The AlloSphere: it's a three-story metal sphere in an echo-free chamber. Think of the AlloSphere as a large, dynamically varying digital microscope that's connected to a supercomputer. 20 researchers can stand on a bridge suspended inside of the sphere, and be completely immersed in their data.
La AlloEsfera. Es una esfera metálica de tres pisos de altura dentro de una cámara libre de eco. Piensen en la AlloEsfera como un enorme microscopio digital dinámicamente cambiante conectado a una supercomputadora. 20 investigadores pueden estar de pie en un puente suspendido dentro de la esfera y sumergirse completamente dentro de sus datos.
Imagine if a team of physicists could stand inside of an atom and watch and hear electrons spin. Imagine if a group of sculptors could be inside of a lattice of atoms and sculpt with their material. Imagine if a team of surgeons could fly into the brain, as though it was a world, and see tissues as landscapes, and hear blood density levels as music. This is some of the research that you're going to see that we're undertaking at the AlloSphere.
Imagine que un equipo de físicos pudiera estar de pie dentro de un átomo observar y escuchar a los electrones girar. Imagine que un grupo de escultores pudiera estar dentro de un entramado de átomos y esculpir con su material. Imagine que un equipo de cirujanos pudiera volar al interior del cerebro, como si éste fuera un mundo y viera los tejidos como paisajes, y escuchara los niveles de densidad de la sangre como música. Esto es parte de la investigación que verán y que estamos llevando a cabo en la AlloEsfera.
But first a little bit about this group of artists, scientists, and engineers that are working together. I'm a composer, orchestrally-trained, and the inventor of the AlloSphere. With my visual artist colleagues, we map complex mathematical algorithms that unfold in time and space, visually and sonically. Our scientist colleagues are finding new patterns in the information. And our engineering colleagues are making one of the largest dynamically varying computers in the world for this kind of data exploration. I'm going to fly you into five research projects in the AlloSphere that are going to take you from biological macroscopic data all the way down to electron spin.
Pero primero les hablaré un poco sobre el grupo de artistas, científicos e ingenieros que estamos trabajando juntos. Soy una compositora, entrenada orquestalmente y la inventora de la AlloEsfera. Junto con mis colegas artistas visuales mapeamos algoritmos matemáticos complejos que se desenvuelven en el tiempo y espacio visual y sónicamente. Nuestros colegas científicos están encontrando nuevos patrones en la información. Nuestros colegas ingenieros están construyendo la más grande computadora dinámicamente cambiante en el mundo para esta clase de exploración de datos. Volaremos dentro de cinco proyectos de investigación en la AlloEsfera que los llevarán desde datos biológicos macroscópicos hasta la profundidad del giro de un electrón.
This first project is called the AlloBrain. And it's our attempt to quantify beauty by finding which regions of the brain are interactive while witnessing something beautiful. You're flying through the cortex of my colleague's brain. Our narrative here is real fMRI data that's mapped visually and sonically. The brain now a world that we can fly through and interact with. You see 12 intelligent computer agents, the little rectangles that are flying in the brain with you. They're mining blood density levels. And they're reporting them back to you sonically. Higher density levels mean more activity in that point of the brain. They're actually singing these densities to you with higher pitches mapped to higher densities.
El primer proyecto se llama el AlloCerebro. Y es nuestro ensayo para intentar cuantificar la belleza encontrando las regiones del cerebro interactuantes mientras observamos algo hermoso. Están volando dentro de la corteza del cerebro de mi colega. Nuestra narrativa aquí son datos IRMf reales que han sido mapeados visual y sónicamente. El cerebro es un mundo al que podemos viajar y donde interactuar. Observan a 12 agentes computacionales inteligentes que son pequeños rectángulos que vuelan junto a ustedes en el cerebro. Están minando datos de los niveles de densidad en la sangre. Y los reportan a ustedes a través de sonidos. Los niveles más altos de densidad demuestran que hay mayor actividad en ese punto del cerebro. De hecho, les cantan a ustedes estas densidades con tonos más altos mapeados hacia densidades más elevadas.
We're now going to move from real biological data to biogenerative algorithms that create artificial nature in our next artistic and scientific installation. In this artistic and scientific installation, biogenerative algorithms are helping us to understand self-generation and growth: very important for simulation in the nanoscaled sciences. For artists, we're making new worlds that we can uncover and explore. These generative algorithms grow over time, and they interact and communicate as a swarm of insects. Our researchers are interacting with this data by injecting bacterial code, which are computer programs, that allow these creatures to grow over time. We're going to move now from the biological and the macroscopic world, down into the atomic world, as we fly into a lattice of atoms. This is real AFM -- Atomic Force Microscope -- data from my colleagues in the Solid State Lighting and Energy Center. They've discovered a new bond, a new material for transparent solar cells.
