Проблемы графической визуализации науки.

Источник: https://digicult.it/news/graphical-abstracts-visualization-science/

Автор: Carla Langella, Architect and Assistant Professor

Ориентация на использование возможностей дизайна для визуализации процессов, уже утвердившаяся в экономике и маркетинге, начинает распространяться и в научной среде. Дизайн может открыть для направлений науки пути присутствия в новых сферах деятельности, новые темы, отвечающие потребностям общества и рынка, стимулировать «творческий потенциал» науки благодаря своей способности делать науку зримой.

Для развития направлений дизайна отношения с биологическими науками открывают новые перспективы. В связи с этим возникают новые необычные профессиональные профили, такие как графический абстрактный дизайнер, мультимедийный дизайнер. Дизайн позволяет переводит научные процессы в видео и цифровую анимацию, трансформируя научный контент в популярные формы, такие как презентации, иллюстрации, инфо-графика, приложения и оборудование. Это делает их более понятными и доступными для профессионалов, таких как врачи и биологи, или, в целом, общество, которые используют эти приложения и оборудование в своей работе.
Более того, визуализация научных процессов стала эффективным маркетинговым инструментом для представления содержания исследований, связанных с медициной, одеждой, спортивными аксессуарами, биомедицинскими продуктами, косметикой и спортивными аксессуарами. Однако научная визуализация с помощью дизайна также может использоваться средствами массовой информации для воздействия на общественное мнение по конкретным направлениям политики в области науки и развития. В этом случае этические и социальные последствия являются сложными и актуальными.

Научные журналы, как правило, запрашивают при представлении статьи графический материал, иллюстрирующий основные элементы статьи, своего рода концептуальную карту. Таким образом у ученых возникает острая потребность в визуализации научного материала, которую в большинстве случаев они не могут решить сами. Именно по этой причине рождаются такие платформы, как Mind the Graph, основанная ученым Фабрицио Памплона. Mind the Graph сотрудничает с графической студией для создания графических тезисов, картин для публикаций, презентаций и других форм научной коммуникации. Это онлайн-платформа, которая помогает ученым создавать изображения с предустановленными форматами, значками и логикой. Однако проблема с такими платформами состоит в том, что дизайн сводится к автоматизму, шаблонам и стандартным изображениям, а качество конечного результата страдает.

Во всяком случае, появление продуктов с новой характеристикой, такой как Mind the G raph, пока не позволяет доказательно расширить возможности решать задачи, которые требуют срочности. Только те, кто сможет адаптироваться к гибридному подходу, погрузиться в какую-либо научную тему и интерпретировать ее так, чтобы их взгляд мог обогатить научную точку зрения, не искажая и не игнорируя ее, сможет в полной мере решить проблему. Это означает возможность в короткие сроки понять основные приоритетные концепции, которые будут верно переданы, даже если научные идеи не полностью освоены. Разработчику необходимо адаптировать свой темп к достижению результатов в очень короткие сроки, поскольку цель ученых — как можно скорее публиковать свои открытия, прежде чем другим удастся сделать нечто подобное раньше.

Именно умение выбирать контент для общения, чтобы донести суть научной проблемы, обеспечивает эффективность дизайнера, который визуализирует науку. Описывать графически и синтетически процесс, который визуализирует глубокое понимание всех деталей, как это понимает и хочет показать ученый, очень сложно. Часто результатом являются сложные изображения, в которых логические уровни перекрываются, теряя свою иерархическую структуру. Дизайнеры должны научиться структурировать иерархию концепций, чтобы сделать их представление наиболее выразительными.
Во введении к Science Communication in Theory and Practicei авторы подчеркивают стратегическую роль вовлечения максимально широкой общественности в научное общение. В статье перечислены пять критериев, которые нужно учитывать при оценке воздействия научной коммуникации: экономический, утилитарный, демократический, культурный и социальный. По таким критериям следует моделировать диалог с гражданами о результатах и проблемах научной деятельности и обеспечивать участие ученых в общественной жизни. Дизайнеры и художники, в зависимости от задачи передать определенные ценности, концепции и принципы, могут иллюстрировать научную информацию как для широкой общественности, так и очень конкретным сегментам пользователей.
Особое внимание следует уделять естественным и социальным наукам. Визуализированные повествования, изложение информацию инфографически, обеспечивают вовлечение и включение широкой общественности в образовательный процесс. Если цель ученых состоит в достижении наиболее эффективных результатов за короткий промежуток времени, участие дизайнеров может помочь им решить эти задачи и стать более понятными для научных сообществ и широкой общественности.

