Press "Enter" to skip to content

Scientific Visualization Meets Biology | Peter Mindek | TEDxDonauinsel


[Музыка]
Мне всегда нравится рисовать это не просто
свободное время для меня, как ребенок, это было
также способ провести время в школе
всякий раз, когда они что-то объясняли
Я уже знал то, чего просто не было
интересует как вы можете себе представить
учителям не понравилось, они думали, что мой
рисование было бесполезно, и тогда они
не использовал необычные термины, такие как внимание
синдром дефицита они просто думали
Я был глуп и поэтому в какой-то момент один из
учителям было достаточно, я должен был пойти в
психолог, который должен был подтвердить
их гипотеза, что я был глуп, поэтому я
можно отправить в специальную школу для детей
как я, и действительно они нашли, что я не был
нормально они нашли мою инвалидность не было
Тайский дефицит Kieu но тот факт, что я
был одарен, и они отправили меня к
специальная школа для детей, как я и
нет никаких вопросов, которые я задал
считается глупым вместо учителей
помогали мне развивать свое любопытство
и вместо того, чтобы заставить меня запомнить
вещи, которые были повторены мне снова и
над учителями заботились о моем
интересует также те, которые в другом месте
будет считаться бесполезным, как рисование
был один учитель, который сделал меня
особенно интересует предмет
независимо от того, что это была моя информатика
учитель в свободное время он был
программирование всевозможных визуальных эффектов
просто для удовольствия, и он показал мне, как это сделать
это и я был очарован вдруг у меня было
совершенно новые камеры передо мной
экран компьютера, и это дало мне
бесконечные возможности, которые я мог бы нарисовать
самые сложные формы, просто говоря
компьютер что делать я так научился
многие вещи , которые я мог экспериментировать , я узнал ,
что если я возьму каждую точку на экране
и взять его координаты и применить
простая математическая операция над ними
и скажи компьютеру использовать это как
цвет
Я мог бы такую картину или если я скажу
компьютер, чтобы повторить несколько простых правил, которые я
может нарисовать дерево
это выглядит более реалистично, и если я играю
вокруг с параметрами, которые я могу получить
что-то совершенно безумное еще несколько
формулы и я мог бы построить целые миры
хотя это было совершенно бесполезно
увлекательно для меня, что я могу сделать такой
изображения с несколькими простыми строками кода
вот так я попал в компьютерную графику
когда он джентльмен, меня зовут Пьер
Я из Словакии и я исследователь
в Техническом университете Вены, о
позвольте мне привести несколько примеров того, что мы
иметь дело с в моей повседневной работе, так что мой
научная область научная
визуализация мы помогаем ученым из
разные домены, чтобы понять и
анализировать их сложные данные, мы делаем это
создание компьютерных алгоритмов, которые превращают
данные в легко понятные
изображения и позвольте мне рассказать вам об одном
конкретная проблема, с которой мы столкнулись
когда мы работали с молекулярными
биологи молекулярная биология дает
нам понять, как жизнь работает на
самые фундаментальные ученые уровня в
это поле изучают макромолекулы
такие как белки или нуклеиновые кислоты
основные строительные блоки всего
что живет, и они уже знают
много о них, но они все еще учатся
что-то новое каждый день невероятно
рассказы о том, как молекулы, как крошечные
маленькие машины делают жизнь, но
молекулы не видно, они слишком
маленький все, что мы видим, даже когда
глядя в микроскоп это
потому что это отражает или преломляет слайды
в наших глазах, но молекулы настолько крошечные
они меньше , чем длина волны
свет, так что свет идет прямо
через них он даже не замечает их
поэтому мы не можем видеть отдельные молекулы
для самых больших мы можем стрелять
электроны на них вместо света
потому что электроны намного короче
длина волны, но это все еще не хорошо
достаточно, чтобы решить атомный состав
молекула, поэтому всякий раз, когда мы хотим
документ, что мы узнали о нано
Мир , который мы должны нарисовать его и
это очень трудоемкие задачи
особенно если мы хотим показать весь
микроорганизм или вирус достаточно подробно
так что мы можем увидеть отдельные белки
Дэвид Гудселл молекулярный биолог в
Институт Скриппса в La Jolla
Калифорния творит невероятное
акварельные иллюстрации бактерий и
вирусы
где вы можете увидеть человека
макромолекулы эти изображения показывают, как
плотно упакованы белками эти
микроорганизмы он способен создавать
эти картины благодаря всем
