Microscope -- data
72
202330
3000
Questi sono veri dati AFM (Microscopio a Forza Atomica)
03:25
from my colleagues in the Solid State Lighting and Energy Center.
73
205330
3000
ottenuti dai miei colleghi del Solid State Lighting and Energy Center.
03:28
They've discovered a new bond,
74
208330
2000
Hanno scoperto un nuovo legame,
03:30
a new material for transparent solar cells.
75
210330
3000
un nuovo materiale per celle solari trasparenti.
03:33
We're flying through 2,000 lattice of atoms --
76
213330
3000
Stiamo volando attraverso 2000 reticoli di atomi --
03:36
oxygen, hydrogen and zinc.
77
216330
2000
ossigeno, idrogeno e zinco.
03:38
You view the bond in the triangle.
78
218330
3000
Vedete il legame nel triangolo.
03:41
It's four blue zinc atoms
79
221330
2000
E' composto da quattro atomi blu di zinco
03:43
bonding with one white hydrogen atom.
80
223330
3000
che si legano con uno bianco di idrogeno.
03:46
You see the electron flow with the streamlines
81
226330
2000
Vedete gli elettroni scorrere seguendo il flusso aerodinamico
03:48
we as artists have generated for the scientists.
82
228330
3000
che noi artisti abbiamo generato per gli scienziati
03:51
This is allowing them to find the bonding nodes in any lattice of atoms.
83
231330
3000
permettendo di trovare questi nodi in ogni reticolo di atomi.
03:54
We think it makes a beautiful structural art.
84
234330
3000
Lo riteniamo un esempio bellissimo di arte strutturale.
03:57
The sound that you're hearing are the actual
85
237330
2000
Il suono che sentite è di fatto lo spettro
03:59
emission spectrums of these atoms.
86
239330
2000
di suoni emesso da questi atomi.
04:01
We've mapped them into the audio domain,
87
241330
2000
Li abbiamo mappati nel dominio dell'audio.
04:03
so they're singing to you.
88
243330
2000
Così che possano cantare per voi.
04:05
Oxygen, hydrogen and zinc have their own signature.
89
245330
3000
Ossigeno, idrogeno e zinco hanno le loro firme individuali.
04:08
We're going to actually move even further down
90
248330
3000
Stiamo per andare ancora più in profondità
04:11
as we go from this lattice of atoms
91
251330
3000
muovendoci da questo traliccio di atomi
04:14
to one single hydrogen atom.
92
254330
3000
fino ad un singolo atomo di idrogeno.
04:17
We're working with our physicist colleagues
93
257330
2000
Stiamo lavorando con i nostri colleghi fisici
04:19
that have given us the mathematical calculations
94
259330
3000
che ci hanno dato i calcoli matematici
04:22
of the n-dimensional Schrödinger equation in time.
95
262330
4000
dall'equazione di Schrödinger dipendente dal tempo in 3D.
04:26
What you're seeing here right now is a superposition of an electron
96
266330
3000
Quello che vedere qui è una sovrimpressione di un elettrone
04:29
in the lower three orbitals of a hydrogen atom.
97
269330
3000
nelle tre orbite più basse di un atomo di idrogeno.
04:32
You're actually hearing and seeing the electron flow with the lines.
98
272330
4000
State ascoltando e vedendo l'elettrone scorrere lungo le linee.
04:36
The white dots are the probability wave
99
276330
2000
I punti bianchi sono le onde di probabilità
04:38
that will show you where the electron is
100
278330
2000
che vi mostrano dov'è l'elettrone
04:40
in any given point of time and space
101
280330
2000
in ogni singolo punto nel tempo e nello spazio
04:42
in this particular three-orbital configuration.
102
282330
4000
in questa particolare configurazione a tre orbite.
04:46
In a minute we're going to move to a two-orbital configuration,
103
286330
4000
Tra un attimo ci sposteremo ad una configurazione a due orbite.
04:50
and you're going to notice a pulsing.
104
290330
2000
E vedrete un pulsare.
04:52
And you're going to hear an undulation between the sound.
105
292330
3000
E sentirete un'ondulazione tra i suoni.
04:55
This is actually a light emitter.
106
295330
2000
Questo è di fatto un'emittente di luce.
04:57
As the sound starts to pulse and contract,
107
297330
3000
Quando il suono comincia a pulsare e a contrarsi,
05:00
our physicists can tell when a photon is going to be emitted.
108
300330
3000
i nostri fisici possono dirci quando un fotone verrà emesso.
05:03
They're starting to find new mathematical structures
109
303330
4000
Iniziano a trovare nuove strutture matematiche
05:07
in these calculations.
110
307330
2000
in questi calcoli.
05:09
And they're understanding more about quantum mathematics.
111
309330
3000
E stanno capendo meglio la matematica quantistica.
05:12
We're going to move even further down,
112
312330
3000
Ci spostiamo ancora più in là,
05:15
and go to one single electron spin.
113
315330
4000
fino all'orbita di un singolo elettrone.
05:19
This will be the final project that I show you.
114
319330
3000
Questo sarà l'ultimo progetto che vi mostrerò.
05:22
Our colleagues in the Center for Quantum Computation
115
322330
2000
I nostri colleghi al Center for Quantum Computation
05:24
and Spintronics are actually measuring with their lasers
116
324330
4000
and Spintronics, misurano con i laser
05:28
decoherence in a single electron spin.
117
328330
3000
la decoerenza nella rotazione di un singolo elettrone.
05:31
We've taken this information and we've
118
331330
2000
Abbiamo preso queste informazioni e ne abbiamo
05:33
made a mathematical model out of it.
119
333330
2000
creato un modello matematico.
05:35
You're actually seeing and hearing
120
335330
2000
State di fatto vedendo e ascoltando
05:37
quantum information flow.
121
337330
2000
lo scorrere di informazioni quantistiche.
05:39
This is very important for the next step in simulating
122
339330
3000
Questo è molto importante per il prossimo passo nel simulare
05:42
quantum computers and information technology.
123
342330
3000
computer quantistici e per la tecnologia informatica.
05:45
So these brief examples that I've shown you
124
345330
4000
Questi brevi esempi che vi ho fatto vedere
05:49
give you an idea of the kind of work that we're doing
125
349330
3000
vi danno un'idea del tipo di lavoro che stiamo facendo
05:52
at the University of California, Santa Barbara,
126
352330
2000
all'Università della California, a Santa Barbara,
05:54
to bring together, arts, science
127
354330
3000
per avvicinare l'arte, le scienze
05:57
and engineering
128
357330
3000
e l'ingegneria.
06:00
into a new age of math, science and art.
129
360330
3000
verso una nuova era di matematica, scienza ed arte.
06:03
We hope that all of you will come to see the AlloSphere.
130
363330
3000
Speriamo che tutti voi verrete a visitare la AlloSphere.
06:06
Inspire us to think of new ways that we can use
131
366330
4000
Ispirateci a pensare a nuovi modi nei quali possiamo usare
06:10
this unique instrument that we've created at Santa Barbara.
132
370330
4000
questo strumento unico che abbiamo creato a Santa Barbara.
06:14
Thank you very much.
133
374330
2000
Grazie molte.
06:16
(Applause)
134
376330
6000
(Applausi)
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