«Каждый ученый, безусловно, несет часть профессиональной ответственности за пропаганду общественного понимания науки»

Привлечение дизайна к науке

Дизайн может принести больше пользы науке, чем наука дизайну



Упражнение на подготовительном курсе в Ульмской школе дизайна. 1958-59

У дизайна и науки непростые отношения. Или, если говорить точнее, у дизайна непростые отношения с наукой. У науки, с другой стороны, почти нет никаких отношений с дизайном, и она обычно не обращает никакого внимания на волнения и беспокойства в мире дизайна.

Исторически, дизайн практически никак не был связан с наукой. Как легко можно понять по названию, декоративно-прикладное искусство, являющееся одной из основ современного дизайна, было ближе к искусству как таковому нежели к науке. Дизайнеры и художники часто обучаются на одном факультете в университете и мыслят почти одинаково. На протяжении XX века искусство вдохновляло дизайн, а иногда и наоборот. Для многих дизайн был прежде всего стремлением к элегантной и выразительной эстетике продуктов и предметов, которые окружают нас в нашей повседневной жизни.

Поэтому исторически дизайн намного ближе к изобразительному искусству, чем к науке. Но все не так просто.

Перевод выполнен при поддержке компании EDISON Software, которая профессионально занимается разработкой для web и недавно сделала редизайн своего сайта.

В то время как эстетика была и является основной темой дизайна — наука и техника всегда играли важную роль в истории дизайна. Научные открытия привели к появлению новых технологий, новых материалов и новых социальных пространств. Но именно разработка и дизайн сделали эти технические инновации возможными и доступными для широкой общественности. Поэтому можно утверждать, что дизайн делает научный прогресс видимым и пригодным для использования.

Этот процесс не ограничивался естественными науками. В 1925 году Отто Нейрат создал «Венский метод изобразительной статистики», который в 1934 году стал ISOTYPE — символическим способом представления количественной информации. Вместе с дизайнерами Мари Нейрат (урождённая Рейдемейстер) и Гердом Арнцем, Отто Нейрат хотел создать новый визуальный язык, который бы пытался объяснить сложность мира в живописной форме. Их цель состояла в том, чтобы сообщать социальные и научные данные в форме, понятной широкой общественности.



Типичный пример информационной графики ISOTYPE. Обратите внимание на ленточный конвейер слева!

Отто Нейрат был ярым последователем логического позитивизма. Он верил в эмпирическое наблюдение и в создание рациональных причин для философского дискурса. Он был известен тем, что прерывал философские дебаты, выкрикивая «метафизически!», если корень аргумента заключался не в эмпирическом наблюдении. Поэтому он, конечно, был не тем кто интересовался выразительной эстетикой и художественной интерпретацией дизайна. И все же, ISOTYPE это очень важная веха в истории графического дизайна.

Большим достижением ISOTYPE была передача сложных статистических данных с помощью формализованного языка визуального дизайна, который позволил наблюдающим быстро понимать взаимосвязь символов и данных. В своей основополагающей книге «International Picture Language» (досл. международный язык описания изображений) Нейрат утверждает, что визуальные языки не могут заменить вербальные языки, но он также демонстрирует силу знаков и изображений, когда речь идет об объяснении сложного процесса или передаче статистических данных. Таким образом, ISOTYPE является одной из первых попыток использовать дизайн для передачи научных данных — в данном случае в основном для передачи данных из социальных наук и из истории.

Этот «рационалистический» подход к дизайну впоследствии также проводился в Ульмской школе дизайна (Hochschule fur Gestaltung Ulm / Ulm School of Design). В 1953 году Ульмская школа дизайна приняла первых учеников. С самого начала было ясно, что речь идет не только о поверхностной эстетике. У дизайна была социальная и политическая ответственность. И справиться с этой ответственностью он мог лишь став более объективным — и более научным.



