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.
Alles is bedekt met onzichtbare ecosystemen die bestaan uit kleine levensvormen: bacteriën, virussen en schimmels. Onze bureaus, computers, potloden en onze gebouwen huisvesten allemaal microbiële landschappen. Bij het ontwerpen van deze dingen, zouden we kunnen denken aan het ontwerpen van deze onzichtbare werelden en ook aan hun interactie met ons persoonlijke ecosysteem.
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.
Ons lichaam huisvest biljoenen microben, en die bepalen sterk wie wij zijn. De microben in je buik kunnen je gewicht en stemming beïnvloeden. De microben op je huid kunnen je immuunsysteem versterken. De microben in je mond kunnen je adem frisser maken, of juist niet. Het belangrijkste is dat onze persoonlijke ecosystemen een wisselwerking hebben met de ecosystemen die wij aanraken. Als je bijvoorbeeld een potlood aanraakt, vindt er een microbiële uitwisseling plaats.
If we can design the invisible ecosystems in our surroundings, this opens a path to influencing our health in unprecedented ways.
Als wij de onzichtbare ecosystemen in onze omgeving kunnen vormgeven, opent dit nieuwe wegen naar het beïnvloeden van onze gezondheid als nooit tevoren. opent dit nieuwe wegen naar het beïnvloeden van onze gezondheid als nooit tevoren.
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.
Men vraagt mij regelmatig: "Is het echt mogelijk om microbiële ecosystemen vorm te geven?" Ik denk dat het antwoord ja is, en dat we het zelfs nu al doen, maar dan onbewust. en dat we het zelfs nu al doen, maar dan onbewust. Ik ga met jullie kijken naar gegevens over één aspect van mijn architectuuronderzoek dat aantoont hoe wij, zowel bewust als onbewust, dat aantoont hoe wij, zowel bewust als onbewust, vorm geven aan deze onzichtbare werelden.
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."
Dit is het Lillis Business Complex van de Universiteit van Oregon, waar ik met een team van architecten en biologen monsters heb verzameld in 300 kamers van dit gebouw. We wilden een soort fossielenbestand maken voor het gebouw, en daarvoor verzamelden we stof. Uit het stof haalden we bacteriële cellen, braken ze open en vergeleken hun genetische sequenties. Dit kwam erop neer dat de mensen in mijn groep heel wat moesten stofzuigen tijdens dit project. Dit is een foto van TIm die op het moment dat ik deze foto maakte, mij eraan herinnerde: "Jessica, bij mijn laatste onderzoeksgroep deed ik veldwerk in het regenwoud van Costa Rica; dit is wel heel iets anders."
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.
Ik ga jullie laten zien wat wij aantroffen in de kantoren, en we gaan de gegevens bekijken met een visuele tool die ik ontwikkeld heb samen met Autodesk. Je bekijkt deze gegevens door allereerst rondom de cirkel te kijken. Je bekijkt deze gegevens door allereerst rondom de cirkel te kijken. Daar zie je algemene bacteriële groepen, en de vorm van deze roze kwab zegt iets over de relatieve aanwezigheid van elke groep. Op 12 uur zie je dat kantoren vooral veel alphaproteobacteriën hebben, en op 1 uur zie je dat bacillen daar vrij weinig voorkomen.
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.
Laten we kijken naar de verschillende soorten ruimtes in dit gebouw. Alle toiletten hebben sterk overeenkomstige ecosystemen. Alle toiletten hebben sterk overeenkomstige ecosystemen. In de klaslokalen zie je eveneens soortgelijke ecosystemen. In de klaslokalen zie je eveneens soortgelijke ecosystemen. Maar deze verschillende soorten ruimtes verschillen onderling fundamenteel van elkaar. verschillen onderling fundamenteel van elkaar. Ik zie de toiletten graag als een soort tropisch regenwoud. Ik zei tegen Tim: "Als je al die microben eens kon zien, zou je je toch bijna in Costa Rica wanen." (Gelach) En ik zie kantoren zelf graag als gematigde graslanden.
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.
Dit perspectief is een sterk hulpmiddel voor ontwerpers, omdat je ecologische principes kunt gaan toepassen, en een belangrijk ecologisch principe is verspreiding; de manier waarop organismen zich voortbewegen. We weten dat microben door mensen verspreid worden en door lucht. We weten dat microben door mensen verspreid worden en door lucht. Dus als eerste wilden we in dit gebouw kijken naar het ventilatiesysteem. Dus als eerste wilden we in dit gebouw kijken naar het ventilatiesysteem. Een werktuigbouwkundige ontwerpt luchtbehandelingapparatuur die ervoor zorgt dat het comfortabel is voor mensen en de luchtstroom en temperatuur precies goed zijn. Daarvoor gebruiken ze principes uit de natuurkunde en chemie, maar ze zouden ook de biologie kunnen benutten. Als je kijkt naar microben in een van de airconditioning-apparaten in dit gebouw, zie je dat ze onderling erg op elkaar lijken. En als je dit vergelijkt met de microben in een ander airconditioning-apparaat zie je dat deze fundamenteel anders zijn. De kamers in dit gebouw zijn als eilanden in een archipel, en dat betekent dat werktuigbouwkundigen een soort eco-vormgevers zijn, en de mogelijkheid hebben om de biomen in dit gebouw te structureren zoals zij dat willen.
