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.
Semua benda diselimuti ekosistem yang tidak terlihat terdiri dari makhluk-makhluk hidup kecil: bakteri, virus, dan jamur. Meja kerja, komputer, pensil, gedung-gedung, semuanya dipenuhi oleh mikrobia. Saat kita merancang benda-benda ini, kita dapat berpikir tentang merancang dunia yang tidak terlihat ini dan juga bagaimana mereka berinteraksi dengan ekosistem pribadi kita.
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.
Tubuh kita adalah rumah bagi trilyunan mikrobia, dan makhluk-makhluk ini membentuk siapa diri kita. Mikrobia di dalam usus Anda dapat mempengaruhi berat badan dan suasana hati Anda. Mikroba di kulit Anda dapat membantu meningkatkan kekebalan tubuh. Mikroba di dalam mulut Anda dapat menyegarkan nafas Anda atau sebaliknya, dan kuncinya adalah ekosistem pribadi kita berinteraksi dengan ekosistem pada semua benda yang kita sentuh. Contohnya, saat Anda menyentuh pensil, terjadi pertukaran mikrobia.
If we can design the invisible ecosystems in our surroundings, this opens a path to influencing our health in unprecedented ways.
Jika kita dapat merancang ekosistem yang tidak terlihat di sekitar kita, hal ini akan membuka jalan untuk mempengaruhi kesehatan kita dengan cara yang baru.
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.
Saya selalu mendapat pertanyaan "Apakah mungkin kita dapat merancang ekosistem mikrobia?" Dan saya yakin jawabannya adalah iya. Saya pikir kita sedang melakukannya sekarang dengan tidak sadar. Saya ingin membagikan data dari salah satu aspek penelitian saya yang berfokus pada arsitektur yang menunjukkan bagaimana, melalui rancangan baik yang disadari maupun tidak, kita mempengaruhi dunia yang tidak terlihat ini.
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."
Inilah Kompleks Bisnis Lillis di Universitas Oregon, dan saya bekerja bersama sekelompok arsitek dan ahli biologi untuk mengambil sampel di lebih dari 300 ruangan dalam gedung ini. Kami ingin mendapatkan sesuatu seperti rekaman fosil dari gedung ini, dan untuk melakukannya, kami mengambil contoh debu. Dari debu, kami mengambil sel bakteri membukanya dan membandingkan urutan gennya. Ini berarti bahwa orang-orang dalam kelompok saya banyak melakukan penyedotan dalam proyek ini. Inilah Tim, orang yang saat diambil gambarnya, mengingatkan saya akan sesuatu, katanya, "Jessica, dalam kelompok penelitan saya yang terakhir saya melakukan kerja lapangan di hutan hujan Kosta Rika dan semua telah benar-benar berubah bagi saya.
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.
Pertama, saya akan menunjukkan apa yang kami temukan di kantor, kita akan melihat pada data dengan alat visual yang telah saya kerjakan bersama dengan Autodesk. Cara Anda melihat data ini adalah pertama, lihatlah di sekitar bagian luar lingkaran. Anda melihat banyak kelompok bakteri dan jika Anda melihat bentuk dari cuping merah muda ini, Anda akan mengetahui kelimpahan relatif dari masing-masing kelompok. Jadi pada jam 12, di kantor ada banyak sekali alfaproteobakteria, dan pada jam 1 siang, Anda melihat bacilli cukup jarang ditemui.
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.
Mari kita melihat pada apa yang terjadi pada ruangan lain di gedung ini. Jika Anda melihat kamar kecil, semuanya memiliki ekosistem yang serupa, dan jika Anda melihat ke dalam ruang kelas, ruangan itu juga memliki ekosistem yang serupa. Namun jika Anda melihat pada seluruh jenis ruangan ini, Anda dapat melihat bahwa ekosistemnya berbeda satu sama lain. Saya senang menganggap kamar kecil seperti hutan hujan tropis. Saya berkata pada Tim, "Jika anda lihat mikrobia itu, ini sama seperti ada di Kosta Rika." Dan saya suka menganggap kantor sebagai padang rumput.
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.