Упражнение на подготовительном курсе в Ульмской школе дизайна. Студент: Джон Лоттес; Инструктор: Энтони Фрошауг; 1958-59; Предоставлено музеем HfG-Archiv / Ulmer

Важной частью обучения дизайну в Ульмской школе дизайна было создание теоретической основы и рациональной причины для дизайнерских решений. Кроме того, методичным был не только подход к проблемам дизайна, но также цели и задачи процесса проектирования. Согласно идеям и идеалам Ульмской школы дизайна, дизайн должен участвовать в социальном и интеллектуальном прогрессе. Вопрос о том был ли подход к проектированию в Ульмской школе дизайна «научным» до сих пор является одной из основных тем научных дискуссий, но можно с уверенностью сказать, что данный подход ввел форму интеллектуальной постановки вопроса в процесс проектирования, который до сих пор активно используется.

Научное сообщество никогда особо не интересовалось миром дизайна. Но во второй половине 20-го века было признано, что у науки есть коммуникационная проблема. В 1985 году Королевское общество опубликовало доклад с названием «Общественное понимание науки», который оказал на людей огромное влияние. В докладе признается важность передачи результатов научных исследований широкой общественности. Хотя время от времени упоминается термин «дизайн», можно заметить, что в докладе ни раз упоминалась взаимосвязь между дизайном и наукой.

Обязанности дизайна достаточно очевидны. Отражение истории, процесса науки и ее результатов для широкой публики это довольно сложная задача дизайна. В этом контексте дизайн предлагает большие способности и возможности. Будь то создание музейной экспозиции, дизайн инфографики или интерактивное моделирование эксперимента, дизайн может передавать научные идеи интеллектуальным, информативным и восхитительным образом. Чтобы достичь этого, дизайнер должен тесно сотрудничать с учеными и корреспондентами и передавать правильный посыл и подходящий уровень сложности.

В этом смысле дизайн интерпретирует науку и превращает эту интерпретацию в конкретный артефакт. Эта интерпретация очень важна для поиска подходящей текстовой, визуальной и интерактивной формы научного заявления.

Однако важно отметить, что этот процесс не может быть односторонним. У науки тоже есть свои обязанности. Хотя в докладе «Общественное понимание науки» говорится, что «каждый ученый, безусловно, несет часть профессиональной ответственности за пропаганду общественного понимания науки», в нем также отмечено, что «в рамках научного сообщества по-прежнему существует неприятие, связанное с вовлечением в средства массовой информации". Прошло тридцать лет, а ситуация так и не изменилась. Каждый дизайнер, который когда-либо работал с ученым, знает, что передача научной информации это действительно сложный бизнес.

Мы должны признать, что научный прогресс достиг такого уровня глубины и сложности, который трудно объяснить. Почти невозможно передать каждый аспект. Теория струн просто напросто не тривиальна. Исследования климата связаны с множеством неопределенностей. Кроме того, наука является узкоспециализированной. Существует множество научных дисциплин и субдисциплин. И даже схожие дисциплины иногда не понимают друг друга. Но мы также должны признать, что для достижения лучшего общественного понимания науки научное сообщество должно больше сотрудничать с писателями и дизайнерами.

Если наука хочет играть более активную роль в публичных дебатах, народной культуре и всеобщем образовании, ей необходимо адаптироваться и получить более полное представление о стратегиях проектирования. Общественное понимание науки это совместная работа. И в этой работе дизайн играет важную роль.

Поэтому в прошлом в отношениях между наукой и дизайном преобладали попытки сделать проект более научным и использовать дизайн, чтобы сделать науку более понятной.

Все это, конечно, прекрасно. Но я думаю, что дизайн способен на большее. Я считаю, что дизайн может внести вклад в научный прогресс. Дизайн может быть частью науки и должен ей быть. Вместо того, чтобы привносить науку в дизайн, я предлагаю привнести дизайн в науку.