По мнению Паувеля в Visual Cultures of Scienceii, роль дизайна более шире, чем простая коммуникационная функция, поскольку вмешательство дизайна в визуализацию данных и понятий с разных точек зрения стимулирует ученых к переосмыслению по-новому своих собственных знаний, позволяя им открывать чувственные аспекты, которые могли бы добавить к исследованиям плодотворные мысли и нестандартные подходы.

Таким образом, дизайнеры могут способствовать научным знаниям, интерпретируя и стимулируя разнообразие способов научного описания через изображение. Визуализация информации предоставляет ученым возможность совершенствование каталогизации, анализа, интерпретации, обмена, обновления и разработки, а дает новое видение, которое способствует открытиям.

Стюарт МакКи опубликовал статью в журнале Eye, озаглавленную «Сделать видимое невидимым», в которой он спрашивает себя: «Могут ли дизайнеры и ученые научить друг друга, как выражать новые понятия в тексте и изображении?» Отвечая на этот вопрос, МакКи описывает различные пересечения между учеными и дизайнерами, дизайнерами и художниками. Среди самых известных Фелис Франкель (Felice Frankel), ученый, фотограф и дизайнер, сотрудничает с двумя учеными из Массачусетского технологического института. Их проект визуализации дрожжей был очень противоречивым, потому что, делая научный образ «чище», Фелис отказалась от изображения чашек «Петри». Таким образом, она удалила технически важный элемент для понимания и повторения эксперимента, фундаментального для научных публикаций. Этот эпизод подчеркивает серьезную проблему в визуализации науки: обязанность дизайнеров подойти к научным данным и протоколам строго без ущерба научной ценности информации и требованиям, признанным в научном сообществе. Это проблема, которая, вероятно, будет осложнять разработку дизайнерами альтернативных и необычных форм языка для визуализации науки.

В статье «Экранизированный рассказ о событиях в области визуализации биотехнологии» Хизер Коркоран подчеркивает, что одна из самых больших проблем в сотрудничестве между дизайнерами и учеными связана с тем, что научные данные остаются в основном у ученых, которые неохотно делятся ими с дизайнерами, которые работают над визууализацией этих данных. Это сопротивление ученых ослабляет коммуникационный потенциал дизайна. Однако следует учитывать, что визуализация имеет целью не только ориентацию на научное сообщество. Она может оказаться решающим фактором для достижения привлечения внимания общественности, что расширяет поиск возможных спонсоров, которые благодаря представительному посредничеству могут легче понять инновационный потенциал научной работы.

Еще одна важная область визуализации биологических наук, способная популяризировать самые передовые научные исследования, в том числе, с помощью таких инструментов, как интернет и социальные сети, — это цифровая анимация. В 2006 году Гарвардский университет сотрудничал с XVIVO для развития анимации, направленной на то, чтобы позволить студентам-биологам совершить виртуальное путешествие в микроскопический мир клетки. В этом контексте родилось «культовое» видео в визуализации наук «Внутренняя жизнь клетки», которое следует за движением лейкоцита в эндотелии и его реакцией на внешние раздражители.

С тех пор XVIVO создали еще более удивительные анимации, которые собранны в серии BioVisions от Harvard. Среди них: «Питание клетки: митохондрии», которая следует за механизмами производства АТФ в митохондриальной мембране и «Внутренняя жизнь клетки: белковая упаковка», которая показывает переполненное внутреннее пространство клетки. Описанные версии этих анимаций доступны онлайн на веб-сайте организации BioVisions, основанной Робертом А. Лью и поддерживаемой Медицинским институтом Говарда Хьюза и Гарвардским университетом, которая посвящена разработке научных видеороликов. Новая и эффективная визуализация может способствовать развитию наук, способствующих новым предвидениям и открытиям. Способность дизайна создавать научную картинку с использованием трехмерной графики и анимации, иллюстрируя понятия и процессы, которые ученые могут только описать, но не представить визуально, расширяет возможности развития науки.

Другая компания по визуализации науки — это Visual Science, которая предлагает услуги для таких отраслей, как биомедицина, фармацевтика, нанотехнологии, химикаты и микроэлектроника. Помимо научной экспертизы, компания занимается разработкой и созданием изображений, производством фильмов, разработку игр и маркетинговых решений, которые новаторски и эффективно иллюстрируют проекты, продукты и услуги для специализированной и гетерогенной аудитории. В дополнение к внутренней команде в компании также работают более 70 научных консультантов из различных областей, из престижных университетов и международных исследовательских центров, чтобы обеспечить надлежащее управление специализированным научным контентом.

