Ich möchte Ihnen einen Organismus vorstellen: einen Schleimpilz, Physarum polycephalum, ein Pilz in einer Identitätskrise, denn es ist kein Pilz. Lassen Sie mich das gleich klarstellen. Er ist einer von 700 bekannten Schleimpilzen, die zur Gruppe der Amöben gehören. Es ist ein einzelliger Organismus, eine Zelle, die sich mit anderen Zellen zu einer Superzelle zusammenschließt, um ihre Ressourcen optimal zu nutzen. Ein Schleimpilz besteht also aus Tausenden oder gar Millionen von Zellkernen, die sich alle eine Zellwand teilen und alle wie eine Einheit agieren. In seinem natürlichen Lebensraum findet man den Schleimpilz auf Nahrungssuche in Wäldern, wo er verrottende Vegetation frisst. Er kommt aber auch in Forschungslaboren vor, in Klassenzimmern oder sogar in den Ateliers von Künstlern.
I'd like to introduce you to an organism: a slime mold, Physarum polycephalum. It's a mold with an identity crisis, because it's not a mold, so let's get that straight to start with. It is one of 700 known slime molds belonging to the kingdom of the amoeba. It is a single-celled organism, a cell, that joins together with other cells to form a mass super-cell to maximize its resources. So within a slime mold you might find thousands or millions of nuclei, all sharing a cell wall, all operating as one entity. In its natural habitat, you might find the slime mold foraging in woodlands, eating rotting vegetation, but you might equally find it in research laboratories, classrooms, and even artists' studios.
Ich bin vor etwa 5 Jahren auf den Schleimpilz gestoßen. Ein befreundeter Mikrobiologe gab mir eine Petrischale mit einem kleinen gelben Klecks darin und sagte mir, ich solle heimgehen und damit herumspielen. Er gab mir nur den einen Hinweis, dass er es dunkel und feucht mag und dass sein Lieblingsessen Haferflocken sind. Als Künstlerin habe ich schon viele Jahre mit Biologie und wissenschaftlichen Verfahren gearbeitet. Lebendiges Material ist also nichts Ungewöhnliches für mich. Ich arbeite auch mit Pflanzen, Bakterien, Tintenfischen und Fruchtfliegen. Ich freute mich, meinen neuen Mitarbeiter mit heim zu nehmen und zu sehen, was er so kann. Ich nahm ihn also mit nach Hause und beobachtete. Ich gab ihm eine ausgewogene Ernährung. Ich beobachtete, wie er sich vernetzte. Er verband die einzelnen Nahrungsquellen. Ich schaute zu, wie er eine Spur zurückließ, um zu markieren, wo er bereits war. Und wenn er von einer Petrischale die Nase voll hatte, dann flüchtete er und suchte sich ein schöneres Zuhause.
I first came across the slime mold about five years ago. A microbiologist friend of mine gave me a petri dish with a little yellow blob in it and told me to go home and play with it. The only instructions I was given, that it likes it dark and damp and its favorite food is porridge oats. I'm an artist who's worked for many years with biology, with scientific processes, so living material is not uncommon for me. I've worked with plants, bacteria, cuttlefish, fruit flies. So I was keen to get my new collaborator home to see what it could do. So I took it home and I watched. I fed it a varied diet. I observed as it networked. It formed a connection between food sources. I watched it leave a trail behind it, indicating where it had been. And I noticed that when it was fed up with one petri dish, it would escape and find a better home.
Ich hielt meine Beobachtungen mit Zeitraffer-Fotografie fest. Schleimpilze wachsen ungefähr einen Zentimeter pro Stunde, ihm live zuzuschauen, ist also nicht so spannend, es sei denn, man möchte eine neue Meditationsart ausprobieren. Aber im Zeitraffer konnte ich einige sehr interessante Verhaltensweisen beobachten. Wenn sich der Schleimpilz z. B. an einem Haufen Hafer satt gefressen hat, geht er los, um neue Gebiete zu erforschen, und zwar in verschiedene Richtungen gleichzeitig. Wenn er sich selbst trifft, dann weiß er, dass er dort bereits ist. Er erkennt, dass er dort ist, und zieht sich zurück, um in eine andere Richtung weiter zu wachsen. Ich war ziemlich beeindruckt von der Tatsache, dass dieser Haufen zellulären Schleims es irgendwie schafft, sein Revier zu kartografieren, sich selbst zu kennen und sich scheinbar mit Absicht fortzubewegen.