Дизайн — и в частности интерактивный дизайн — обладает многими качествами, стратегиями и методологиями, которые могут внести существенный вклад в научный прогресс. Это утверждение, вероятно, удивительное — а для некоторых и оскорбительное — поскольку «дизайн» по-прежнему связан с такими вещами, как маркетинг, реклама, поверхностная эстетика, роскошь и коммерциализм. Хотя эта ассоциация не совсем ошибочна, она полностью игнорирует аспекты дизайна, которые чрезвычайно ценны для науки: инновации, потребительскую центрированность, глубокую эстетику, решение проблем, контекстную осведомленность. И, как я уже отмечал ранее, даже интуитивные аспекты процесса проектирования не являются иррациональными.

Вместо того, чтобы подробно объяснять эти аспекты, вероятно, лучше продемонстрировать силу и возможности дизайна в научном контексте, проиллюстрировав это утверждение конкретными примерами. В программе разработки интерфейса в Потсдаме мы много лет сотрудничаем с учеными. Благодаря нашим разработкам, мы внесли свой вклад в научные проекты и привнесли новые достоинства в научную работу.

Следующие проекты разработки демонстрируют мощь и возможности дизайна в науке и обращают ваше на них внимание.

Дизайн в естественных науках

Генератор органов — компьютеризованный дизайн в биологии
Роман Грейси

В процессе написания своей магистерской диссертации Роман Грейси сотрудничал с группой исследователей, которые изучают возможности 3D печати органических тканей. Он определил ряд исследовательских вопросов и проблем, которые могут быть решены с помощью дизайна. Поскольку его всецело приняли в команду, он очень тесно сотрудничал с исследователями и создал ряд внушительных вкладов для проекта.

Био-печать — довольно новая технология. Она позволяет послойно наращивать живые ткани и в настоящее время используется для создания индивидуально разработанных мини-органов. Дальнейшие разработки этой технологии направлены на печать полностью функциональных органов для медицинских трансплантаций. Принтером, используемым в этом проекте, был Cellmicks Cellmaker, который использует стереолитографию и конкретные биологические “чернила” для печати сложных мини-органов. Он имеет разрешение до 10 мкм.



Прототип программного обеспечения «Bloodline Alpha 1» под 3D-биопринтер the Cellbricks

Отправной точкой для диссертации была разработка программного интерфейса для моделирования 3D-биопринтера. Хотя эта тема сама по себе была своеобразным вызовом она перешла в прототип приложения «Bloodline Alpha 1», а тезис в свою очередь быстро перерос в более сложное исследование. Роман затронул многие вопросы, касающиеся формы данных органоидных тел. Он применил принципы генеративного дизайна к сосудистым аспектам органоидных тел и создал параметрическую систему, которая позволила ему и исследовательской группе создать большое количество различных моделей, основанных на одних и тех же порождающих принципах. Эта система создала гибкую, но контролируемую среду для дальнейших экспериментов.



Результаты построения сосудистых систем с помощью генеративного дизайна

Эта система была отражена в интерфейсе и интерактивном дизайне основного программного приложения для моделирования данных органоидных тел — так называемых «кирпичиков» органов.

Основываясь на идеях, полученных при разработке системы и программного интерфейса, Роман смог продвинуть вопросы дизайна на шаг вперед. Он обратился к испытывающему вопросу о том, как печатные органы могли бы выглядеть и работать, если бы они существовали вне человеческого тела.

Наши органы это повторение моделей на сложных органических поверхностях в трех измерениях. Эти шаблоны основаны на расположении функциональных единиц в плотных пространственных структурах человеческого тела.

“Генератор органов” демонстрирует значимость включения дизайнеров в группу научных исследований. Проектные взносы сильно зависят от объема проекта и качества результатов. В этом проекте дизайн не просто отражает научную информацию и оптимизирует программный интерфейс. Дизайн исследует неотъемлемые вопросы и возможности проекта. Таким образом, дизайн влияет на науку — и наоборот.