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.
Microben verspreiden zich ook via mensen, en ontwerpers groeperen vaak ruimtes om interactie tussen mensen te faciliteren, of het delen van ideëen, zoals in laboratoria en kantoren. Gezien het feit dat microben met mensen meereizen, zou je verwachten dat kamers die dicht bij elkaar liggen vergelijkbare biomen hebben. Dat is precies wat wij ook vonden. Klaslokalen die direct naast elkaar liggen, hebben zeer gelijkaardige ecosystemen, maar bij kantoren die verder van elkaar liggen, maar bij kantoren die verder van elkaar liggen, is het ecosysteem fundamenteel anders. Als ik zie hoe sterk die verspreidingskracht is op deze bio-geografische patronen, denk ik dat het mogelijk is om echt uitdagende problemen aan te pakken, zoals ziekenhuisinfecties. Ik denk dat dit deels veroorzaakt wordt door de ecologie van gebouwen. Ik denk dat dit deels veroorzaakt wordt door de ecologie van gebouwen.
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.
Ik ga nog iets vertellen over dit gebouw. Ik werk samen met Charlie Brown. Hij is architect, en Charlie is erg bezorgd over klimaatverandering. Hij wijdde zijn leven aan duurzaam ontwerpen. Toen hij mij ontmoette en besefte dat het voor hem mogelijk was om op een kwantitatieve manier te onderzoeken hoe zijn keuzes binnen een ontwerp invloed hebben op de ecologie en biologie van een gebouw, werd hij heel enthousiast, omdat het een nieuwe dimensie toevoegt aan wat hij doet. In plaats van alleen met energie, ging hij ook rekening houden met de gezondheid van mensen. Hij was een van de ontwerpers van de luchtbehandelingssystemen van dit gebouw en de manier waarop geventileerd wordt.
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.
Ik ga jullie nu eerst lucht laten zien die we buiten het gebouw verzamelden. Ik toon jullie nu eerst lucht die we buiten het gebouw verzamelden. Hier zie je de signatuur van bacteriële gemeenschappen in de buitenlucht, en hoe die geleidelijk variëren. Daarna toon ik wat er gebeurde toen we bij wijze van experiment klaslokalen manipuleerden. We sloten de ruimtes 's avonds af, zodat er geen ventilatie plaats vond. We sloten de ruimtes 's avonds af, zodat er geen ventilatie plaats vond. In veel gebouwen wordt dit gedaan. Waarschijnlijk ook waar jij werkt. Bedrijven doen dit om geld te besparen op hun elektriciteitsrekening. Wij zagen in deze kamers relatief weinig verandering tot we op zaterdag de ventilatiekanalen weer openden. Als je binnenkwam in deze kamers, hing er een erg vieze geur. Volgens onze gegevens had dit te maken met bacteriën die mensen de vorige dag in de lucht hadden achtergelaten. met bacteriën die mensen de vorige dag in de lucht hadden achtergelaten. Dit in tegenstelling tot kamers die ontworpen waren vanuit een duurzame passieve ontwerpstrategie, waar de lucht binnenkwam via ventilatieroosters. In deze kamers werd de lucht relatief goed vermengd met de buitenlucht, en toen Charlie dit zag, werd hij heel enthousiast. Hij wist dat hij een goede keuze had gemaakt in het ontwerpproces Hij wist dat hij een goede keuze had gemaakt in het ontwerpproces omdat het energie-efficiënt was en tegelijkertijd het aanwezige microbiële landschap werd doorgeblazen.
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.
Deze voorbeelden gaan over architectuur, maar ze zijn relevant voor elke vorm van ontwerp. Stel je voor dat we alles kunnen ontwerpen met de gewenste soort microben, in een vliegtuig, of op een telefoon. in een vliegtuig, of op een telefoon.
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?
Ik heb onlangs een nieuwe microbe ontdekt. Deze heet BLIS en er is aangetoond dat ze ziekteverwekkers afstoot en je adem fris maakt. dat ze ziekteverwekkers afstoot en je adem fris maakt. Zou het niet geweldig zijn als we allemaal BLIS op onze telefoon hadden?
A conscious approach to design, I'm calling it bioinformed design, and I think it's possible.
Een bewuste aanpak van ontwerpen. Ik noem het 'bioinformed design', en ik denk dat het mogelijk is.
Thank you.
Dank u wel.
(Applause)
(Applaus)