I captured my observations through time-lapse photography. Slime mold grows at about one centimeter an hour, so it's not really ideal for live viewing unless there's some form of really extreme meditation, but through the time lapse, I could observe some really interesting behaviors. For instance, having fed on a nice pile of oats, the slime mold goes off to explore new territories in different directions simultaneously. When it meets itself, it knows it's already there, it recognizes it's there, and instead retreats back and grows in other directions. I was quite impressed by this feat, at how what was essentially just a bag of cellular slime could somehow map its territory, know itself, and move with seeming intention.
Ich fand unzählige wissenschaftliche Studien, Forschungsarbeiten und Zeitschriftenartikel, die alle unglaubliche Arbeiten mit diesem einen Organismus zeigen. Ich werde Ihnen einige davon zeigen. Ein Team der Hokkaido Universität in Japan, z. B., füllte ein Labyrinth mit Schleimpilzen. Diese bildeten einen Zellhaufen. Sie gaben an zwei Stellen Futter dazu, Haferflocken natürlich, und er stellte eine Verbindung zwischen dem Futter her. Er zog sich aus leeren Gebieten und Sackgassen zurück. Es gibt vier mögliche Wege durch dieses Labyrinth, aber immer und immer wieder fand der Schleimpilz den kürzesten und effizientesten Weg. Ganz schön schlau. Das Fazit dieses Experiments war, dass der Schleimpilz eine primitive Form von Intelligenz hat. In einer anderen Studie wurde er regelmäßig kalter Luft ausgesetzt. Das gefiel ihm gar nicht. Er mag Kälte nicht. Er mag es nicht trocken. Sie haben das immer wieder wiederholt und jedes Mal hat der Schleimpilz als Reaktion darauf sein Wachstum verlangsamt. Einmal jedoch machten die Wissenschaftler die kalte Luft nicht an, und trotzdem wurde der Schleimpilz langsamer, weil er es erwartet hatte. Irgendwie wusste er, dass es wieder Zeit wurde für die kalte Luft, die er nicht mag. Das Fazit aus ihrem Experiment war, dass der Schleimpilz in der Lage ist zu lernen. Ein drittes Experiment: Der Schleimpilz durfte sich frei in einem Gebiet voller Haferflocken bewegen. Er fächert sich auf in ein verzweigtes Muster. Immer wenn er einen Futterpunkt findet, stellt er eine Verbindung innerhalb des Netzwerks her und sucht weiter nach Futter. Nach 26 Stunden hat er bereits ein sehr dichtes Netzwerk zwischen den Haferflocken aufgebaut. Das ist zunächst nicht bemerkenswert, aber das Haferkorn, bei dem er gestartet war, stellt die Stadt Tokio dar und die umliegenden Haferflocken sind die S-Bahn-Stationen. Der Schleimpilz hat also das Verkehrsnetz von Tokio nachgemacht, -- (Gelächter) -- ein komplexes System, das sich über Jahre hinweg durch Wohnungsbau, Hoch- und Tiefbau und Stadtplanung entwickelt hat. Wofür wir mehr als 100 Jahre gebraucht haben, das hat der Schleimpilz in nur etwas mehr als einem Tag geschafft. Das Fazit dieses Experiments: Der Schleimpilz kann effiziente Netzwerke bilden und das berühmte "Problem des Handlungsreisenden" lösen.
I found countless scientific studies, research papers, journal articles, all citing incredible work with this one organism, and I'm going to share a few of those with you. For example, a team in Hokkaido University in Japan filled a maze with slime mold. It joined together and formed a mass cell. They introduced food at two points, oats of course, and it formed a connection between the food. It retracted from empty areas and dead ends. There are four possible routes through this maze, yet time and time again, the slime mold established the shortest and the most efficient route. Quite clever. The conclusion from their experiment was that the slime mold had a primitive form of intelligence. Another study exposed cold air at regular intervals to the slime mold. It didn't like it. It doesn't like it cold. It doesn't like it dry. They did this at repeat intervals, and each time, the slime mold slowed down its growth in response. However, at the next interval, the researchers didn't put the cold air on, yet the slime mold slowed down in anticipation of it happening. It somehow knew that it was about the time for the cold air that it didn't like. The conclusion from their experiment was that the slime mold was able to learn. A third experiment: the slime mold was invited to explore a territory covered in oats. It fans out in a branching pattern. As it goes, each food node it finds, it forms a network, a connection to, and keeps foraging. After 26 hours, it established quite a firm network between the different oats. Now there's nothing remarkable in this until you learn that the center oat that it started from represents the city of Tokyo, and the surrounding oats are suburban railway stations. The slime mold had replicated the Tokyo transport network — (Laughter) — a complex system developed over time by community dwellings, civil engineering, urban planning. What had taken us well over 100 years took the slime mold just over a day. The conclusion from their experiment was that the slime mold can form efficient networks and solve the traveling salesman problem.