Проект дипломной работы «Генератор органов», Программа разработки интерфейса, Университет прикладных наук Потсдама
Руководители: профессор Борис Мюллер и профессор Маттиас Крон
Партнеры: Cellbricks GmbH и Intuity Media Lab GmbH

Дизайн в гуманитарных науках

VIKUS Viewer

Катрин Глинка, Кристофер Питч и профессор д-р Мариан Дёрк

В последние несколько лет ряд культурных учреждений оцифровали свои коллекции. Во многих случаях медийные базы данных, в которых хранятся коллекции, содержат подробный и высококачественный контент. Но базам данных часто не хватает интерфейсов для работы с оцифрованным материалом. Не хватает инструментов для изучения, визуализации, организации и понимания культурных коллекций, которые помогают ученым в их работе.

Целью исследовательского проекта VIKUS является исследование роли визуализации данных и графических пользовательских интерфейсов в исследовании и экспертизе оцифрованных культурных коллекций. Наша команда исследователей проектирует, разрабатывает и оценивает интерактивные системы, которые поддерживают ученых и академиков, работающих с культурными коллекциями.

Одним из результатов проекта VIKUS является интерактивная визуализация VIKUS Viewer в исполнении Past Visions



Визуализация исторических рисунков Фридриха Вильгельма IV

Визуализация основана на цифровой коллекции рисунков Фридриха Вильгельма IV Пруссии (1795-1861). Чертежи отражают его личные идеи об искусстве и архитектуре, а также литературные влияния или современные события, такие как войны и революции. База данных содержит 1492 изображения с высоким разрешением, которые включают в себя рисунки, эскизы и соответствующие метаданные.

Интерактивная визуализация предоставляет пользователям несколько способов организации, изучения и согласования изображений. Ее реализация подобна динамическому холсту, на котором рисунки распределены по годам или согласно сходству. Инструменты для интерактивной фильтрации и масштабирования делают визуализацию очень гибкой и очень мощной, так как пользователи могут беспрепятственно переходить от высокоуровневых обзоров к кластерам и к крупным планам.



Эта визуализация позволяет культурологам видеть коллекцию и исследовать ее согласно временным и тематическим аспектам без абстрактного представления отдельных рисунков в виде общих фигур. Интерактивная визуализация выявляет как временные, так и тематические структуры в коллекции и дает возможность исследовать сканы отдельных чертежей с высоким разрешением.

VIKUS Viewer предоставляет культурологам инновационный, ценный и эффективный способ работы с цифровыми культурными коллекциями. Это хорошо разработанный инструмент для научных исследований, генерирующий новые идеи, которые иначе были бы потеряны или незаметны.

Подобно тому, как технология предоставляет ученым новые технологические инструменты для измерения, записи и анализа, дизайн предоставляет науке новые концептуальные инструменты для исследования и оценки данных.

Дизайн в исследованиях воздействия на климат

Краткая история выбросов CO2

Джулиан Браун, доктор Эльмар Криглер, профессор Борис Мюллер и др.



Изменение климата является одной из самых важных задач XXI века. Эта проблема подкрадывается незаметно, поскольку это постепенный процесс, который происходит на протяжении уже многих лет. Изменение климата широко обсуждается только тогда, когда происходят катастрофы вроде ураганов или массовых наводнений. Но это серьезная угроза глобальной стабильности, которую нужно понимать и с которой нужно что-то делать.

Как объясняет мой коллега Эльмар Криглер из Потсдамского института изучения климатических изменений (PIK): «Изменение климата происходит уже сегодня (с потеплением на 1 градус с доиндустриальных времен) и даже если учесть, что Парижское соглашение будет успешно реализовано, повышение температуры будет продолжаться до середины века (температура повысится еще на полградуса или немного больше до 2050 года). Поэтому некоторых катастроф не избежать, например, усиления штормов, жары и засухи, повышение уровня моря, отбеливания коралловых рифов, но цель состоит в том, чтобы избежать худшего

Выбросы парниковых газов являются одной из основных проблем, лежащих в основе изменения климата. Совместно с Потсдамским институтом изучения климатических изменений Urban Complexity Lab университета прикладных наук Потсдама разработала короткометражный фильм о выбросах CO2 и глобальном потеплении. В нашем фильме «Краткая история выбросов CO2» мы представляем географическое распределение и историческое измерение выбросов углекислого газа.



