Demo: Stunning data visualization in the AlloSphere

61,842 views ・ 2009-04-15

TED


Будь ласка, двічі клацніть на англійські субтитри нижче, щоб відтворити відео.

Перекладач: Olena Sovyn Утверджено: Khrystyna Romashko
00:18
The AlloSphere: it's a three-story metal sphere
0
18330
3000
АллоСфера (AlloSphere) - це триповерхова металічна сфера
00:21
in an echo-free chamber.
1
21330
2000
всередині звукопоглинаючої камери.
00:23
Think of the AlloSphere as a large,
2
23330
2000
АллоСферу можна вважати великим
00:25
dynamically varying digital microscope
3
25330
3000
динамічно змінним цифровим мікроскопом,
00:28
that's connected to a supercomputer.
4
28330
2000
підключеним до суперкомп'ютера.
00:30
20 researchers can stand on a bridge
5
30330
3000
20 дослідників можуть стояти на підвішеному
00:33
suspended inside of the sphere, and be
6
33330
2000
всередині сфери містку і повністю зануритись
00:35
completely immersed in their data.
7
35330
2000
у свої наукові дані.
00:37
Imagine if a team of physicists
8
37330
2000
Уявіть собі, якби група фізиків,
00:39
could stand inside of an atom
9
39330
3000
стояла всередині атома,
00:42
and watch and hear electrons spin.
10
42330
2000
спостерігаючи та прослуховуючи обертання електронів.
00:44
Imagine if a group of sculptors
11
44330
4000
Уявіть собі, якби група скульпторів,
00:48
could be inside of a lattice of atoms
12
48330
3000
могла потрапити в решітку атомів
00:51
and sculpt with their material.
13
51330
2000
та ліпити, використовуючи свої матеріали.
00:53
Imagine if a team of surgeons could fly
14
53330
2000
Уявіть собі, якби група нейрохірургів могла
00:55
into the brain, as though it was a world,
15
55330
3000
влітати в світ мозку,
00:58
and see tissues as landscapes,
16
58330
2000
де тканини утворюють пейзажі,
01:00
and hear blood density levels as music.
17
60330
3000
а густина крові утворює музику.
01:03
This is some of the research that you're going to see
18
63330
2000
Те, що ви побачите - це частина досліджень,
01:05
that we're undertaking at the AlloSphere.
19
65330
2000
які ми проводимо в АллоСфері.
01:07
But first a little bit about this group
20
67330
2000
Але спочатку кілька слів про нашу групу
01:09
of artists, scientists, and engineers
21
69330
2000
художників, вчених та інженерів,
01:11
that are working together.
22
71330
2000
які працюють разом.
01:13
I'm a composer, orchestrally-trained,
23
73330
2000
я - композитор, пишу для оркестрів,
01:15
and the inventor of the AlloSphere.
24
75330
2000
і я - творець АллоСфери.
01:17
With my visual artist colleagues, we map
25
77330
2000
Наші колеги-художники візуалізації допомагають відобразити
01:19
complex mathematical algorithms that unfold in time and space,
26
79330
3000
складні математичні алгоритми, що розгортаються в часі і в просторі,
01:22
visually and sonically.
27
82330
2000
у візуальній та акустичній формі.
01:24
Our scientist colleagues are finding new patterns
28
84330
2000
Наші колеги-вчені відкривають нові конфігурації
01:26
in the information.
29
86330
2000
в інформаційних даних.
01:28
And our engineering colleagues are making
30
88330
2000
А наші колеги-інженери створюють один із найбільших
01:30
one of the largest dynamically varying computers in the world
31
90330
4000
динамічно змінних комп'ютерів у світі
01:34
for this kind of data exploration.
32
94330
2000
для такого типу дослідження даних.