Der Schleimpilz ist ein biologischer Computer und als solcher wurde er mathematisch modelliert und algorithmisch untersucht. Er wurde akustisch dargestellt, nachgebildet und simuliert. Weltweit arbeiten Forscherteams daran, seine biologischen Grundsätze zu entziffern, seine Rechengesetze zu verstehen und dieses Wissen auf die Elektronik, Programmierung und Robotik anzuwenden.
It is a biological computer. As such, it has been mathematically modeled, algorithmically analyzed. It's been sonified, replicated, simulated. World over, teams of researchers are decoding its biological principles to understand its computational rules and applying that learning to the fields of electronics, programming and robotics.
Die Frage ist also: "Wie funktioniert dieses Ding?" Es hat kein zentrales Nervensystem. Es hat kein Gehirn, und trotzdem zeigt es ein Verhalten, die wir mit Hirnfunktionen verbinden. Es kann lernen, sich erinnern, Probleme lösen, Entscheidungen treffen. Was ist also der Ursprung dieser Intelligenz? Dieses Video habe ich mit einem Mikroskop gemacht bei ungefähr 100-facher Vergrößerung und 20-facher Beschleunigung. Im Inneren des Schleimpilzes sieht man einen rhythmisch pulsierenden Fluss, eine venenartige Struktur, die zelluläres Material, Nährstoffe und chemische Informationen durch die Zelle transportiert und dabei zuerst in die eine Richtung und dann in die andere fließt. Es ist diese kontinuierliche, synchrone Oszillation innerhalb der Zelle, die ihr dieses komplexe Verständnis seiner Umgebung ermöglicht, ohne großes Kontrollzentrum. Genau das ist der Ursprung seiner Intelligenz.
So the question is, how does this thing work? It doesn't have a central nervous system. It doesn't have a brain, yet it can perform behaviors that we associate with brain function. It can learn, it can remember, it can solve problems, it can make decisions. So where does that intelligence lie? So this is a microscopy, a video I shot, and it's about 100 times magnification, sped up about 20 times, and inside the slime mold, there is a rhythmic pulsing flow, a vein-like structure carrying cellular material, nutrients and chemical information through the cell, streaming first in one direction and then back in another. And it is this continuous, synchronous oscillation within the cell that allows it to form quite a complex understanding of its environment, but without any large-scale control center. This is where its intelligence lies.
