Τα πάντα καλύπτονται από αόρατα οικοσυστήματα φτιαγμένα από μικροσκοπικές μορφές ζωής: βακτήρια, ιούς και μύκητες. Τα γραφεία μας, οι υπολογιστές μας, τα μολύβια μας, τα κτήρια μας είναι όλα περιοχές που κατοικούν μικρόβια. Όπως έχουμε σχεδιάσει αυτά τα πράγματα, θα μπορούσαμε να σκεφτούμε το σχεδιασμό αυτών των αόρατων κόσμων και να σκεφτούμε επίσης πως αυτά αλληλεπιδρούν με τα δικά μας προσωπικά οικοσυστήματα.
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.
Τα σώματά μας αποτελούν το σπίτι ενός τρις μικροβίων και αυτά τα πλάσματα καθορίζουν το ποιοι είμαστε. Τα μικρόβια του εντέρου μπορούν να επηρεάσουν το βάρος και την διάθεσή σας. Τα μικρόβια πάνω στο δέρμα σας μπορούν να βοηθήσουν στην ενίσχυση του ανοσοποιητικού σας συστήματος. Τα μικρόβια στο στόμα σας μπορούν να φρεσκάρουν την αναπνοή σας. ή όχι, και το κλειδί είναι ότι τα προσωπικά μας οικοσυστήματα αλληλεπιδρούν με οικοσυστήματα σε ότι αγγίζουμε. Έτσι, για παράδειγμα, όταν αγγίζεις ένα μολύβι, συμβαίνει ανταλλαγή μικροβίων.
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.
Εάν μπορούμε να σχεδιάσουμε τα αόρατα οικοσυστήματα στο περιβάλλον μας, αυτό ανοίγει ένα δρόμο για να επηρεάσουμε την υγεία μας με πρωτοφανείς τρόπους.
If we can design the invisible ecosystems in our surroundings, this opens a path to influencing our health in unprecedented ways.
Ερωτόμαι συνέχεια από ανθρώπους, ''Είναι δυνατόν πραγματικά να σχεδιαστούν μικροβιακά οικοσυστήματα ;'' Και πιστεύω πως η απάντηση είναι ''ναι''. Νομίζω ότι το κάνουμε ακριβώς τώρα, αλλά το κάνουμε ασυνείδητα. Πρόκεται να μοιραστώ μαζί σας στοιχεία από μία πτυχή της έρευνας μου επικεντρωμένης στην αρχιτεκνονική που καταδεικνύει πώς, μέσω και του συνειδητού και του ασυνείδητου σχεδίου επηρεάζουμε αυτούς τους αόρατους κόσμους.
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.
Αυτό είναι το κτιριακό συγκρότημα Lillis Business στο πανεπιστημίου του Όρεγκον και συνεργάστηκα με μία ομάδα αρχιτεκνόνων και βιολόγων στη δειγματοληψεία άνω των 300 δωματίων σε αυτό το κτίριο. Θέλαμε να πάρουμε κάτι σαν απολιθωμένο αρχείο του κτιρίου, και για να το κάνουμε αυτό συλλέξαμε σκόνη. Από τη σκόνη συλλέξαμε βακτηριακά κύτταρα, τα ανοίξαμε και συγκρίναμε τις γενετικές τους αλληλουχίες. Αυτό σημαίνει ότι τα μέλη της ομάδας μου κάναμε πολυ σκούπισμα με ηλεκτρική σκούπα κατά τη διάρκεια αυτού του έργου. Αυτή είναι η εικόνα του Τιμ, ο οποίος ακριβώς όταν τράβηξα αυτή τη φωτογραφία μου υπενθύμισε λέγοντας , ''Τζέσικα, στην τελευταία εργαστηριακή ομάδα που εργάστηκα έκανα επιτόπια έρευνα στο τροπικό δάσος της Κόστα Ρίκα και τα πράγματα έχουν αλλάξει δραματικά για μένα''
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."
Λοιπόν θα σας δείξω τώρα πρώτα τι βρήκαμε στα γραφεία και θα δούμε τα δεδομένα μέσω ενός εργαλείου απεικόνισης στο οποίο έχω εργαστεί σε συνεργασία με την Autodesk. Ο τρόπος για να παρατηρήσετε αυτά τα δεδομένα είναι πρώτα , κοιτάξτε γύρω από την εξωτερική πλευρά του κύκλου. Θα δείτε ευρείες διακυμάνσεις των βακτηριακών πληθυσμών και αν εξετάσετε το σχήμα αυτού του ροζ λοβού, σας λέει κάτι για τη σχετική αφθονία κάθε ομάδας. Έτσι στις 12:00, θα δείτε πως τα γραφεία έχουν πολλά άλφα-πρωτεοβακρήρια, και στις 13:00 θα δείτε ότι οι βάκιλλοι είναι σχετικά σπάνιοι.
