كل شيء مغطى بنظام البيئي غير مرئي مكون من أشياء طبيعية: باكتيريا، فايروسات و الفطريات. مكاتبنا و كمبيوتراتنا، و أقلامنا، و مبانينا كلها ملاجئ للمايكروبات الطبيعية كما نقوم بتصميم هذه الأشياء،نستطيع ان نفكر حول تصميم عوالم غير مرئية، و نفكر كيف تتفاعل مع بعضها البعض مع نظامنا البيئي الخاص.
Everything is covered in invisible ecosystems made of tiny lifeforms: bacteria, viruses and fungi. Our desks, our computers, our pencils, our buildings all harbor resident microbial landscapes. As we design these things, we could be thinking about designing these invisible worlds, and also thinking about how they interact with our personal ecosystems.
أجسامنا هي منزل لبلايّن من المايكروبات، و هذه الكائنات تحدد من نكون. المايكروبات التي في امعائنا تحدد وزننا و مزاجنا. المايكروبات التي في الجلد تحسن نظام المناعة الذي لديكم. المايكروبات التي في فمك تنعش رائحة فمك أو لا، و الشيء المهم هو نظامنا البيئي الخاص يتفاعل مع الأنظمة البيئية الأخرى كلما لمسناها. مثلا،عندما تلمس قلم رصاص، التبادل المايكروبي يحدث.
Our bodies are home to trillions of microbes, and these creatures define who we are. The microbes in your gut can influence your weight and your moods. The microbes on your skin can help boost your immune system. The microbes in your mouth can freshen your breath, or not, and the key thing is that our personal ecosystems interact with ecosystems on everything we touch. So, for example, when you touch a pencil, microbial exchange happens.
إذا كان بأمكاننا ان نصمم النظام البيئي الغير مرئي من حولنا، هذا يفتح لنا طريق إلى التأثير على صحتنا في طرق لا مثيل لها.
If we can design the invisible ecosystems in our surroundings, this opens a path to influencing our health in unprecedented ways.
الناس دائماً يسألوني، "هل هو ممكن ان نصمم النظام البيئي المايكروبي؟" و انا اؤمن أن الجواب هو نعم. أعتقد أننا نفعلها الآن، لكننا نفعلها من غير قصد. سأقوم بمشاركة بيانات معكم من إحدى جوانب بحثي التي تركز على الهندسة المعمارية و التي توضح كيف، من خلال شيء مدرك و الشيء الغير مدرك، نحن نأثر على العالمم الغير مرئي.
I get asked all of the time from people, "Is it possible to really design microbial ecosystems?" And I believe the answer is yes. I think we're doing it right now, but we're doing it unconsciously. I'm going to share data with you from one aspect of my research focused on architecture that demonstrates how, through both conscious and unconscious design, we're impacting these invisible worlds.
هذا هو "ليليز بسنس كومبلكس" في جامعة أوريقون، و انا اعمل مع فريق مكون من مهندسين معمارين و علماء أحياء لنفترض ان هناك أكثر من ٣٠٠ غرفه في هذا المبنى. كنا سنريد ان نأخذ شيء مثل سجل أحفوري لهذا المبنى، و لنفعل ذلك،نأخذ عينه من الغبار. من الغبار، نسحب الخلايا البكتيرية، فتحنا الخلايا، و قارناها بتسلسلها الجيني. و هذا يعني آن الناس الذين في مجموعتي كانوا يكنسوا كثيرا طوال هذه الفترة. هذه صورة لتيم، و هو، عندما صورت هذه الصورة، تذكرت، قال،"جيسيكا، آخر معمل كيميائي عملت فيه ذهبت لأعمل عمل ميداني في غابة 'كوستا ريكان'، و الأشياء تغيرت بشكل كبير بالنسبة لي."
This is the Lillis Business Complex at the University of Oregon, and I worked with a team of architects and biologists to sample over 300 rooms in this building. We wanted to get something like a fossil record of the building, and to do this, we sampled dust. From the dust, we pulled out bacterial cells, broke them open, and compared their gene sequences. This means that people in my group were doing a lot of vacuuming during this project. This is a picture of Tim, who, right when I snapped this picture, reminded me, he said, "Jessica, the last lab group I worked in I was doing fieldwork in the Costa Rican rainforest, and things have changed dramatically for me."
اولا سأريكم ماذا وجدنا في المكاتب، و سننظر للبيانات من خلال أداة التخيل التي كنت اعمل عليها في شراكة مع الاوتودسك. الناحية التي انتم تنظرون إلى هذه البيانات، أولا، انظروا إلى الدائرة من الخارج. سترون مجموعات باكتيريا عديدة، و اذا نظرتهم إلى شكل هذا الفص الوردي، هذا يخبرنا عن غزارة نسبية في كل مجموعة. لذلك في تمام الساعة ١٢،سترون انه يوجد العديد من متقلبات ألفا في المكاتب، و في الساعة ١ سترون ان العصيات نادرة جداً.