Nicht nur Wissenschaftler an Universitäten interessieren sich für diesen Organismus. Vor ein paar Jahren habe ich SliMoCo, das "Slime Mould Collective", eingerichtet. Das ist ein offenes, demokratisches Online-Netzwerk, in dem Schleimpilz- Wissenschaftler und -Fans ihr Wissen und ihre Experimente über disziplinäre und akademische Grenzen hinweg austauschen können. Die Mitgliedschaft muss aktiv gewählt werden. Die Leute finden die Gemeinschaft wie der Schleimpilz seine Haferflocken. Es umfasst neben Naturwissenschaftlern, Informatikern und Forschern auch Künstler wie mich, sowie Architekten, Designer, Schriftsteller, Aktivisten und so weiter. Die Mitglieder sind also sehr interessant und vielseitig. Ein paar Beispiele: ein Künstler, der mit fluoreszierendem Physarum malt; ein Team, das biologisches und elektronisches Design in einem Workshop mit 3D-Druckverfahren kombiniert; ein anderer Künstler verwendet den Schleimpilz, um eine Gemeinde damit ihr Gebiet kartieren zu lassen. Hier wird der Schleimpilz direkt als biologisches Werkzeug verwendet, aber auch als symbolisches Mittel, um über sozialen Zusammenhalt, Kommunikation und Kooperation zu reden. Es gibt Aktivitäten mit Einbezug der Öffentlichkeit: Ich veranstalte viele Schleimpilz-Workshops, in denen man den Organismus spielerisch kennenlernt. Die Leute können herausfinden, welch erstaunlichen Dinge er kann, und sie entwerfen ihr eigenes Petrischalen-Experiment, einen Lebensraum für den Schleimpilz, damit man seine Eigenschaften testen kann. Jeder nimmt ein neues Haustier mit nach Hause und wird dazu aufgerufen, seine Ergebnisse im "Slime Mould Collective" zu teilen. Durch die Gemeinschaft konnte ich Kooperationen bilden mit einer ganzen Reihe interessanter Leute. Ich habe mit Filmemachern an einer Schleimpilz-Dokumentation in Spielfilmlänge gearbeitet, -- ich betone: Spielfilmlänge -- die gerade nachbearbeitet wird und schon sehr bald in die Kinos kommen wird. (Gelächter)
So it's not just academic researchers in universities that are interested in this organism. A few years ago, I set up SliMoCo, the Slime Mould Collective. It's an online, open, democratic network for slime mold researchers and enthusiasts to share knowledge and experimentation across disciplinary divides and across academic divides. The Slime Mould Collective membership is self-selecting. People have found the collective as the slime mold finds the oats. And it comprises of scientists and computer scientists and researchers but also artists like me, architects, designers, writers, activists, you name it. It's a very interesting, eclectic membership. Just a few examples: an artist who paints with fluorescent Physarum; a collaborative team who are combining biological and electronic design with 3D printing technologies in a workshop; another artist who is using the slime mold as a way of engaging a community to map their area. Here, the slime mold is being used directly as a biological tool, but metaphorically as a symbol for ways of talking about social cohesion, communication and cooperation. Other public engagement activities, I run lots of slime mold workshops, a creative way of engaging with the organism. So people are invited to come and learn about what amazing things it can do, and they design their own petri dish experiment, an environment for the slime mold to navigate so they can test its properties. Everybody takes home a new pet and is invited to post their results on the Slime Mould Collective. And the collective has enabled me to form collaborations with a whole array of interesting people. I've been working with filmmakers on a feature-length slime mold documentary, and I stress feature-length, which is in the final stages of edit and will be hitting your cinema screens very soon. (Laughter)
Dadurch war es mir möglich, das meines Wissens erste menschliche Schleimpilz-Experiment der Welt durchzuführen. Dieses war Teil einer Ausstellung in Rotterdam letztes Jahr. Wir haben Leute gebeten, für eine halbe Stunde ein Schleimpilz zu werden. Wir haben also im Grunde Leute zusammengebunden, so dass sie eine riesige Zelle wurden, und sie sollten nach den Regeln der Schleimpilze handeln. Sie mussten also über Oszillationen kommunizieren, ohne zu sprechen. Sie mussten als eine Einheit, ein Zellhaufen, agieren, keine Egos, und der Antrieb dafür, sich zu bewegen und die Umgebung zu erkunden ist die Suche nach Nahrung. Das war ein wirres Durcheinander, als dieser Haufen aneinandergebundener Fremder mit "Ich bin ein Schleimpilz"-T-Shirts durch den Museumspark irrte. Wenn sie auf Bäume trafen, mussten sie ihre Verbindungen umformen und wieder einen Zellhaufen bilden, ohne miteinander zu sprechen. Das ist in vielerlei Hinsicht ein lächerliches Experiment. Es basiert nicht auf einer Hypothese. Wir wollen nichts beweisen oder demonstrieren. Aber wir haben es geschafft, eine breite Öffentlichkeit mit den Konzepten von Intelligenz, Vermittlung und Selbstständigkeit in Kontakt zu bringen und eine spielerische Bühne zu schaffen für Diskussionen über die Dinge, die daraus folgten. Das Aufregendste an diesem Experiment waren unter anderem die Gespräche, die danach stattfanden. Es entwickelte sich ganz spontan ein richtiges Symposium im Park. Die Leute redeten über die menschliche Psyche und darüber, wie schwer es war, ihre eigene Persönlichkeit und ihr Ego loszulassen. Andere redeten über bakterielle Kommunikation. Jede Person brachte ihre eigene individuelle Interpretation mit ein und unser Fazit dieses Experiments war, dass die Rotterdamer wirklich sehr kooperativ sind, vor allem wenn man ihnen Bier gibt. Wir gaben ihnen nicht nur Haferflocken. Wir gaben ihnen auch Bier.
