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.
Vorrei presentarvi un organismo: una muffa melmosa, il Physarum polycephalum. È una muffa con una crisi di identità, perché non è una muffa, quindi tanto per cominciare cerchiamo di capire. È una delle 700 muffe melmose conosciute che appartiene al regno delle Amoebozoa. È un organismo unicellulare, una cellula che si unisce ad altre cellule per formare un'enorme supercellula per massimizzare le sue risorse. Quindi all'interno delle muffa melmosa potete trovare migliaia di milioni di nuclei con un muro cellulare condiviso, che operano come un'unica entità. Nel suo habitat naturale, potete trovare la muffa in cerca di cibo nei boschi, mentre mangia vegetazione in decomposizione, ma potete anche trovarla nei laboratori di ricerca, nelle classi, e negli atelier artistici.
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.
Ho scoperto la muffa melmosa circa cinque anni fa. Un mio amico microbiologo mi ha dato una piastra di Petri con una massa gialla e mi ha detto di andare a casa a giocarci. Le uniche istruzioni che mi ha dato: gli piacciono il buio e l'umidità e il suo cibo preferito sono i fiocchi d'avena. Sono un'artista che ha lavorato per anni con la biologia, con i processi scientifici, quindi i materiali viventi per me non sono inconsueti. Ho lavorato con le piante, i batteri, le seppie, le mosche della frutta. Quindi ero ansiosa di portare a casa il mio nuovo collaboratore per vedere cosa era in grado di fare. L'ho portata a casa e l'ho osservata. Le ho dato una dieta varia. La osservavo mentre si diramava. Formava una connessione tra le fonti di cibo. La guardavo lasciare una scia dietro di sé che indicava dove era stata. Ho notato che quando veniva alimentata in una piastra di Petri, scappava per trovare un ambiente migliore.
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.
Ho annotato le mie osservazioni attraverso la fotografia in time-lapse. La muffa melmosa cresce a un centimetro all'ora, quindi non è l'ideale da guardare dal vivo eccetto nel caso di una meditazione estrema, ma attraverso la fotografia time-lapse, ho potuto osservare comportamenti interessanti. Per esempio, alimentata con una pila di fiocchi di avena, la muffa melmosa va in cerca di nuovi territori da esplorare in diverse direzioni contemporaneamente. Quando incontra se stessa, sa di essere già lì, riconosce di essere lì, si ritira e cresce in altre direzioni. Sono rimasta impressionata da questa impresa, da come questa melma cellulare, sostanzialmente potesse mappare in qualche modo il territorio, conoscere se stessa, e spostarsi con cognizione di causa.
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.
Ho trovato innumerevoli studi scientifici, ricerche, articoli, tutti che citavano lavori straordinari con questo organismo, e ne condividerò qualcuno con voi. Per esempio, un gruppo all'università di Hokkaido in Giappone ha riempito un labirinto con la muffa melmosa. Questa si è riunita per formare una massa cellulare. Hanno inserito cibo in due punti, avena naturalmente, e ha formato una connessione tra il cibo. Si è ritirata dalle aree vuote e dai punti morti. In questo labirinto ci sono quattro strade, eppure con il tempo, la muffa ha identificato il percorso più breve ed efficiente. Davvero intelligente. La conclusione del loro esperimento è stata che la muffa aveva una forma di intelligenza primitiva. Un altro studio esponeva la muffa all'aria fredda ad intervalli regolari. Non le piaceva. Non le piace il freddo. Non le piace il secco. È stato fatto ad intervalli regolari e ogni volta la muffa in reazione rallentava la sua crescita. Tuttavia in un intervallo successivo i ricercatori non hanno messo aria fredda, eppure la muffa rallentava in previsione di quello che sarebbe successo. In qualche modo sapeva che era l'ora dell'aria fredda che non le piaceva. La conclusione del loro esperimento era che la muffa melmosa era in grado di imparare. Un terzo esperimento: la muffa melmosa era invitata ad esplorare un territorio coperto di avena. Si espandeva in uno schema ramificato. Avanzando ad ogni nodo di cibo che trova forma una rete, una connessione, e continua a cercare cibo. Dopo 26 ore ha stabilito una rete stabile tra i punti di avena. Non c'è niente di notevole in tutto questo finché non ci si rende conto che il centro dell'avena da cui è partita rappresenta la città di Tokyo e l'avena circostante sono le stazioni metropolitane periferiche. La muffa melmosa aveva replicato la rete di trasporti di Tokyo (Risate) un sistema complesso sviluppato nel tempo da insediamenti di comunità, ingegneri civili, pianificatori urbani. A noi ci sono voluti più di 100 anni, alla muffa melmosa poco più di un giorno. La conclusione del loro esperimento è stata che la muffa può formare reti efficienti e risolvere il problema dei rappresentanti di viaggio.
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.
È un computer biologico. In quanto tale, è stato modellato matematicamente, analizzato algoritmicamente. È stato sonificato, replicato, simulato. Dappertutto team di ricercatori stanno decodificando i suoi principi biologici per capire le sue regole di calcolo e applicare quanto appreso al campo dell'elettronica, della programmazione e della robotica.
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.