Sudut pandang ini sangat manjur bagi para perancang karena Anda dapat membawa prinsip-prinsip ekologi, dan prinsip ekologi yang sangat penting adalah penyebaran, bagaimana organisme berpindah. Kita tahu bahwa mikroba disebarkan oleh manusia dan udara. Jadi hal pertama yang ingin kami lakukan dalam gedung ini adalah melihat pada sistem udaranya. Para insinyur mesin merancang unit pengaturan udara sehingga orang-orang merasa nyaman, sehingga aliran udara dan suhunya tepat. Mereka menggunakan prinsip-prinsip kimia dan fisika, namun mereka juga dapat menggunakan biologi. Jika Anda melihat pada mikroba pada salah satu sistem pengaturan udara di gedung ini, Anda akan melihat semuanya hampir sama. Dan jika Anda membandingkan hal ini dengan mikroba pada ruangan dengan sistem pengaturan udara yang berbeda Anda akan melihat bahwa mikrobanya sangat berbeda. Ruangan di dalam gedung ini seperti pulau di tengah kepulauan dan artinya adalah bahwa para insinyur mesin sama seperti insiyur ekosistem yang memiliki kemampuan untuk membentuk biomassa di gedung ini sesuka mereka.
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.
Cara lain mikroba untuk berpindah adalah melalui manusia dan para perancang sering mengelompokkan suatu ruangan bersama untuk mempermudah interaksi antarmanusia, atau untuk berbagi gagasan, seperti laboratorium atau kantor. Mengingat mikroba berpindah bersama manusia, Anda mungkin memperkirakan bahwa ruangan yang berdekatan memiliki biomassa yang serupa. Dan itulah yang kami temukan. Jika Anda melihat ruangan kelas yang berdekatan ruangan itu memiliki ekosistem yang serupa, namun jika Anda pergi ke kantor yang jaraknya berjauhan, ekosistemnya berbeda. Dan saat saya melihat kekuatan dari penyebaran pada pola-pola biogeografi ini, saya berpikir bahwa mungkin kita dapat mengatasi masalah yang sangat menantang seperti penularan di rumah sakit. Saya yakin hal ini sebagian berhubungan dengan masalah ekologi gedung.
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.
Baiklah, saya akan mengatakan satu kisah lagi tentang gedung ini. Saya bekerja sama dengan seorang arsitek bernama Charlie Brown Dia sangat khawatir akan perubahan iklim global. Dia mengabdikan hidupnya untuk perancangan berkelanjutan. Saat bertemu dengan saya dan menyadari bahwa dia dapat mengukur bagaimana pilihan rancangannya mempengaruhi ekologi dan biologi dari gedung ini, dia sangat tertarik, karena hal itu menambah dimensi baru dari karyanya. Dia beralih dari hanya memikirkan energi menjadi mulai berpikir tentang kesehatan manusia. Dia membantu merancang beberapa sistem pengaturan udara di gedung ini, dan bagaimana pertukaran udaranya.
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.
Jadi hal pertama yang akan saya tunjukkan adalah udara yang kita ambil dari luar gedung ini. Di sini Anda melihat tanda dari komunitas bakteri di udara luar, dan bagaimana komunitas ini berubah dari waktu ke wakt.u. Berikutnya, saya akan menunjukkan apa yang terjadi saat kami memanipulasi ruangan kelas ini. Kami menutup ruangan ini di malam hari sehingga tidak ada pertukaran udara. Banyak gedung yang seperti ini, mungkin gedung tempat Anda bekerja juga demikian dan perusahaan melakukan ini untuk menghemat biaya listrik mereka. Yang kami temukan adalah ruangan ini tetap tidak berubah sampai hari Sabtu, di mana kami membuka kembali ruangan ini. Saat Anda masuk ke ruangan itu, udaranya benar-benar bau dan data kami menunjukkan hal itu berhubungan dengan tertinggalnya campuran bakteri di udara dari orang-orang pada hari sebelumnya. Hal ini sangat kontras dengan ruangan yang dirancang dengan strategi perancangan pasif di mana udara dapat masuk melalui ukiran jendela, di ruangan ini, udaranya cukup serupa dengan udara luar dan saat Charlie melihat hal ini, dia sangat tertarik. Dia merasa dia telah membuat pilihan yang benar dalam proses perancangan ini karena rancangan ini hemat energi dan juga membuang mikroba yang tersisa di dalam ruangan.
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.
Contoh yang baru saja saya berikan adalah tentang arsitektur, namun hal ini berhubungan dengan perancangan apapun. Bayangkan Anda dapat merancang mikroba yang Anda inginkan dalam pesawat udara atau pada telepon.
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?
Ada mikroba baru yang baru saya temukan yang disebut BLIS, dan mikroba ini terbukti dapat menangkal patogen sekaligus memberikan nafas yang segar. Akan sangat luar biasa jika kita memiliki BLIS dalam telepon kita.
A conscious approach to design, I'm calling it bioinformed design, and I think it's possible.
Pendekatan sadar akan perancangan yang saya sebut "Bioinfomed design," yang saya rasa merupakan hal yang mungkin.
Thank you.
Terima kasih.
(Applause)
(Tepuk tangan)