Ahora viajaremos desde los datos biológicos reales hacia algoritmos biogenerativos que crean naturaleza artificial en nuestra siguiente instalación artística y científica. En esta instalación artística y científica los algoritmos biogenerativos nos ayudan a comprender la autogeneración y el crecimiento, que es importante para la simulación en las ciencias nanoescalares. Para los artistas, construimos nuevos mundos que podemos descubrir y explorar. Estos algoritmos generativos, al crecer en el tiempo, interactúan y se comunican como un enjambre de insectos. Nuestros investigadores interactúan con estos datos inyectando código bacterial, que son programas de cómputo que permiten a estas criaturas crecer a lo largo del tiempo. Ahora viajaremos desde el mundo biológico y macroscópico, hasta dentro del mundo atómico, mientras volamos hacia un entramado de átomos. Estos son datos reales de Microscopía de Fuerza Atómica (MFA) de mis colegas del Centro de Iluminación y Energía de Estado Sólido. Ellos han descubierto un nuevo enlace atómico, un material nuevo para celdas solares transparentes.
We're flying through 2,000 lattice of atoms -- oxygen, hydrogen and zinc. You view the bond in the triangle. It's four blue zinc atoms bonding with one white hydrogen atom. You see the electron flow with the streamlines we as artists have generated for the scientists. This is allowing them to find the bonding nodes in any lattice of atoms. We think it makes a beautiful structural art. The sound that you're hearing are the actual emission spectrums of these atoms. We've mapped them into the audio domain, so they're singing to you. Oxygen, hydrogen and zinc have their own signature. We're going to actually move even further down as we go from this lattice of atoms to one single hydrogen atom.
Volamos a través de 2,000 entramados de átomos -- oxígeno, hidrógeno y zinc. Observen el enlace en el triángulo. Son cuatro átomos de zinc azules enlazándose con un átomo blanco de hidrógeno. Vean el flujo de electrones en las líneas de flujo que como artistas hemos generado para los científicos. Esto les permite encontrar los nodos de enlace en cualquier entramado de átomos. Creemos que crea un hermoso arte estructural. Los sonidos que escuchan son los auténticos espectros de emisión de estos átomos. Los hemos mapeado en el dominio auditivo. Así que les están cantando a ustedes. El oxígeno, hidrógeno y zinc tienen su propia firma. Vamos a viajar más profundo aún al movernos desde dentro de este entramado atómico a un único átomo de hidrógeno.
We're working with our physicist colleagues that have given us the mathematical calculations of the n-dimensional Schrödinger equation in time. What you're seeing here right now is a superposition of an electron in the lower three orbitals of a hydrogen atom. You're actually hearing and seeing the electron flow with the lines. The white dots are the probability wave that will show you where the electron is in any given point of time and space in this particular three-orbital configuration. In a minute we're going to move to a two-orbital configuration, and you're going to notice a pulsing. And you're going to hear an undulation between the sound. This is actually a light emitter. As the sound starts to pulse and contract, our physicists can tell when a photon is going to be emitted.
Trabajamos con nuestros colegas físicos que nos han dado los cálculos matemáticos de la ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo en 3D. Lo que observan aquí ahora es una superposición de un electrón en las tres órbitas bajas de un átomo de hidrógeno. De hecho, están viendo y escuchando el flujo de electrones al fluir con las líneas. Los puntos blancos son la onda de probabilidad que les mostrarán dónde se encuentra el electrón en cualquier punto dado de tiempo y espacio dentro de esta particular configuración de tres orbitales. En un minuto viajaremos a una configuración de dos orbitales y podrán notar una pulsación. Y escucharán una ondulación entre los sonidos. De hecho, es un emisor de luz. Al comenzar a pulsar y contraerse el sonido, nuestros físicos pueden saber cuándo se emitirá un fotón.
They're starting to find new mathematical structures in these calculations. And they're understanding more about quantum mathematics. We're going to move even further down, and go to one single electron spin. This will be the final project that I show you. Our colleagues in the Center for Quantum Computation and Spintronics are actually measuring with their lasers decoherence in a single electron spin. We've taken this information and we've made a mathematical model out of it. You're actually seeing and hearing quantum information flow. This is very important for the next step in simulating quantum computers and information technology.
Comienzan a encontrar nuevas estructuras matemáticas con estos cálculos. Y están comprendiendo más acerca de la matemática cuántica. Nos vamos a ir todavía más profundo, hacia el giro de un solo electrón. Este será el último proyecto que les mostraré. Nuestros colegas del Centro de Computación Cuántica y Espintrónica están midiendo realmente con sus lásers la decoherencia en el giro de un único electrón. Hemos tomado esta información y construido un modelo matemático a partir de ella. Están escuchando y viendo realmente un flujo de información cuántica. Esto es muy importante para el siguiente paso en la simulación de computadores cuánticos y tecnología de información.
So these brief examples that I've shown you give you an idea of the kind of work that we're doing at the University of California, Santa Barbara, to bring together, arts, science and engineering into a new age of math, science and art. We hope that all of you will come to see the AlloSphere. Inspire us to think of new ways that we can use this unique instrument that we've created at Santa Barbara. Thank you very much. (Applause)
Así que los breves ejemplos que he mostrado les dan una idea de la clase de trabajo que hacemos en la Universidad de California, en Santa Bárbara, para unir a las artes, a la ciencia y a la ingeniería en una nueva era para las matemáticas, la ciencia y el arte. Esperamos que todos ustedes vengan a ver la AlloEsfera y nos inspiren en nuevas formas en que podamos usar este instrumento único que hemos creado en Santa Bárbara. Muchas gracias. (Aplausos)