Demo: Stunning data visualization in the AlloSphere

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TED


아래 영문자막을 더블클릭하시면 영상이 재생됩니다.

번역: Sanghoon Lee 검토: Taewoong Won
00:18
The AlloSphere: it's a three-story metal sphere
0
18330
3000
알로스피어입니다. 이것은 울림이 없는 방에 위치한
00:21
in an echo-free chamber.
1
21330
2000
3층짜리 금속 구입니다.
00:23
Think of the AlloSphere as a large,
2
23330
2000
대략 알로스피어는 슈퍼컴과
00:25
dynamically varying digital microscope
3
25330
3000
연결되어 동적으로 변화하는
00:28
that's connected to a supercomputer.
4
28330
2000
커다란 디지털 현미경으로 생각할 수 있습니다.
00:30
20 researchers can stand on a bridge
5
30330
3000
20명의 연구자들이
00:33
suspended inside of the sphere, and be
6
33330
2000
금속 구 안을 가로지르는 다리 위에 서서
00:35
completely immersed in their data.
7
35330
2000
데이터와 완전히 하나가 될 수 있습니다.
00:37
Imagine if a team of physicists
8
37330
2000
상상해보세요. 한 팀의 물리학자들이
00:39
could stand inside of an atom
9
39330
3000
원자의 내부에 서서
00:42
and watch and hear electrons spin.
10
42330
2000
전자의 스핀을 보고 듣는 것을.
00:44
Imagine if a group of sculptors
11
44330
4000
상상해 보세요. 조각가 그룹이
00:48
could be inside of a lattice of atoms
12
48330
3000
원자의 격자층 안에서
00:51
and sculpt with their material.
13
51330
2000
그들의 재료를 가지고 조각하는 것을.
00:53
Imagine if a team of surgeons could fly
14
53330
2000
상상해 보세요. 한 팀의 외과의들이
00:55
into the brain, as though it was a world,
15
55330
3000
두뇌 속을 실제 세계처럼 날아다니며
00:58
and see tissues as landscapes,
16
58330
2000
조직을 풍경처럼 보고
01:00
and hear blood density levels as music.
17
60330
3000
혈액 농도 수준을 음악처럼 듣는다고.
01:03
This is some of the research that you're going to see
18
63330
2000
이제 여러분들이 보게 될 몇 가지 연구는
01:05
that we're undertaking at the AlloSphere.
19
65330
2000
알로스피어를 통해 수행된 것입니다.
01:07
But first a little bit about this group
20
67330
2000
그전에 먼저 함께 일하고 있는
01:09
of artists, scientists, and engineers
21
69330
2000
예술가, 과학자, 엔지니어 그룹에 대해
01:11
that are working together.
22
71330
2000
말씀드려야겠군요
01:13
I'm a composer, orchestrally-trained,
23
73330
2000
저는 오케스트라로 훈련된 작곡가이며,
01:15
and the inventor of the AlloSphere.
24
75330
2000
알로스피어를 발명했습니다.
01:17
With my visual artist colleagues, we map
25
77330
2000
저의 시각 예술 동료들과 저는
01:19
complex mathematical algorithms that unfold in time and space,
26
79330
3000
시공간을 아우르는 복잡한 수학적 알고리듬을
01:22
visually and sonically.
27
82330
2000
시각적, 음향적으로 표현했습니다.
01:24
Our scientist colleagues are finding new patterns
28
84330
2000
저의 과학자 동료들은 정보 속에서
01:26
in the information.
29
86330
2000
새로운 패턴을 찾고 있습니다.
01:28
And our engineering colleagues are making
30
88330
2000
그리고 저의 엔지니어 동료들은
01:30
one of the largest dynamically varying computers in the world
31
90330
4000
이런 종류의 데이터 탐험을 위해 세상에서 가장 큰
01:34
for this kind of data exploration.
32
94330
2000
동적인 컴퓨터 중 하나를 만들고 있습니다.