Основными направлениями деятельности Visual Science являются научное точное трехмерное моделирование продуктов, процессов и технологий, цифровая анимация, иллюстрация, дополненная и виртуальная реальность. Основными клиентами являются исследовательские центры, университеты и компании, предлагающие решения для научной коммуникации, маркетинга и обучения. Интересно посетить галерею проектов, разработанных Visual Science, чтобы посмотреть, как экспрессивные коды и визуальные языки варьируются в зависимости от сферы применения (наука, технология, медицина и т. д.) и в зависимости от коммуникативного направления (анимация, инфографика, плакат, 3D-модель, обложки научных журналов и т. д.).

Отношения между дизайнерами и учеными, как утверждает Паола Антонелли в предисловии к каталогу выставки Design and Elastic Mind, должны быть взаимно однозначными и основанными на диалоге, действующими в обоих направлениях, приносящими пользу всем вовлеченным сторонам. Сьюзен Гринфилд, британский ученый и писатель, специализирующаяся на физиологии мозга, утверждает, что ученые должны всегда полагаться на творчество, чтобы интерпретировать потребности общества. В то же время дизайнеры и художники должны знать о достижениях новых нейрофизиологических наук, которые описывают процессы, чтобы более эффективно и плодотворно испльзовать это в своей работе.

В тексте «Поиски идентичности в XXI веке» Гринфилд решает проблему пластичности мозга, представляющую большой интерес для художников и дизайнеров, а также для широкой общественности. Мозг — это очень пластичный и динамичный орган, всегда подверженный постоянным структурным и физиологическим изменениям, связанным с изменениями образа жизни, рабочих инструментов и контекстов активности. Все эти элементы влияют на способ восприятия и понимания информации. Очень ярким примером влияния пластичности мозга является физиологические изменения, наблюдаемые в мозгу очень молодых людей, из-за использования чрезмерного использования устройств на основе scree, вызванных ретро-освещением и скоростью изображения, которые уменьшают способность фокусироваться и концентрироваться. Это очень полезный научный текст для дизайнеров и художников, потому что он описывает творческий процесс с точки зрения явлений и нейронных связей, обобщенный в три этапа: деконструкция, построение новых ассоциаций и присвоение новых значений новым ассоциациям через связи.

Подобные эссе могут быть очень полезны для профессионалов, приближающихся к научной визуализации, поскольку они позволяют понять неврологические явления, которые лежат в основе усвоения сложных понятий и помочь максимально повысить коммуникативную эффективность работы дизайнера для науки. Поэтому дизайн поддерживает науку, и в то же время наука помогает дизайну приобретать определенное понимание логики, на которой основана работа науки, чтобы сделать визуализацию более точной и надежной.

Одной из стратегий цифрового искусства по сокращению дистанции между людьми и процессами и логикой природы, а также осознанием переплетения между биологической областью и областью синтетического является создание цифровых организмов и экосистем, как в Syntfarm. Syntfarm — коллектив, родившийся в 2007 году между Германией и Сингапуром, из сотрудничества Андреаса Шлегеля и Владимира Тодоровиви. Коллектив исследует и сохраняет структуры динамических природных экосистем, переводя их в цифровые экосистемы, которые представляют собой не только отображения, либо графические представления организмов и природных сред, по тем же правилам и принципам, что и в природе.

Syntfarm работает с четырьмя источниками: атмосферой, биосферой, литосферой и гидросферой. Этот подход направлен на экспериментирование, демонстрацию и понимание жизни на планете с ее правилами и потребностями с целью предложить своего рода онлайновую энциклопедию, которая постоянно обновляется. Проект разделен на три этапа, характеризующихся различными видами деятельности. NOAnetwork of action — это циклическая система сбора данных, которая связывает различные сайты и различные экосистемы с целью создания связей и синергии между удаленными местами. Данные собирают в одном месте, чтобы затем, восстановив их, и показывать в другом месте.

В том же месте, где происходит отображение этих данных, начинается новый сбор данных. Таким образом, цикл может продолжаться бесконечно. Проект NODAAutonomous data objects, представляет собой физические объекты, которые хронологически архивируют на определенном сайте уже произошедшие события. Архивированные данные являются научными и объективными, связанными с жизнью конкретных объектов, такими как качество воздуха, температура, влажность, давление. В разделе SEsynthetic ecosystem все комплекты данных, полученные NOA и NODAA, хранятся в виде организмов и цифровых сред, в модулях, определенных как фермы, как если бы они были культивирующимися организмами в цифровой среде. Все фермы, имитирующие процессы и системы, которые наблюдались в физическом пространстве и которые имеют динамику поведения, развивают симуляцию потенциального поведения будущих экосистем.

Приведенные иллюстрации — это всего лишь несколько примеров, показывающих возможности подачи информации, различные языковые и выразительные коды, которые на международной арене помогают демонстрировать разнообразную и многообразную вселенную, которая создает стоки для художников и дизайнеров, ориентированных на то, чтобы вносить свой вклад в развитие науки.