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.
Ας ρίξουμε μία ματία στο τι συμβαίνει σε διαφορετικούς χώρους στο κτίριο αυτό. Εάν κοιτάξετε μέσα στις τουαλέτες, όλες έχουν πραγματικά παρόμοια οικοσυστήματα, και αν κοιτάξετε μέσα στις τάξεις θα δείτε ότι έχουν και αυτές παρόμοια οικοσυστήματα. Αλλά εάν συγκρίνετε αυτού του είδους τους χώρους μπορείτε να δείτε ότι είναι εξ' ολοκλήρου διαφορετικοί ο ένας από τον άλλο. Μου αρέσει να σκέφτομαι τα μπάνια σαν ένα τροπικό δασος. Είπα στον Τιμ ''Αν μπορούσες να δεις μόνο τα μίκροβια, είναι περίπου σαν να είσαι στην Κόστα Ρίκα. Περίπου. Και επίσης μου αρέσει να σκέφτομαι τα γραφεία ως ένα ήπιο λιβάδι.
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.
Αυτή η προοπτική είναι πραγματικά ισχυρή για τους σχεδιαστές, επειδή αναφέρεται στις αρχές της οικολογίας, και μία πραγματικά σημαντική αρχή για την οικολογία είναι η διασπορά, ο τρόπος με τον οποίο μετακινούνται οι μικροοργανισμοί. Γνωρίζουμε πως τα μικρόβια διασπείρονται από τους ανθρώπους. και τον αέρα. Έτσι το πρώτο πράγμα που θέλαμε να κάνουμε σε αυτό το κτήριο ήταν να εξετάσουμε το σύστημα εξαέρωσης. Οι Μηχανολόγοι μηχανικοί σχεδιάζουν ένα σύστημα διαχείρισης εξαερισμού για να σιγουρευτούν ότι οι άνθρωποι νιώθουν άνετα, ότι η ροή του αέρα και η θερμοκρασία είναι ακριβώς σωστές. Το κάνουν αυτό χρησιμοποιώντας αρχές τις φυσικής και της χημείας, αλλά θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν και αρχές βιολογίας. Εάν κοιτάξετε τα μικρόβια σε μία από τις μονάδες διαχείρισης σε αυτό το κτήριο, θα δείτε πως όλα είναι σχεδόν παρόμοια το ένα με το άλλο. Και αν τα συγκρίνετε με τα μικρόβια σε μία διαφορετική μονάδα διαχείρισης αέρα, θα δείτε πως είναι στην ουσία διαφορετικά. Τα δωμάτια σε αυτό το κτήριο είναι όπως τα νησιά σε αρχιπέλαγος και αυτό που σημαίνει είναι ότι οι Μηχανολόγοι μηχανικοί είναι σαν τους Οικολόγους-μηχανικούς και ότι έχουν την δυνατότητα να κατασκευάζουν μεγαοικοσυστήματα σε αυτό το κτήριο με τον τρόπο που αυτοί θέλουν.
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.
Μία άλλη πτυχή του πως τα μικρόβια διαδίδονται είναι μέσω των ανθρώπων, και οι σχεδιαστές ομαδοποιούν τα δωμάτια συχνά μαζί για να διευκολύνουν την επικοινωνία μεταξύ των ανθρώπων, ή την ανταλλαγή ιδεών, όπως στα εργαστήρια και στα γραφεία. Δεδομένου ότι τα μικρόβια ταξιδεύουν μέσω των ανθρώπων, θα περιμένατε να δειτε δωμάτια που βρίσκονται πολύ κοντά μεταξύ τους. να έχουν πραγματικά παρόμοια μεγαοικοσυστήματα. Και αυτό είναι ακριβώς που βρήκαμε. Εάν κοιτάξετε τα δωμάτια ακριβώς δίπλα το ένα με το άλλο, θα δείτε ότι έχουν σχεδόν παρόμοια οικοσυστήματα. αλλά εάν πάτε σε ένα γραφείο το οποίο βρίσκεται αρκετά μακρυά το οικοσύστημα είναι τελείως διαφορετικό. και όταν βλέπω την δύναμη που έχει ο διασκορπισμός σε αυτά τα βιογεωγραφικά μοντέλα, με κάνει να πιστεύω ότι είναι δυνατόν να αντιμετωπιστούν πραγματικά σημαντικά προβλήματα όπως οι ενδονοσοκομειακές λοιμώξεις. Πιστεύω πως αυτό πρέπει να είναι, έν μέρει ένα οικολογικό πρόβλημα στα κτήρια.