01:36
I'm going to fly you into five research projects
33
96330
3000
저는 여러분들에게 다섯 가지 연구 프로젝트를
01:39
in the AlloSphere that are going to take you from
34
99330
2000
알로스피어로 보여드릴 것이며, 이 프로젝트들은
01:41
biological macroscopic data
35
101330
2000
육안으로 볼 수 있는 생물학적 데이터에서부터
01:43
all the way down to electron spin.
36
103330
3000
전자의 스핀에 이르는 탐험으로 안내할 것입니다.
01:46
This first project is called the AlloBrain.
37
106330
3000
첫 번째 프로젝트는 알로브레인 (AlloBrain) 이라는 것입니다.
01:49
And it's our attempt to quantify beauty
38
109330
2000
이것은 아름다운 것을 감상할 때
01:51
by finding which regions of the brain
39
111330
2000
두뇌의 어떤 영역이 상호작용하는가를 알아냄으로써
01:53
are interactive while witnessing something beautiful.
40
113330
4000
아름다움을 계량화하기 위한 우리의 시도입니다.
01:57
You're flying through the cortex of my colleague's brain.
41
117330
3000
여러분은 제 동료의 대뇌피질 속을 날고 있습니다.
02:00
Our narrative here is real fMRI data
42
120330
3000
이것은 실제 FMRI 데이터를
02:03
that's mapped visually and sonically.
43
123330
2000
시각적, 음향적으로 매핑한 것입니다.
02:05
The brain now a world that we can fly through and interact with.
44
125330
4000
이제 두뇌는 우리가 날아다니면서 상호작용할 수 있는 세계입니다.
02:09
You see 12 intelligent computer agents,
45
129330
3000
여러분과 함께 두뇌 속을 날고 있는 작은 사각형들은
02:12
the little rectangles that are flying in the brain with you.
46
132330
3000
12개의 지능형 컴퓨터 에이전트로
02:15
They're mining blood density levels.
47
135330
2000
혈액 농도 수준을 측정하고 있습니다.
02:17
And they're reporting them back to you sonically.
48
137330
3000
그리고 그 결과를 여러분에게 소리로 전달하죠.
02:20
Higher density levels mean
49
140330
2000
더 높은 농도 수준이 의미하는 것은
02:22
more activity in that point of the brain.
50
142330
2000
두뇌의 그 지점이 더 활발하게 활동한다는 거죠.
02:24
They're actually singing these densities to you
51
144330
3000
이 농도를 실제 노래처럼 들려주게 되는데,
02:27
with higher pitches mapped to higher densities.
52
147330
3000
더 높은 농도는 더 높은 음정으로 매핑됩니다.
02:30
We're now going to move from real biological data
53
150330
3000
이제 실제 생물학적 데이터 다음으로 보여드릴
02:33
to biogenerative algorithms that create artificial nature
54
153330
4000
예술적이면서 과학적인 연구 프로젝트는
02:37
in our next artistic and scientific installation.
55
157330
4000
인공 자연을 창조하는 생물 발생 알고리즘입니다.
02:41
In this artistic and scientific installation, biogenerative algorithms
56
161330
4000
이 예술적이며 과학적인 프로젝트에서
02:45
are helping us to understand
57
165330
2000
생물발생 알고리듬은 우리가 자가 발생과 성장을
02:47
self-generation and growth:
58
167330
2000
이해하는데 도움을 줄 것입니다.
02:49
very important for simulation in the nanoscaled sciences.
59
169330
4000
나노 규모의 과학에서 매우 중요한 시뮬레이션입니다.
02:53
For artists, we're making new worlds
60
173330
2000
예술가들에게는 발견하고 탐험할 수 있는
02:55
that we can uncover and explore.
61
175330
2000
새로운 세계를 만들어 줍니다.
02:57
These generative algorithms grow over time,
62
177330
3000
이 발생 알고리듬은 시간이 지남에 따라 성장하고,
03:00
and they interact and communicate as a swarm of insects.
63
180330
3000
곤충떼처럼 상호작용하고 의사소통합니다.
03:03
Our researchers are interacting with this data
64
183330
2000
우리 연구자들은 창조물들을 자라도록 만드는
03:05
by injecting bacterial code,
65
185330
2000
컴퓨터 프로그램의 한 종류인
03:07
which are computer programs,
66
187330
2000
박테리아 코드를 주입하여
03:09
that allow these creatures to grow over time.