01:36
I'm going to fly you into five research projects
33
96330
3000
Ми з вами побачимо в польоті п'ять дослідницьких проектів,
01:39
in the AlloSphere that are going to take you from
34
99330
2000
які понесуть нас від
01:41
biological macroscopic data
35
101330
2000
макроскопічного рівня біологічних даних
01:43
all the way down to electron spin.
36
103330
3000
до найдрібнішого рівня обертання електрону.
01:46
This first project is called the AlloBrain.
37
106330
3000
Перший проект називається АллоМозок (AlloBrain).
01:49
And it's our attempt to quantify beauty
38
109330
2000
В ньому ми намагаємось оцифрувати красу.
01:51
by finding which regions of the brain
39
111330
2000
Ідея - знайти регіони мозку,
01:53
are interactive while witnessing something beautiful.
40
113330
4000
що активно взаємодіють при спогляданні краси.
01:57
You're flying through the cortex of my colleague's brain.
41
117330
3000
Ми летимо через кору мозку мого колеги.
02:00
Our narrative here is real fMRI data
42
120330
3000
Все базується на реальних даних fMRI (функціонального магнітно-резонансного дослідження),
02:03
that's mapped visually and sonically.
43
123330
2000
відображених у візуальній та акустичній формі.
02:05
The brain now a world that we can fly through and interact with.
44
125330
4000
Мозок - це цілий світ, в якому можна літати та взаємодіяти.
02:09
You see 12 intelligent computer agents,
45
129330
3000
Перед вами постають 12 "розумних" мікропроцесорів,
02:12
the little rectangles that are flying in the brain with you.
46
132330
3000
цих маленьких літаючих прямокутників.
02:15
They're mining blood density levels.
47
135330
2000
Вони вимірюють рівень густини крові в мозку
02:17
And they're reporting them back to you sonically.
48
137330
3000
і акустично реагують на результати вимірів.
02:20
Higher density levels mean
49
140330
2000
Більш високий рівень означає
02:22
more activity in that point of the brain.
50
142330
2000
більше активності в даній точці мозку.
02:24
They're actually singing these densities to you
51
144330
3000
По суті, густота відображається у вигляді пісні так,
02:27
with higher pitches mapped to higher densities.
52
147330
3000
що більш густі точки дають більш високі тони.
02:30
We're now going to move from real biological data
53
150330
3000
Перейдемо від реальних біологічних даних
02:33
to biogenerative algorithms that create artificial nature
54
153330
4000
до алгоритмів біогенерації, що створюють імітацію природи
02:37
in our next artistic and scientific installation.
55
157330
4000
в рамках нашого наступного проекту.
02:41
In this artistic and scientific installation, biogenerative algorithms
56
161330
4000
В цій науково-художній інтерпретації, алгоритми біогенерації
02:45
are helping us to understand
57
165330
2000
допомагають зрозуміти
02:47
self-generation and growth:
58
167330
2000
саморозвиток, породження і ріст.
02:49
very important for simulation in the nanoscaled sciences.
59
169330
4000
Це дуже важливо для симулювання нанометрових масштабів.
02:53
For artists, we're making new worlds
60
173330
2000
Для художників створюються нові світи,
02:55
that we can uncover and explore.
61
175330
2000
готові до відкриттів та досліджень.
02:57
These generative algorithms grow over time,
62
177330
3000
По мірі росту ці алгоритми генерації
03:00
and they interact and communicate as a swarm of insects.
63
180330
3000
вступають у взаємодію та спілкування, так ніби це рій комах.
03:03
Our researchers are interacting with this data
64
183330
2000
Наші дослідники діють на ці дані
03:05
by injecting bacterial code,
65
185330
2000
шляхом внесення коду бактерії -
03:07
which are computer programs,
66
187330
2000
коди записані у вигляді комп'ютерних програм -
03:09
that allow these creatures to grow over time.
67
189330
4000
що стимулює з часом ріст цих створінь.
