Τι βλέπετε όταν βλέπετε αυτές τις εικόνες; Μικροσκοπικά κύτταρα, διατομές των οστών, αιμοφόρα αγγεία - αυτές οι βιολογικές δομές όλα έρχονται στο μυαλό. Όλες αυτές οι εικασίες θα ήταν λάθος.
σχετικό περιεχόμενο
- Αποικίες καλλιεργητικών βακτηρίων κάνουν την ψυχεδελική τέχνη
Με την πρώτη ματιά το έργο του αυστραλιανού γενετικού καλλιτέχνη Jonathan McCabe μπορεί να μοιάζει με βιολογικό δείγμα χρωματισμένο με μερικά ψυχεδελικά χημικά για αποτέλεσμα, αλλά δεν είναι βιολογία. Δημιούργησε όλες αυτές τις εικόνες χρησιμοποιώντας αλγορίθμους υπολογιστών που βασίζονται σε μια ελάχιστα γνωστή βιολογική θεωρία για το πώς τα κύτταρα αναπτύσσονται τυχαία σε πρότυπα και σχηματίζουν τάξη ανάμεσα στο χάος.
Αλλά, πριν βυθίσουμε στη θεωρητική βιολογία, τι ακριβώς είναι γενετική τέχνη;
Το γενετικό έργο τέχνης γίνεται με τη βοήθεια κάποιου εξωτερικού συστήματος (συνήθως ένα πρόγραμμα υπολογιστή ή αλγόριθμος, αλλά οι χημικές αντιδράσεις θα λειτουργούσαν επίσης) που επεξεργάζεται και μετασχηματίζει τις αρχικές εισροές. Αυτές οι εισροές μπορούν να είναι οπτικές, στατιστικές ή ακόμα και μουσικές - θα μπορούσαν να αφήσουν τροφή για να σαπίσουν, δημιουργώντας ευαίσθητα δαχτυλίδια μούχλας ή ακόμα και έναν τεχνητό κώδικα DNA που χρησιμοποιείται για την κατασκευή τρισδιάστατων μοντέλων πόλεων. Και ένα σύστημα μπορεί να παράγει πολλά διαφορετικά τελικά προϊόντα.
Η συμμετοχή της δημιουργίας της τέχνης από τον απόλυτο έλεγχο του καλλιτέχνη εισάγει ένα στοιχείο έκπληξης. "Η γενετική τέχνη μπορεί να είναι εθιστική, με την υπόσχεση ότι κάτι καλό θα εμφανιστεί, δεδομένου ότι έχει αρκετή συσσώρευση με τη διαδικασία", λέει ο McCabe. Οι καλλιτέχνες επικεντρώνονται στην έξοδο και τσικνίζουν με αλγορίθμους για να αποκτήσουν το τελικό προϊόν που τους ικανοποιεί - αισθητικά, πνευματικά, καλλιτεχνικά κ.λπ.
Από το 2009, ο McCabe έχει πειράξει με αλγόριθμους βάσει μιας βιολογικής θεωρίας που πρότεινε ο επιστήμονας υπολογιστών και ο μαθηματικός Alan Turing. Αν και γνωστότερο για την δουλειά του σχετικά με την τεχνητή νοημοσύνη και τη διάσπαση της γερμανικής μηχανής κωδικοποίησης Enigma, ο Turing είχε επίσης ένα ενδιαφέρον για τα πρότυπα που διέπουν τον φυσικό κόσμο. Το 1952, δημοσίευσε ένα έγγραφο με τίτλο «Η χημική βάση της μορφογένεσης», στο οποίο ανέφερε ότι οι χημικές ουσίες (που ονομάζονται «μορφογόνα») αντιδρούν μεταξύ τους και διαδίδονται μέσω ιστού για να δημιουργήσουν φυσικά πρότυπα σε οργανισμούς που αποτελούνται από χιλιάδες, ίσως δισεκατομμύρια κελιά.