67
189330
4000
데이터와 상호작용을 하고 있습니다.
03:13
We're going to move now from the biological
68
193330
2000
자 이제 생물학적이고
03:15
and the macroscopic world,
69
195330
2000
육안으로 볼 수 있는 세계를 떠나,
03:17
down into the atomic world,
70
197330
2000
원자의 세계로 들어가
03:19
as we fly into a lattice of atoms.
71
199330
3000
원자들의 격자 안을 날아 봅시다.
03:22
This is real AFM -- Atomic Force Microscope -- data
72
202330
3000
이것은 반도체 조명/에너지 센터의 제 동료로부터 얻은
03:25
from my colleagues in the Solid State Lighting and Energy Center.
73
205330
3000
실제 원자간력현미경(AFM)의 데이터입니다.
03:28
They've discovered a new bond,
74
208330
2000
그들은 투명한 태양 전지에 사용될 수 있는
03:30
a new material for transparent solar cells.
75
210330
3000
새로운 결합과 물질을 발견했죠.
03:33
We're flying through 2,000 lattice of atoms --
76
213330
3000
지금 우리는 2,000개의 산소, 수소, 아연
03:36
oxygen, hydrogen and zinc.
77
216330
2000
원자들의 격자 사이로 날고 있습니다.
03:38
You view the bond in the triangle.
78
218330
3000
지금 삼각형 속의 결합을 보고 있습니다.
03:41
It's four blue zinc atoms
79
221330
2000
저것은 하얀 수소 원자 하나와 결합하고 있는
03:43
bonding with one white hydrogen atom.
80
223330
3000
파란 아연 원자 네 개입니다.
03:46
You see the electron flow with the streamlines
81
226330
2000
우리 예술가들이 과학자들을 위해 만든
03:48
we as artists have generated for the scientists.
82
228330
3000
유선(流線)을 통해 전자가 흐르는 것을 보고 계십니다.
03:51
This is allowing them to find the bonding nodes in any lattice of atoms.
83
231330
3000
어떤 원자 격자에서도 결합 노드를 찾을 수 있게 해줍니다.
03:54
We think it makes a beautiful structural art.
84
234330
3000
아름다운 구조 예술이라고 생각합니다.
03:57
The sound that you're hearing are the actual
85
237330
2000
듣고 계신 소리는 실제 이 원자들이
03:59
emission spectrums of these atoms.
86
239330
2000
방출하는 스펙트럼입니다.
04:01
We've mapped them into the audio domain,
87
241330
2000
그것들을 가청 영역에 매핑했죠.
04:03
so they're singing to you.
88
243330
2000
여러분께 노래를 들려주고 있습니다.
04:05
Oxygen, hydrogen and zinc have their own signature.
89
245330
3000
산소, 수소, 아연은 고유의 음악적 특성을 가지고 있습니다.
04:08
We're going to actually move even further down
90
248330
3000
자 이제 아래로 더 깊숙히 들어가겠습니다.
04:11
as we go from this lattice of atoms
91
251330
3000
원자들의 격자를 지나
04:14
to one single hydrogen atom.
92
254330
3000
수소 원자 하나에 도달합니다.
04:17
We're working with our physicist colleagues
93
257330
2000
우리는 3차원 시간-종속 슈뢰딩거 방정식의
04:19
that have given us the mathematical calculations
94
259330
3000
수학적 계산을 위해
04:22
of the n-dimensional Schrödinger equation in time.
95
262330
4000
물라학자 동료들과 일하고 있습니다.
04:26
What you're seeing here right now is a superposition of an electron
96
266330
3000
여러분은 지금 수소 원자의 하위 궤도 3개에서의
04:29
in the lower three orbitals of a hydrogen atom.
97
269330
3000
전자의 중첩을 보고 계십니다.
04:32
You're actually hearing and seeing the electron flow with the lines.
98
272330
4000
실제로 전자가 이 선을 따라 흐르는 것을 보고 들을 수 있습니다.