So I'm going to show you now first what we found in the offices, and we're going to look at the data through a visualization tool that I've been working on in partnership with Autodesk. The way that you look at this data is, first, look around the outside of the circle. You'll see broad bacterial groups, and if you look at the shape of this pink lobe, it tells you something about the relative abundance of each group. So at 12 o'clock, you'll see that offices have a lot of alphaproteobacteria, and at one o'clock you'll see that bacilli are relatively rare.
دعونا نأخذ نظرة إلى ماذا يحدث في أماكن مختلفة في هذا المبنى. اذا نظرتهم الى دورة المياه من الداخل، جميعها لديها نظام بيئي متشابه، و اذا نظرتهم الى الفصول الدراسية من الداخل،، هؤلاء أيضاً لديهم نظام بيئي متشابه. لكن اذا نظرتهم الى أنواع الفراغات، ستلاحظون أنهم في الواقع مختلفين من بعض. افضل ان أعتقد ان دورات المياه هي مثل الغاباة الاستوائية. أخبرت تيم،"اذا كان بأستطاعه ان يرى المايكروبات، أنها مثل كوننا في كوستا ريكا،نوع ما." و أيضاً اعتقد ان المكاتب قد تكون مثل الأراضي العشبية المعتدلة.
Let's take a look at what's going on in different space types in this building. If you look inside the restrooms, they all have really similar ecosystems, and if you were to look inside the classrooms, those also have similar ecosystems. But if you look across these space types, you can see that they're fundamentally different from one another. I like to think of bathrooms like a tropical rainforest. I told Tim, "If you could just see the microbes, it's kind of like being in Costa Rica. Kind of." And I also like to think of offices as being a temperate grassland.
وجهة النظر هذه جبارة لدى المصممين، لأنك تستطيع جلب مبادئ لعلم البيئة، و مبادئ مهمة جداً لعلم البيئة تكون مشتتة، الطريقة التي تتحرك بها الكأنات نعلم ان المايكروبات متناثرة حول الناس و حول الجو. لذلك اول شئ اردنا عمله في هذا المبنى هو ان ننظر الى نظام الهواء. المهندسين الميكانيكيين يصممون وحدات تدبيرالهواء لأتأكد ان الناس مرتاحون، و ان الهواء يتدفق و ان درجة الحرارة مناسبة. يفعلون ذلك بأستعمال مبادئ الفيزياء و كيمياء، لكنهم يستطيعون استعمال الأحياء أيضاً. اذا نظرت الى المايكروبات التي في وحدة تدبير الهواء في هذا المبنى، سترى أن جميعهم يتشابهون. و اذا قارناها بالميكروبات في وحدة تدبير هواء أخرى، سترى أنهم أساس مختلفين. الغرف في هذا المبنى مثل الجزر التي في أرخبيل و هذا يعني ان المهندسين الميكانيكيين هم مثل البيئة، و لديهم إلامكانية لهيكلة الكتلة الحيوية في هذا المبنى بالطريقة التي يريدونها.
This perspective is a really powerful one for designers, because you can bring on principles of ecology, and a really important principle of ecology is dispersal, the way organisms move around. We know that microbes are dispersed around by people and by air. So the very first thing we wanted to do in this building was look at the air system. Mechanical engineers design air handling units to make sure that people are comfortable, that the air flow and temperature is just right. They do this using principles of physics and chemistry, but they could also be using biology. If you look at the microbes in one of the air handling units in this building, you'll see that they're all very similar to one another. And if you compare this to the microbes in a different air handling unit, you'll see that they're fundamentally different. The rooms in this building are like islands in an archipelago, and what that means is that mechanical engineers are like eco-engineers, and they have the ability to structure biomes in this building the way that they want to.
وجيه أخرى لكيفية المايكروبات تتحرك حول الناس، و المصممين غالبا يضعون كتل من الغرفة مع بعض لتسهيل التفاعلات بين الناس، أو تبادل الأفكار،مثل في مختبرات أو مكاتب. نظرا الى آن المايكروبات تتنقل حول الناس، قد تتوقع ان ترى غرفا قريبة من بعض و لديها كتلة حيوية متشابه. و هذا بالضبط ما وجدناه. اذا نظرت الى الفصول الدراسية المجاورة، لديها نظام بيئي شبيه جداً، لكن اذا ذهبت الى مكتب والذي هو في أبعد مسافة مشي، النظام البيئي في الواقع مختلف. و عندما أرى قوة للتشتيت على نمط الجغرافيا الحيوية، هذا يجعلني أعتقد أن أنه من الممكن أن نتحدى مشاكل صعبة جداً في الحياة، مثل المكتسبات التي تأتي من المستشفيات. أؤمن ان هذا يجب أن يكون،جزء من مشكلة بناء البيئية.
