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.
Tutto è ricoperto da ecosistemi invisibili fatti di forme di vita microscopiche: batteri, virus e funghi. Le nostre scrivanie, i nostri computer, i nostri edifici, le nostre matite tutto è ricettacolo di paesaggi microbici. Quando progettiamo questi oggetti, dovremmo pensare a ideare questi mondi invisibili e pensare anche a come interagiscono con i nostri ecosistemi personali.
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.
I nostri corpi ospitano mille miliardi di microbi e queste creature determinano ciò che siamo. I microbi nell'intestino possono influenzare il nostro peso e umore I microbi sulla pelle possono aiutare a rinforzare il nostro sistema immunitario. I microbi nella bocca possono rinfrescarci l'alito o meno; la cosa fondamentale è che i nostri ecosistemi personali interagiscono con gli ecosistemi presenti su tutto ciò che tocchiamo. Per esempio, quando tocchiamo una matita si verifica uno scambio microbico.
If we can design the invisible ecosystems in our surroundings, this opens a path to influencing our health in unprecedented ways.
Se riuscissimo a progettare gli ecosistemi invisibili nello spazio circostante, si aprirebbe la strada per influenzare la nostra salute in un modo senza precedenti.
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.
La gente mi domanda di continuo: "È davvero possibile progettare ecosistemi microbici?" Credo di sì. Penso che lo stiamo già facendo adesso anche se in modo inconsapevole. Vorrei condividere con voi i dati relativi a uno degli aspetti della mia ricerca incentrata sull'architettura che dimostra come, sia attraverso una progettazione consapevole che inconsapevole, influenziamo in modo evidente questi mondi invisibili.
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."
Questo è il Lillis Business Complex all'Università dell'Oregon; ho lavorato con un team di architetti e biologi per campionare più di 300 stanze in questo edificio. Volevamo ottenere una specie di registro dei fossili dell'edificio e per farlo abbiamo preso dei campioni di polvere. Dalla polvere, abbiamo estratto cellule batteriche, le abbiamo separate e abbiamo confrontato le loro sequenze genetiche. Ciò significa che i componenti del mio gruppo hanno usato parecchio l'aspirapolvere durante il progetto. Questa è una foto di Tim, che proprio quando ho scattato la foto, mi ha ricordato, "Jessica, nell'ultimo gruppo di ricerca in cui ho lavorato, facevo ricerche sul campo nella foresta pluviale del Costa Rica: le cose sono decisamente cambiate per me."
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.
Adesso per prima cosa vi mostrerò ciò che abbiamo trovato negli uffici e analizzeremo i dati attraverso uno strumento di visualizzazione su cui ho lavorato in collaborazione con Autodesk. Per guardare questi dati, dovete prima di tutto dare un'occhiata all'esterno del cerchio. Potete vedere ampi gruppi batterici e se osservate la forma di questo lobo rosa vi dirà qualcosa sulla quantità relativa di ciascun gruppo. Alle ore 12, potete vedere che negli uffici ci sono parecchi alfa-proteobatteri, mentre all'una potete vedere che i bacilli sono relativamente rari.
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.
Osserviamo quello che succede in altri tipi di ambiente di questo edificio. Se guardate nei bagni, hanno tutti degli ecosistemi davvero simili e se guardate nelle aule, anche quelle hanno ecosistemi simili. Ma se confrontate questi tipi di ambiente, potete vedere che sono fondamentalmente diversi gli uni dagli altri. Mi piace pensare ai bagni come a una foresta pluviale tropicale. Ho detto a Tim: "Se tu potessi vedere solo i microbi, sarebbe un po' come essere in Costa Rica. O quasi." Mi piace anche pensare agli uffici come a una prateria temperata.
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.
Questa prospettiva è davvero importante per i progettisti perché si possono mettere in atto i principi dell'ecologia e un principio davvero importante dell'ecologia è la disseminazione, il modo con cui gli organismi si diffondono. Sappiamo che i microbi vendono diffusi dalle persone e dall'aria. Quindi la prima cosa in assoluto che volevamo fare in questo edificio era osservare il sistema di aerazione. Gli ingegneri meccanici progettano le unità di trattamento dell'aria in modo da essere certi che le persone siano a proprio agio, che il flusso d'aria e la temperatura siano proprio quelli giusti. Lo fanno usando dei principi della fisica e della chimica ma potrebbero anche utilizzare la biologia. Se osservate i microbi presenti in una delle unità di trattamento dell'aria in questo edificio vedrete sono tutti molto simili gli uni agli altri. E se confrontate questo ai microbi presenti in un' altra unità di trattamento dell'aria, vedrete che sono radicalmente diversi. Le stanze in questo edificio sono come isole in un arcipelago e ciò significa che gli ingegneri meccanici sono una specie di eco-ingegneri e che hanno la capacità di progettare come vogliono i biomi in questo edificio.