It's also enabled me to conduct what I think is the world's first human slime mold experiment. This is part of an exhibition in Rotterdam last year. We invited people to become slime mold for half an hour. So we essentially tied people together so they were a giant cell, and invited them to follow slime mold rules. You have to communicate through oscillations, no speaking. You have to operate as one entity, one mass cell, no egos, and the motivation for moving and then exploring the environment is in search of food. So a chaotic shuffle ensued as this bunch of strangers tied together with yellow ropes wearing "Being Slime Mold" t-shirts wandered through the museum park. When they met trees, they had to reshape their connections and reform as a mass cell through not speaking. This is a ludicrous experiment in many, many ways. This isn't hypothesis-driven. We're not trying to prove, demonstrate anything. But what it did provide us was a way of engaging a broad section of the public with ideas of intelligence, agency, autonomy, and provide a playful platform for discussions about the things that ensued. One of the most exciting things about this experiment was the conversation that happened afterwards. An entirely spontaneous symposium happened in the park. People talked about the human psychology, of how difficult it was to let go of their individual personalities and egos. Other people talked about bacterial communication. Each person brought in their own individual interpretation, and our conclusion from this experiment was that the people of Rotterdam were highly cooperative, especially when given beer. We didn't just give them oats. We gave them beer as well.
Sie sind aber ineffizienter als der Schleimpilz und der Schleimpilz ist für mich ein faszinierendes Thema. Er ist biologisch faszinierend, er ist für Computer interessant, aber er ist auch ein Symbol, um sich mit Konzepten der Gemeinschaft, des kollektiven Verhaltens und der Kooperation zu beschäftigen. Viele meiner Arbeiten zehren von Forschung, damit würdige ich also das Labyrinth-Experiment, aber auf etwas andere Weise. Der Schleimpilz ist auch mein Arbeitsmaterial. Er ist Koproduzent von Fotografien, Drucken, Animationen und Mitmach-Aktionen. Obwohl sich der Schleimpilz nicht aussucht, mit mir zu arbeiten, ist es trotzdem eine Art Kollaboration. Ich kann sein Verhalten vorhersagen, indem ich verstehe, wie er agiert, aber ich kann ihn nicht kontrollieren. Der Schleimpilz hat das letzte Wort im kreativen Prozess. Und letzten Endes hat er seine eigene innere Ästhetik. Diese Verzweigungsmuster gibt es in der Natur in allen Formen und Größen, von Flussdeltas zu Blitzen, von unseren Blutgefäßen bis hin zu den neuronalen Netzwerken. Offensichtlich sind hier bedeutende Gesetze im Spiel, in diesem einfachen, jedoch komplexen Organismus, und egal aus welcher Fachrichtung oder mit welcher Fragestellung wir kommen, wir können eine ganze Menge lernen durch das Beobachten und die Arbeit mit diesem wunderschönen, hirnlosen Klecks.
But they weren't as efficient as the slime mold, and the slime mold, for me, is a fascinating subject matter. It's biologically fascinating, it's computationally interesting, but it's also a symbol, a way of engaging with ideas of community, collective behavior, cooperation. A lot of my work draws on the scientific research, so this pays homage to the maze experiment but in a different way. And the slime mold is also my working material. It's a coproducer of photographs, prints, animations, participatory events. Whilst the slime mold doesn't choose to work with me, exactly, it is a collaboration of sorts. I can predict certain behaviors by understanding how it operates, but I can't control it. The slime mold has the final say in the creative process. And after all, it has its own internal aesthetics. These branching patterns that we see we see across all forms, scales of nature, from river deltas to lightning strikes, from our own blood vessels to neural networks. There's clearly significant rules at play in this simple yet complex organism, and no matter what our disciplinary perspective or our mode of inquiry, there's a great deal that we can learn from observing and engaging with this beautiful, brainless blob.
Darf ich vorstellen: Physarum polycephalum.
I give you Physarum polycephalum.
Vielen Dank.
Thank you.
(Applaus)
(Applause)