04:36
The white dots are the probability wave
99
276330
2000
하얀 점들은 확률파동으로
04:38
that will show you where the electron is
100
278330
2000
어떤 주어진 시간과 공간 조건에서
04:40
in any given point of time and space
101
280330
2000
전자가 이 세 개의 궤도 어디에 있는지
04:42
in this particular three-orbital configuration.
102
282330
4000
보여주는 것입니다.
04:46
In a minute we're going to move to a two-orbital configuration,
103
286330
4000
잠시 후에 궤도 2개로 구성된 모습을 보여드릴 것입니다.
04:50
and you're going to notice a pulsing.
104
290330
2000
이제 맥박과 같은 파동을 보실 수 있을 것입니다.
04:52
And you're going to hear an undulation between the sound.
105
292330
3000
그리고 소리 중간중간에 기복이 있는 것을 들을 수 있으실 겁니다.
04:55
This is actually a light emitter.
106
295330
2000
이것은 사실 발광기입니다.
04:57
As the sound starts to pulse and contract,
107
297330
3000
소리는 진동하고 수축하기 시작함에 따라
05:00
our physicists can tell when a photon is going to be emitted.
108
300330
3000
우리 물리학자들은 언제 광자가 방출될 지 알 수 있습니다.
05:03
They're starting to find new mathematical structures
109
303330
4000
그들은 이 계산에서
05:07
in these calculations.
110
307330
2000
새로운 수학적 구조를 발견하기 시작되었습니다.
05:09
And they're understanding more about quantum mathematics.
111
309330
3000
그리고 양자수학에 대해 이해도 증가하고 있습니다.
05:12
We're going to move even further down,
112
312330
3000
더욱더 아래로 내려가 보겠습니다.
05:15
and go to one single electron spin.
113
315330
4000
이것은 한 개의 전자 스핀입니다.
05:19
This will be the final project that I show you.
114
319330
3000
이것이 보여드릴 마지막 프로젝트입니다.
05:22
Our colleagues in the Center for Quantum Computation
115
322330
2000
양자계산센터와 스핀트로닉스(Spintronics)의 동료들이
05:24
and Spintronics are actually measuring with their lasers
116
324330
4000
레이저를 이용하여 단일 전자 스핀의
05:28
decoherence in a single electron spin.
117
328330
3000
결깨짐(decoherence)을 실제로 측정하고 있습니다.
05:31
We've taken this information and we've
118
331330
2000
우리는 이 정보를 가져와서
05:33
made a mathematical model out of it.
119
333330
2000
수학적 모델을 만들었습니다.
05:35
You're actually seeing and hearing
120
335330
2000
여러분은 실제로
05:37
quantum information flow.
121
337330
2000
양자 정보가 흐르는 것을 보고 들을 수 있습니다.
05:39
This is very important for the next step in simulating
122
339330
3000
이것은 양자 컴퓨터 시뮬레이션의 다음 단계와
05:42
quantum computers and information technology.
123
342330
3000
정보 기술을 위해 매우 중요합니다.
05:45
So these brief examples that I've shown you
124
345330
4000
여러분께 보여드린 이런 간략한 사례들은
05:49
give you an idea of the kind of work that we're doing
125
349330
3000
캘리포니아 대학 샌타 바버라에서
05:52
at the University of California, Santa Barbara,
126
352330
2000
우리가 수행하고 있는 프로젝트에서
05:54
to bring together, arts, science
127
354330
3000
어떻게 예술, 과학, 공학을 한 데 접목시켜
05:57
and engineering
128
357330
3000
수학, 과학, 예술의 새로운 세계를 창조하고 있는지
06:00
into a new age of math, science and art.
129
360330
3000
아이디어를 줄 것입니다.
06:03
We hope that all of you will come to see the AlloSphere.
130
363330
3000
우리는 여러분 모두가 알로스피어를 보러 오길 바랍니다.
06:06
Inspire us to think of new ways that we can use
131
366330
4000
우리가 샌터바버라에 구축한 독특한 도구를
06:10
this unique instrument that we've created at Santa Barbara.
132
370330
4000
새로운 방식으로 사용할 수 있는 영감을 주십시오.
06:14
Thank you very much.
133
374330
2000
감사합니다.
06:16
(Applause)
134
376330
6000
(박수)
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