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.
L'altro modo di diffondersi dei microbi sono le persone, e i progettisti spesso raggruppano le stanze per facilitare l'interazione tra la gente, o la condivisione di idee, come nei laboratori o negli uffici. Dato che i microbi vanno in giro insieme alle persone vi potreste aspettare di vedere stanze vicine avere biomi molto simili. E questo è esattamente quello che abbiamo trovato. Se osservate le aule esattamente adiacenti vedete che hanno ecosistemi molto simili, ma se andate in un ufficio che si trova poco più lontano, l'ecosistema è fondamentalmente diverso. Quando mi sono resa conto del potere che ha la disseminazione su questi modelli biogeografici, mi ha fatto pensare che è possibile affrontare problemi molto impegnativi, come le infezioni ospedaliere. Credo che questo debba essere, in parte, un problema di ecologia della costruzione.
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.
Bene, vi racconterò ancora un'altra storia su questo edificio. Al momento collaboro con Charlie Brown. È un architetto. Inoltre Charlie è profondamente preoccupato per il cambiamento climatico globale. Ha dedicato la sua vita alla progettazione sostenibile. Quando mi ha incontrata e si è reso conto che gli era possibile studiare quantitativamente come le sue scelte di progettazione hanno avuto un impatto sull'ecologia e la biologia di questo edificio si è davvero entusiasmato, perché ciò ha aggiunto una nuova dimensione a quello che ha fatto. È passato dal pensare solo all'energia all'iniziare anche a pensare alla salute umana. Ha aiutato a progettare alcuni dei sistemi di trattamento dell'aria in questo edificio e la sua ventilazione.
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.
Per prima cosa ciò che vi mostrerò è l'aria che abbiamo campionato all'esterno dell'edificio. Quella che vedete è la rappresentazione grafica delle colonie batteriche nell'aria esterna e la loro variazione nel tempo. Adesso vi farò vedere cosa è successo quando abbiamo manipolato in via sperimentale le aule. Le abbiamo isolate durante la notte in modo che non fossero ventilate. Parecchi edifici sono gestiti così, forse dove lavorate, molte società lo fanno per risparmiare sulla bolletta dell'energia elettrica. Abbiamo scoperto che l'aria in queste stanze era rimasta relativamente stagnante fino al sabato, quando abbiamo aperto di nuovo le prese d'aria. Entrando, quelle stanze emanavano davvero un cattivo odore e i nostri dati indicano che aveva a che fare con il brodo batterico a diffusione aerea che avevano lasciato dalle persone il giorno prima. Confrontiamo questo con le stanze che sono state progettate usando una strategia di progettazione passiva sostenibile in cui l'aria entrava dall'esterno attraverso feritoie di ventilazione. In queste stanze, l'aria attingeva da quella estrena relativamente bene e quando Charlie l'ha visto, ne è stato davvero entusiasta. Gli è sembrato di aver scelto bene nel processo di progettazione perché la soluzione era efficiente dal punto di vista energetico e portava via il paesaggio microbico presente all'interno dell'edificio.
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.
Gli esempi che vi ho appena fatto riguardano l'architettura ma sono rilevanti per la progettazione di qualsiasi cosa. Immaginiamo di dover progettare i tipi di microbi che vorremmo su un aereo o su un telefono.
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?
Esiste un nuovo microbo, l'ho appena scoperto. Si chiama BLIS ed è stato dimostrato che può sia tenere lontano gli agenti patogeni che dare un alito buono. Non sarebbe fantastico se tutti avessimo del BLIS sui nostri telefoni?
A conscious approach to design, I'm calling it bioinformed design, and I think it's possible.
Un approccio consapevole alla progettazione, lo chiamo progettazione bio-consapevole e credo che sia possibile.
Thank you.
Grazie.
(Applause)
(Applausi)