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.
A AlloSphere. É um esfera de metal de três partes em uma câmara acústica. Pense na AlloSphere como um grande, microscópio digital multifuncional conectado a um supercomputador. 20 pesquisadores podem ficar na ponte suspensa dentro da esfera, e completamente imersos em seus dados.
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 se um time de físicos pudessem entrar em um átomo e ver e ouvir os elétrons girando. Imagine se um grupo de escultores pudessem entrar na estrutura dos átomos e esculpir a matéria. Imagine se uma equipe de cirurgiões pudessem voar pelo cérebro, como se fosse um mundo, e ver tecidos como paisagens, e escutar os níveis sanguíneos como música. Esse é um estudo que vocês estão prestes a ver e que nós chamamos de AlloSphere.
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.
Mas primeiro um pouco desse grupo de artistas, cientistas, e engenheiros, que trabalharam juntos. Eu sou um compositor, um maestro, e inventor da AlloSphere. Com meus colegas artistas, nós projetamos algoritmos matemáticos complexos apresentados no tempo e espaço, em forma visual e sonora. Nossos colegas cientistas estão procurando novos padrões na informação. E nossos colegas engenheiros estão construindo um dos maiores computadores multifuncionais do mundo para todo tipo de exploração de dados. Vou passear por cinco projetos de pesquisa na AlloSphere que vão levar você do nível macroscópico até ao nível dos elétrons.
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.
O primeiro projeto chama-se AlloBrain. E nossa tentativa de quantificar a beleza investigando quais regiões do cérebro são atingidas quando vislumbramos a beleza de alguma coisa. Você irá viajar através do córtex cerebral dos meus colegas. Nossa narrativa é baseada em dados reais de ressonância magnética que foram projetados de forma visual e sonora. O cérebro agora é um mundo que podemos atravessar e interagir. Você pode ver 12 programas inteligentes, que são pequenos retângulos que passeiam no cérebro com você. Eles representam os níveis de densidade do sangue. E eles são apresentados em forma de som. Níveis altos de densidade significam mais atividade naquele ponto do cérebro. Eles sinalizam essas densidades a você de forma que sons altos representam altas densidades.
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.
Vamos agora de dados biológicos reais para algoritmos biológicos que criam a natureza artificial na nossa próxima apresentação científica e artística. Nessa apresentação, os algoritmos biológicos estão nos ajudando a entender a geração espontânea e crescimento. Muito importante para simulações da nanociência. Para artistas, estamos criando novos mundos que podemos descobrir e explorar. Com esse algoritmos crescendo a cada dia, eles interagem e se comunicam como um enxame de insetos. Nossos pesquisadores estão interagindo com esses dados injetando código bacteriano, que são programas de computador, que permitem que essas criaturas cresçam a cada dia. Nos vamos agora de um mundo biológico e macroscópico, para o mundo atômico, onde passeamos na estrutura atômica. Esses são dados reais de um microscópio atômico dos meus colegas no centro de energia luminosa e estado solido. Eles descobriram um nova liga, um novo material para células 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.
Nos passeamos através de 2.000 estruturas atômicas -- Oxigênio, hidrogênio e zinco. Você vê a ligação no triângulo. Ela está nos 4 átomos de zinco azul ligados com um átomo de hidrogênio branco. Você vê o fluxo de elétrons em linhas que nós como artistas geramos para os cientistas. Permite encontrar os nós de ligação em qualquer estrutura atômica. Imaginamos isso com uma bela arte em estrutura. O som que vocês estão ouvindo é o atual espectro de emissão desses átomos. Nós mapeamos eles em faixas de áudio. E eles cantam para vocês. Oxigênio, hidrogênio e zinco tem suas próprias assinaturas. Vamos agora um pouco mais longe como se fossemos dessa estrutura atômica para um único átomo de hidrogênio.
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.
Trabalhamos com nossos colegas físicos que nos forneceram cálculos matemáticos da equação de tempo de Schrödinger em 3D. O que estão vendo agora é a superposição de um elétron nas três órbitas internas do átomo de hidrogênio. Nós estamos ouvindo e vendo o fluxo de elétrons em linhas. Os pontos brancos são as ondas de probabilidades que mostrarão a você onde o elétron está em um certo ponto do espaço-tempo nessa configuração particular de três órbitas. Em um minuto vamos para uma configuração de duas órbitas. E vocês vão notar uma pulsação. E vão ouvir uma ondulação no som. Isso é na verdade um emissor de luz. Assim que o som começa a pulsar e contrair, nossos físicos podem dizer quando um fóton será emitido.
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.
Eles começam a procurar por novas estruturas matemáticas nesses cálculos. E eles descobrem mais sobre a matemática quântica. Vamos um pouco mais longe, para um único elétron girando. Esse é o último projeto que mostrarei a vocês. Nossos colegas no centro de computação quântica e spintrônica, estão medindo com laser a incoerência em um único giro de elétron. Nós obtivemos essa informação e fizemos um modelo matemático por fora. Na verdade vocês estão vendo e ouvindo o fluxo de informação quântica. Isso é muito importante para o próximo passo para simular computadores quânticos e tecnologia da informação.
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)
Esses exemplos resumidos que eu mostrei dão uma idéia do tipo de trabalho que estamos fazendo em Santa Bárbara, na Universidade da Califórnia. para unir arte, ciência, e engenharia. numa nova era de matemática, ciência e arte. Esperamos que todos venham conhecer a AlloSphere. Nos inspire a pensar em novas formas que podemos usar esse instrumento único que criamos em Santa Bárbara. Muito Obrigado. (Aplausos)