03:13
We're going to move now from the biological
68
193330
2000
А зараз перейдемо від біологічного
03:15
and the macroscopic world,
69
195330
2000
макросвіту
03:17
down into the atomic world,
70
197330
2000
на рівень нижче, в атомний світ,
03:19
as we fly into a lattice of atoms.
71
199330
3000
і здійснимо політ всередину решітки з атомів.
03:22
This is real AFM -- Atomic Force Microscope -- data
72
202330
3000
Це - дані з реального АСМ, атомно-силового мікроскопу,
03:25
from my colleagues in the Solid State Lighting and Energy Center.
73
205330
3000
представлені колегами з Центру освітлення та енергії твердого тіла.
03:28
They've discovered a new bond,
74
208330
2000
Вони відкрили новий зв'язок,
03:30
a new material for transparent solar cells.
75
210330
3000
новий матеріал для прозорих сонячних комірок.
03:33
We're flying through 2,000 lattice of atoms --
76
213330
3000
Ми летимо через решітку із 2000 атомів:
03:36
oxygen, hydrogen and zinc.
77
216330
2000
оксигену, гідрогену, цинку.
03:38
You view the bond in the triangle.
78
218330
3000
Відкритий ними зв'язок видно в трикутнику.
03:41
It's four blue zinc atoms
79
221330
2000
Ось чотири сині атоми цинку,
03:43
bonding with one white hydrogen atom.
80
223330
3000
зв'язані з одним білим атомом гідрогену.
03:46
You see the electron flow with the streamlines
81
226330
2000
Ви бачите електронний потік разом з лініями обтікання,
03:48
we as artists have generated for the scientists.
82
228330
3000
які ми, як художники, створили для вчених.
03:51
This is allowing them to find the bonding nodes in any lattice of atoms.
83
231330
3000
Це дозволяє їм відкривати зв'язуючі вузли в будь-якій решітці атомів.
03:54
We think it makes a beautiful structural art.
84
234330
3000
На нашу думку, це красивий витвір структурного мистецтва.
03:57
The sound that you're hearing are the actual
85
237330
2000
Чутні для вас звуки - це відображення реальних
03:59
emission spectrums of these atoms.
86
239330
2000
спектрів емісії цих атомів,
04:01
We've mapped them into the audio domain,
87
241330
2000
представлених нами в акустичній формі.
04:03
so they're singing to you.
88
243330
2000
Вони співають для вас.
04:05
Oxygen, hydrogen and zinc have their own signature.
89
245330
3000
Кисень, гідроген і цинк мають кожен свій власний почерк.
04:08
We're going to actually move even further down
90
248330
3000
Зараз рухаємося ще на рівень нижче,
04:11
as we go from this lattice of atoms
91
251330
3000
перейдемо від решітки атомів,
04:14
to one single hydrogen atom.
92
254330
3000
до одного-єдиного атому водню.
04:17
We're working with our physicist colleagues
93
257330
2000
Наші колеги фізики
04:19
that have given us the mathematical calculations
94
259330
3000
надали нам математичні розрахунки
04:22
of the n-dimensional Schrödinger equation in time.
95
262330
4000
n-мірного рівняння Шрьодингера в часі.
04:26
What you're seeing here right now is a superposition of an electron
96
266330
3000
Ви зараз бачите суперпозицію електрона
04:29
in the lower three orbitals of a hydrogen atom.
97
269330
3000
в нижніх трьох орбітах атому гідрогену.
04:32
You're actually hearing and seeing the electron flow with the lines.
98
272330
4000
Електронний потік фактично чутний і видимий в лініях.
04:36
The white dots are the probability wave
99
276330
2000
Білі точки позначають ймовірну криву,
04:38
that will show you where the electron is
100
278330
2000
показуючи, де електрон знаходиться
04:40
in any given point of time and space
101
280330
2000
в даній точці часу і простору
04:42
in this particular three-orbital configuration.
102
282330
4000
в цій конкретній 3-орбітальній конфігурації.