Another facet of how microbes get around is by people, and designers often cluster rooms together to facilitate interactions among people, or the sharing of ideas, like in labs and in offices. Given that microbes travel around with people, you might expect to see rooms that are close together have really similar biomes. And that is exactly what we found. If you look at classrooms right adjacent to one another, they have very similar ecosystems, but if you go to an office that is a farther walking distance away, the ecosystem is fundamentally different. And when I see the power that dispersal has on these biogeographic patterns, it makes me think that it's possible to tackle really challenging problems, like hospital-acquired infections. I believe this has got to be, in part, a building ecology problem.
حسنا سأخبرهم قصة أخرى عن هذا المبنى. انا أتعاون مع 'شارلي براون'. هو مهندس معماري، و 'شارلي' مهتم جداً عن التغيرات التي تحدث بسبب الاكتباس الحراري. لقد كرس حياته الى التصميم المحتمل. عندما التقى بي اكتشف ان بأمكانه ان يدرس بطريقك كمية كيف كان اختياره للتصاميم هذه البيئة و الأحياء لهذا البنى، تحمس جداً،لان أضافت له بعد جديد للذي فعله. ذهب من التفكير عن الطاقة الى التفكير عن صحة الإنسان أيضاً. ساعد قليلاً بتصميم وحدة تدبير الهواء في هذا المبنى و الطريقة التي كانت في التهوية
All right, I'm going to tell you one more story about this building. I am collaborating with Charlie Brown. He's an architect, and Charlie is deeply concerned about global climate change. He's dedicated his life to sustainable design. When he met me and realized that it was possible for him to study in a quantitative way how his design choices impacted the ecology and biology of this building, he got really excited, because it added a new dimension to what he did. He went from thinking just about energy to also starting to think about human health. He helped design some of the air handling systems in this building and the way it was ventilated.
لذلك أول شيء سأريكم إياه هو عينات للهواء من خارج المبنى. هذا الذي تنظرون إليه هو علامة لوجود مجتمعات للبكتيريا في الهواء الخارجي،و كيف يتفاوت مع الزمن. التالي سأريكم ماذا حدث عندما نختبر الفصول الدراسية بصيغة تجريبية. نغلقها في الليل لذلك لا يدخل أي هواء أغلب المباني تعمل بهذا الشكل أحتمال المكان الذي تعمل فيه، و الشركات تعمل هذا للحفاظ على نقودهم و لا ترفع سعر فاتورة الكهرباء. الشيء الذي نجده هو ان الغرف تبقى راكدة نسبيا حتى يون السبت، عندما فتحنا التهوية مرة أخرى. عندما تدخل الى تلك الغرف، فتكون رائحتها سيئة، و بياناتنا تقترح ان أسبب هو أننا ندع باكتيريا الصابون من الناس الذين كانوا هنا اليوم الذي قبله. اكتشف ان الغرف كانت مصممة بأستعمال طريقة تصميم متحملة الهواء أتى من الخارج من خلال في هذه الغرف ،الهواء يعقبه من الخارج جيدا، و عندما رأه 'شارلي' ، تحمس جداً. أحس و كأنه اتخذ اختيار جيد جداً مع عملية التصميم لان كان كلا كفائه الطاقة و قد اختفى المقيم المايكروبي الطبيعي لهذا المبنى.
So what I'm first going to show you is air that we sampled outside of the building. What you're looking at is a signature of bacterial communities in the outdoor air, and how they vary over time. Next I'm going to show you what happened when we experimentally manipulated classrooms. We blocked them off at night so that they got no ventilation. A lot of buildings are operated this way, probably where you work, and companies do this to save money on their energy bill. What we found is that these rooms remained relatively stagnant until Saturday, when we opened the vents up again. When you walked into those rooms, they smelled really bad, and our data suggests that it had something to do with leaving behind the airborne bacterial soup from people the day before. Contrast this to rooms that were designed using a sustainable passive design strategy where air came in from the outside through louvers. In these rooms, the air tracked the outdoor air relatively well, and when Charlie saw this, he got really excited. He felt like he had made a good choice with the design process because it was both energy efficient and it washed away the building's resident microbial landscape.
الأمثلة التي أعطيتكم إياها كلها عن الهندسة المعمارية، لكن أنها نسبية لتصميم أي شيء. تخيل باستطاعنا ان نصمم المايكروبات التي نريدها في مكان أو في هاتف نقال.
The examples that I just gave you are about architecture, but they're relevant to the design of anything. Imagine designing with the kinds of microbes that we want in a plane or on a phone.
هنالك مايكروب جديد، و انا اكتشفته. اسمه 'بي ال أي اس'، و هو من مسببات الأمراض و يعطيك رائحة فم جيدة أليس سيكون رائع اذا كان لدينا 'بي ال اي اس' في هواتفها النقالة؟
There's a new microbe, I just discovered it. It's called BLIS, and it's been shown to both ward off pathogens and give you good breath. Wouldn't it be awesome if we all had BLIS on our phones?
تصميم منهجي واع، انا اسميها التصاميم الحيوية، و اعتقد انه ممكن.
A conscious approach to design, I'm calling it bioinformed design, and I think it's possible.
شكرًا.
Thank you.
(تصفيق)
(Applause)