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.
Εντάξει, θα σας πως μία ακόμα ιστορία σχετικά με αυτό το κτήριο. Συνεργάζομαι με τον Τσάρλι Μπράουν. Είναι αρχιτέκτονας, και ο Τσάρλι ανησυχεί έντονα για τη παγκόσμια κλιματική αλλαγή. Έχει αφιερώσει τη ζωή του στον αειφόρο σχεδιασμό. Όταν με συνάντησε και συνειδητοποίησε πως ήταν δυνατόν για αυτόν να μελετήσει με έναν ποσοτικό τρόπο το πώς οι σχεδιαστικές του επιλογές επηρέασαν την οικολογία και τη βιολογία αυτού του κτηρίου, ήταν πολύ ενθουσιασμένος, επειδή πρόσθεσε μία νέα διάσταση σε αυτό που έκανε. Από τη σκέψη μόνο για την ενέργεια άρχισε επίσης να σκέφτεται και την ανθρώπινη υγεία. Βοήθησε στο σχεδιασμο μερικών από τα συστήματα διαχείρισης αέρα σε αυτό το κτήριο και τον τρόπο με τον οποίο αερίζεται.
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.
Έτσι, αυτό που θα σας δείξω πρώτα είναι ο αέρας που συλλέξαμε εξωτερικά του κτηρίου. Αυτό που βλέπετε είναι ένα σημάδι βακτηριακών κοινοτήτων στον εξωτερικό αέρα και πως μεταβάλλονται με την πάροδο του χρόνου. Ύστερα θα σας παρουσιάσω τι συνέβει όταν χειριστήκαμε πειραματικά τις τάξεις. Τις σφραγίσαμε τη νύχτα ώστε να μην υπάρχει σε καμία τάξη εξαερισμός. Πόλλα κτήρια λειτουργούν με αυτό το τρόπο, πιθανώς εκεί όπου εργάζεστε, και οι εταιρείες το κάνουν αυτό για να εξοικονομήσουν χρήματα από το λογασιασμό του ρεύματος. Αυτό που βρήκαμε είναι πως σε αυτά τα δωμάτια παρέμειναν σχετικά σταθεροί (οι οικισμοί) μέχρι το Σάββατο , όπου ανοίξαμε ξανά τους αεραγωγούς. Όταν περπατήσαμε μέσα σε αυτές τις τάξεις μύριζαν πολύ άσχημα, και τα στοιχεία μας δείχνουν ότι είχε να κάνει με τα βακτήρια που έμειναν στον αέρα από τους ανθρώπους μία μέρα πριν. Συγκρίνετε αυτό με δωμάτια που έχουν σχεδιαστεί χρησιμοποιώντας μία παθητική στρατηγική αειφόρου σχεδιασμού όπου ο αέρας έμπαινε από εξώ μέσω περσίδων. Σε αυτά τα δωμάτια ο αέρας ήταν σχετικά καλός σε σχέση με τον εξωτερικό αέρα και όταν ο Τσάρλι το είδε αυτό ενθουσιάστηκε πολύ. Ένιωθε ότι είχε κάνει μία καλή επιλογή με την διαδικασία σχεδιασμού γιατί ήταν ταυτόχρονα και ενεργειακά αποδοτικός και καθάριζε διώχνωντας μακρυά τους μόνιμους μικροβιακούς κάτοικους του κτηρίου.
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.
Τα παραδείγματα που σας έδειξα αφορούν μόνο την αρχιτεκνονική, άλλα είναι σχετικά με οποιοδήποτε σχεδιασμό. Φανταστείτε ένα σχεδιασμό με τα είδη των μικροβίων που θέλουμε σε ένα αεροπλάνο ή σε ένα τηλέφωνο.
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.
Υπάρχει ένα νέο μικρόβιο που μόλις ανακάλυψα. Ονομάζεται BLIS , και έχει αποδειχθεί ότι αντιμάχεται τους παθογόνους μικροοργανισμούς και σου δίνει φρέσκια αναπνοή. Δεν θα ήταν υπέροχο αν είχαμε όλοι το μικρόβιο BLIS στο τηλέφωνό μας ;
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?
Μία συνειδητή προσέγγιση στο σχεδιασμό, Τον αποκαλώ βιο-τεκμηριωμένο σχεδιασμό, και νομίζω πως είναι εφικτός.
A conscious approach to design, I'm calling it bioinformed design, and I think it's possible.
Σας ευχαριστώ
Thank you.
(Χειροκροτήματα)
(Applause)