04:46
In a minute we're going to move to a two-orbital configuration,
103
286330
4000
Зараз перейдемо до конфігурації з двох орбіт.
04:50
and you're going to notice a pulsing.
104
290330
2000
І ви помітите пульсацію.
04:52
And you're going to hear an undulation between the sound.
105
292330
3000
І також почуєте хвилеподібність між звуками.
04:55
This is actually a light emitter.
106
295330
2000
Це фактично джерело світла.
04:57
As the sound starts to pulse and contract,
107
297330
3000
Коли звук починає пульсувати і стискатись,
05:00
our physicists can tell when a photon is going to be emitted.
108
300330
3000
фізики можуть визначити, коли буде емітований фотон.
05:03
They're starting to find new mathematical structures
109
303330
4000
Нові математичні структури знаходяться
05:07
in these calculations.
110
307330
2000
шляхом цих обчислень.
05:09
And they're understanding more about quantum mathematics.
111
309330
3000
Щораз краще осягається квантова математика.
05:12
We're going to move even further down,
112
312330
3000
Перейдемо ще глибше,
05:15
and go to one single electron spin.
113
315330
4000
до обертання одного електрона.
05:19
This will be the final project that I show you.
114
319330
3000
Це буде останній проект, який я вам покажу.
05:22
Our colleagues in the Center for Quantum Computation
115
322330
2000
Наші колеги з Центру квантових обчислень
05:24
and Spintronics are actually measuring with their lasers
116
324330
4000
і спінтроніки фактично вимірюють своїми лазерами
05:28
decoherence in a single electron spin.
117
328330
3000
декогерентність в спіні єдиного електрону.
05:31
We've taken this information and we've
118
331330
2000
На основі масиву представлених ними даних
05:33
made a mathematical model out of it.
119
333330
2000
ми створили математичну модель,
05:35
You're actually seeing and hearing
120
335330
2000
за допомогою якої можна бачити та чути
05:37
quantum information flow.
121
337330
2000
потік квантової інформації.
05:39
This is very important for the next step in simulating
122
339330
3000
Це важливо для наступного кроку в симуляції
05:42
quantum computers and information technology.
123
342330
3000
квантових комп'ютерів та інформаційної технології.
05:45
So these brief examples that I've shown you
124
345330
4000
Показані тут короткі приклади
05:49
give you an idea of the kind of work that we're doing
125
349330
3000
дають уявлення про роботу, якою ми займаємось
05:52
at the University of California, Santa Barbara,
126
352330
2000
в Каліфорнійському університеті Санта-Барбари.
05:54
to bring together, arts, science
127
354330
3000
Поєднання мистецтва, науки,
05:57
and engineering
128
357330
3000
та інженерії
06:00
into a new age of math, science and art.
129
360330
3000
покладе початок новій ері математики, науки та мистецтва.
06:03
We hope that all of you will come to see the AlloSphere.
130
363330
3000
Надіємось, що ви зможете відвідати АллоСферу.
06:06
Inspire us to think of new ways that we can use
131
366330
4000
Дайте нам натхнення думати про нові шляхи застосування
06:10
this unique instrument that we've created at Santa Barbara.
132
370330
4000
цього унікального інструменту, який ми створили в Санта-Барбарі.
06:14
Thank you very much.
133
374330
2000
Дуже дякую вам усім .
06:16
(Applause)
134
376330
6000
(Оплески)
Про цей сайт

Цей сайт познайомить вас з відеороликами YouTube, корисними для вивчення англійської мови. Ви побачите уроки англійської мови, які проводять першокласні викладачі з усього світу. Двічі клацніть на англійських субтитрах, що відображаються на кожній сторінці відео, щоб відтворити відео з цієї сторінки. Субтитри прокручуються синхронно з відтворенням відео. Якщо у вас є коментарі або побажання, будь ласка, зв'яжіться з нами за допомогою цієї контактної форми.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7