знание, которое мы имеем от молекулярного
биология и благодаря его невероятному
художественный талант, но всякий раз, когда мы учимся
что-то новое, эти изображения могут стать
устарели мы должны сделать их из
царапин и так в своем исследовании ВИЧ наших
сотрудники в Институте Скриппса
принял другой подход, они используют компьютеры
построить самую сложную модель ВИЧ
вирус с помощью различных наблюдений и
эксперименты они обнаружили структуру
Частицы ВИЧ и они сделали
трехмерные модели так подробно
что он содержит отдельные молекулы
из которого состоит вирус, но это
Модель была настолько большой, что это было очень
проблемно для компьютера показать это
на экране , и это , откуда мы пришли
в игру, кто сделал компьютерный алгоритм
который может показать модель ВИЧ, как
это и может сделать это очень быстро
десятки раз в секунду, и это быстро
достаточно, чтобы показать не только структуру
а вируса ВИЧ, но
также создавать интерактивные анимации мы
Теперь можно погрузиться и наблюдать за атомным
подробности вируса это что-то
что никакой микроскоп не может сделать здесь вы можете
увидеть отдельные молекулы липидов
образуя мембрану вокруг вируса
и переустройство пунктов макро молекулы
белка прямо рядом с ним, когда
Создавая этот алгоритм, мы были вдохновлены
по картинам Дэвида Гудселла мы
попытаться подражать его уникальный визуальный стиль
которые могут сделать иллюстрации таких
плотно упакованные среды информативные
но и красивая эта технология
огромные потенциальные последствия для нашего
образовательная система
это заставляет нас переосмыслить, как мы преподаем биологию
нам не нужно ждать месяцами или
лет до рисованной иллюстрации
сделать из учебников иллюстрации
можно сделать мгновенно с помощью компьютера
алгоритм, который может
отражать все эти новые знания, которые мы
приобрел с этой технологией, если студент
есть вопрос, вопрос может быть
ответил с визуальным, потому что
картины , которые мы делаем не статичны там
больше нет глупых вопросов просто
потому что учитель не имел надлежащего
иллюстрация под рукой иллюстрация
можно сделать мгновенно по запросу, но это
не останавливаться на достигнутом, мы не только хотим
узнать о биологии узнать о болезнях
мы хотим вылечить их
компьютерная визуализация помогла нам
понять, как взаимодействуют молекулы и
помогает нам найти способы создания лекарств
которые могут отключить механизм
клетки-паразиты и покинуть наши собственные клетки
нетронутым, но это не всегда возможно
по крайней мере, не с простыми молекулами
представьте себе наноскопического робота, который бы
быть в состоянии искать бактериальную клеточную собаку
на него и убить его механически
сверлить отверстие в его мембране это
может звучать как научная фантастика, но
на самом деле наши сотрудники в
Австрийский институт технологий
работает над таким нано роботом прямо сейчас
в качестве строительного материала, который они используют
ДНК, как вы, наверное, знаете, ДНК очень
длинная молекула, которая кодирует
информация о том, как строятся наши тела, но
есть еще один аспект к нему
благодаря пониманию его состава
и структура у нас теперь есть технология
что позволяет нам создавать собственные ДНК
пряди, которые складываются в заранее определенные формы
это могут быть простые геометрические объекты
как куб или цилиндр, но мы можем
уже делают сложные структуры, которые
выполнять функции
благодаря их физической форме и их
реактивность с другими молекулами ,
разработать собственную молекулу ДНК, которая неисправна
сам по его созданию в
функциональных патогенных роботов нет
легкая задача, вы не можете сделать это с ручкой
и бумаги , но через силу
компьютерную графику вы можете отобразить
Нити ДНК и их целевая геометрия
до их создания в виртуальном
среда, в которой ученые могут
манипулировать ими на любом уровне детализации
от общей формы вплоть до
на отдельные предметы
и модели, которые они создают в компьютере
затем может быть превращен в реальный физический
вещи клетка складывания ДНК оригами
компьютерная графика помогает нам сдвинуть
границы возможного пути
как мы преподаем науку или как мы находим пути
как вылечить болезни там невероятно
потенциал в то, что на первом
сайт может рассматриваться как бесполезный маленький
игра и как компьютерная анимация может
сделать ребенка любопытным о биологии я
надеюсь, что я сделал вас немного любопытным
о компьютерной графике это может сделать
много для нас спасибо
[Аплодисменты]
[Музыка]
Please follow and like us:

Be First to Comment

Добавить комментарий