Мы буквально хотели показать, где и когда осуществлялся выброс CO2 за последние 250 лет — и где выбросы могут осуществляться в ближайшие 80 лет, если не будет предпринято никаких действий. Визуализируя глобальное распределение и количество накопленного СО2, мы смогли создать внушительное изображение, которое очень четко демонстрирует доминирующие области выброса CO2 и временные интервалы. Формат короткометражного фильма дал нам также возможность предоставить контекст и рассказать историю. Таким образом, данные не только визуализируются, но и являются частью повествования. Мы считаем, что это сочетание фактов и повествования является отличным форматом для информирования широкой аудитории о причинах и последствиях изменения климата.

Наша цель заключалась не только в повышении осведомленности о климатических изменениях, но и в соотношении фактов и данных. Это было возможно только благодаря сотрудничеству с климатологами. Команда из Потсдамского института изучения климатических изменений выбирает самые последние и авторитетные источники информации по этой теме. Одним из важных источников были данные из Центра анализа информации о двуокиси углерода. Он обеспечивает самые длинные временные ряды “сетчатых” (т.е. пространственно распределенных) выбросов CO2 от сжигания ископаемого топлива и производства цемента.

Хотя наш короткометражный фильм это в первую очередь передача научной информации и хороший пример для «общественного понимания науки», сотрудничество с исследователями из Потсдамского института изучения климатических изменений оказалось познавательным и вдохновляющим для обеих сторон. Это породило проект SENSES, который рассмотрит проблемы визуализации глобальных сценариев изменения климата в более широких масштабах.

Заключение

Наука — одна из важнейших основ нашего современного мира. Это справедливо не только для естественных наук, но и для гуманитарных наук. Первоначально дизайн стоял между искусством и техникой. Но с ростом цифровых технологий он стал более актуальным для более широкого круга тем и вопросов. Мы достигли точки, когда дизайн — как дисциплина — может способствовать научному прогрессу; и он действительно стал частью науки.

Один из самых важных вкладов — это, конечно, визуализация в самом широком смысле этого слова. Дизайнеры — имиджмейкеры. И сегодня изображения играют очень важную роль в передаче научной информации и в самой научной работе. Если ваша научная работа связана с изображениями любого рода, вы имеете дело с вопросами дизайна. Для рассмотрения этих вопросов с научной целостностью требуются дизайнеры.

Но помимо создания изображений дизайн также может играть важную роль в научной работе. Дизайнеров учат решать проблемы и быть соавторами. Как показал проект «Генератор органов», дизайнеры могут внести ценный вклад в рамках исследовательского проекта.

Поэтому наука должна объединяться с дизайном — и наоборот. Чтобы это произошло, обе области должны быть более открытыми и должны взаимодействовать друг с другом. Научное сообщество должно понимать «дизайн» не только как помощника в смысле «общественного понимания наук», но и как область способную внести вклад в научную работу. То же самое правило работает и для дизайна. Если дизайн будет брать на себя ответственность за то, что происходит в мире, ему нужно больше объединяться с научными дисциплинами и передавать наукам качества, присущие дизайну.

Это не оставит дизайн без изменений. Это станет вызовом тому, как мы преподаем дизайн и как применяем его сегодня. Нам понадобятся новые пространства, где дизайн и наука смогут встречаться на равных условиях. Нам понадобятся новые формы финансирования исследований, которые требуют задействования дизайнеров. Нам нужно осознать потенциал передового опыта в сотрудничестве областей науки и дизайна.

Я твердо убежден, что дизайнеры как специалисты по распространению информации, как люди, разрешающие проблемы, как авторы изображений, как создатели и соавторы, могут внести важный и ценный вклад в научный прогресс.

Это эссе рассмотрел мой коллега Мариан Дёрк. Он опытный учёный, работающий в области компьютерных наук, а я опытный интерактивный дизайнер. Совместно работая в лаборатории Urban Complexity Lab, мы являемся живым примером успешного сотрудничества в области науки и дизайна!

Благодарю Мариана Дёрка.