La domanda è come funziona questa cosa? Non ha un sistema nervoso centrale. Non ha un cervello eppure ha comportamenti che associamo a funzioni cerebrali. Può imparare, ricordare, può risolvere problemi, può prendere decisioni. Quindi dove sta questa intelligenza? Questo è un ingrandimento, un video che ho girato, ingrandito un centinaio di volte, accelerato di circa 20 volte, dentro la muffa melmosa c'è un ritmo pulsante, una struttura simile a una vena che trasporta il materiale cellulare, i nutrienti e le informazioni chimiche attraverso la cellula, che scorre prima in una direzione e poi nell'altra. È un'oscillazione continua, simultanea all'interno della cellula che permette di formare una comprensione del suo ambiente abbastanza complessa, ma senza un grande controllo centrale. Qui si trova la sua intelligenza.
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)
Non sono solo i ricercatori accademici nelle università ad essere interessati a questo organismo. Qualche anno fa, ho fondato SliMoCo, il collettivo della muffa melmosa. È una rete online aperta, democratica per i ricercatori della muffa melmosa e gli entusiasti, per condividere la conoscenza e le sperimentazioni tra diversi gruppi disciplinari e tra diversi settori accademici. L'adesione a Slime Mould Collective è auto-selettiva. La gente trova il collettivo come la muffa trova l'avena. Include scienziati, informatici e ricercatori, ma anche artisti come me, architetti, designer, scrittori, attivisti, quello che volete. È un gruppo eclettico molto interessante. Solo qualche esempio: un artista che dipinge con il Physarum fosforescente; un gruppo di lavoro che combina il design biologico ed elettronico con le tecnologie di stampa in 3D in un gruppo di lavoro; un altro artista che usa la muffa melmosa come modo per coinvolgere una comunità nel mappare un'area. Qui la muffa viene usata direttamente come strumento biologico, ma metaforicamente come simbolo di modi di parlare della coesione sociale, della comunicazione e della collaborazione. Altre attività di impegno pubblico: gestisco molti workshop sulla muffa, un modo creativo di interagire con l'organismo. La gente è invitata a venire a imparare le cose meravigliose che può fare e progetta il proprio esperimento nella piastra di Petri, un ambiente in cui la muffa può navigare in modo da testare le sue proprietà. Tutti portano a casa un campione e vengono invitati a pubblicare i loro risultati sullo Slime Mould Collective. Il collettivo mi ha permesso di creare collaborazioni con tutta una serie di persone interessanti. Ho lavorato con registi ad un lungometraggio sulla muffa, e sottolineo lungometraggio, che è ora nelle fasi finali di montaggio e arriverà presto al cinema. (Risate)
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.
Mi ha anche permesso di condurre quello che penso sia il primo esperimento di muffa umana. Questo fa parte di una mostra dell'anno scorso a Rotterdam. Abbiamo invitato le persone a diventare muffa per mezz'ora. Sostanzialmente abbiamo legato le persone tra loro facendole diventate una cellula gigante e le abbiamo invitate a seguire le regole della muffa. Si comunica tramite oscillazioni, senza parlare. Si deve agire come un'entità unica, una grande cellula, niente ego e la motivazione a muoversi, ad esplorare l'ambiente è la ricerca del cibo. Ne è venuta fuori un'andatura caotica di una banda di sconosciuti legati insieme con corde gialle e con addosso magliette "Essere Muffa" che vagavano per il parco del museo. Quando incontravano alberi, riconfiguravano le loro connessioni e riformavano una grande cellula senza parlarsi. È un esperimento ridicolo in qualche modo. Non è guidato da ipotesi. Non stiamo cercando di dimostrare niente. Ma ci ha fornito un modo di coinvolgere un'ampia fetta di pubblico con idee di intelligenza, iniziativa, autonomia, e fornisce una piattaforma giocosa per discutere di quello che ne consegue. Una delle cose più interessanti dell'esperimento è stata la conversazione che si è generata dopo. Si è creato un simposio totalmente spontaneo del parco. La gente parlava di psicologia umana, di quanto sia difficile lasciare andare le proprie personalità individuali e il proprio ego. Altri parlavano della comunicazione tra batteri. Ognuno portava la propria interpretazione personale e la conclusione di questo esperimento è stata che la gente di Rotterdam è molto collaborativa, soprattutto se ricompensata con la birra. Non abbiamo dato loro solo avena. Abbiamo dato loro anche la birra.
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.
Ma non erano efficienti quanto la muffa. Per me la muffa è una materia affascinante. È biologicamente affascinante, è interessante sotto l'aspetto informatico, ma è anche un simbolo, un modo di farsi coinvolgere dalle idee della comunità, dal comportamento collettivo, dalla cooperazione. Gran parte del mio lavoro attinge alla ricerca scientifica, quindi questo rende omaggio all'esperimento del labirinto, ma in modo diverso. La muffa è anche il materiale per il mio lavoro. È coproduttore di fotografie, stampe, animazioni, eventi partecipativi. Anche se la muffa melmosa non sceglie di lavorare con me, è una specie di collaborazione. Posso prevedere certi comportamenti capendo come opera, ma non posso controllarla. La muffa melmosa ha l'ultima parola nel processo creativo. Dopo tutto, ha una sua estetica personale. Questi schemi che vediamo diramarsi assumono tutte le forme e le gamme della natura, dai delta dei fiumi ai fulmini, dai nostri vasi sanguigni alle reti neurali. C'è chiaramente in gioco una regola in questo organismo complesso eppure semplice e qualunque sia la disciplina da cui analizziamo o il metodo di indagine, possiamo imparare molto osservando e relazionandoci con questa bellissima massa senza cervello.
I give you Physarum polycephalum.
Vi affido il Physarum polycephalum.
Thank you.
Grazie.
(Applause)
(Applausi)