Ο Turing κατέληξε σε ένα βασικό μοντέλο για το πώς λειτουργούν αυτά τα φυσικά πρότυπα. Ένα κύτταρο παράγει χημικά, και τα χημικά αυτά αντιδρούν και διαχέονται στο περιβάλλον των γειτονικών κυττάρων. Υπάρχει μια ένωση που ενεργοποιεί την αντίδραση και μία που την κλείνει, έναν «αναστολέα». Ανάλογα με τη συγκέντρωση του χημικού «ενεργοποιητή» σε κάθε κύτταρο, μπορεί να πάρετε ένα σημείο ή μια λωρίδα καθώς η διάχυση διαχέεται μεταξύ των ιστών - μεγαλύτερη περιοχή, τόσο πιο περίπλοκο είναι το σχέδιο. Ο Turing επινόησε μαθηματικούς τύπους για να προβλέψει πώς μπορούν να σχηματίσουν έξι σχέδια σε μια μικρή σφαίρα κυττάρων.
Είναι εύκολο να δούμε πώς μια τέτοια βασική διαδικασία θα μπορούσε να στηρίξει τους τύπους χρωστικών ουσιών στο δέρμα και τις ζυγαριές των ζώων, δημιουργώντας μια κακοφωνία κηλίδων και λωρίδων. Οι ερευνητές έχουν μοντελοποιήσει τα μοτίβα του Turing στα κοχύλια, στα μάτια των ψαριών και στο μύκητα του λάσπη και έχουν δείξει ακόμη ότι η θεωρία του Turing εξηγεί την εξέλιξη των λεοπάρδαλων με την ηλικία.
Μερικοί επεκτείνουν τις εξισώσεις του Turing σε τρισδιάστατα μοτίβα, για παράδειγμα εκείνα που βρίσκονται στην απόσταση των δοντιών και στην ανάπτυξη των άκρων. Το 2011, μια ομάδα παρείχε πειραματικές αποδείξεις ότι οι κορυφογραμμές στο στόμα ενός ποντικιού διαμορφώθηκαν σύμφωνα με τη θεωρία του Turing. (Οι χημικοί στο Πανεπιστήμιο Brandeis δημοσίευσαν επίσης μια μελέτη τον Μάρτιο χρησιμοποιώντας τύπους Turing για να δημιουργήσουν και 3D δομές σε δοκιμαστικούς σωλήνες).
Επειδή ο McCabe ξοδεύει τις δικές του μέρες σχεδιάζοντας αλγορίθμους για να δημιουργήσει τέχνη, γνώριζε το έργο του Turing. Όταν άρχισε να βλέπει τα χαρακτηριστικά σημεία και τις ρίγες των μοτίβων του Turing να εμφανίζονται στο γενετικό έργο τέχνης του, αποφάσισε να παίξει με τον κώδικα του. "Υποθέτω ότι τα πρότυπα Turing εμφανίζονταν τυχαία", λέει ο McCabe. Έτσι, φυσικά, προσπάθησε να τους κάνει με σκοπό.
Το έργο του Turing είναι ένα φυσικό εργαλείο για τη γενετική τέχνη. Για να μιμηθεί ένα χημικό σύστημα, η McCabe επινόησε προγράμματα που διέπονται από τις ίδιες αρχές για την παραγωγή εικόνων που χρησιμοποιούν εικονοστοιχεία αντί των κελιών. Το πρόγραμμα εκχωρεί τυχαία έναν αριθμό σε κάθε εικονοστοιχείο, το οποίο παράγει ένα χρώμα. Ακριβώς όπως η χημική αντίδραση σε ένα κύτταρο επηρεάζει τους γείτονές της, ο αριθμός για κάθε εικονοκύτταρο αλλάζει με βάση τα γύρω εικονοστοιχεία. «Είχα δει εικόνες ζώων, ιδιαίτερα σαύρες και ψάρια, τα οποία είχαν πολύ όμορφα σχέδια στο σώμα τους, γι 'αυτό ήταν η έμπνευση», εξηγεί.
Τα πρώτα πειράματα απεικόνισης του McCabe ήταν αρκετά βασικά: μαύρα και άσπρα κουκκίδες και μοτίβα που μοιάζουν με λαβύρινθο. Τελικά, με τη διαστρωμάτωση δύο ή τριών ή περισσότερων διαδικασιών Turing επάνω ο ένας στον άλλο θα μπορούσε να δημιουργήσει πιο περίπλοκα σχέδια - μεγάλες λωρίδες αποτελούμενες από μικρές κουκίδες ή στροφές και ένα ουράνιο τόξο χρωμάτων σχηματίζουν μια μεγαλύτερη εικόνα. Αυτά ονομάζονται μοτίβα Turing πολλών μεγεθών και η McCabe έχει βαθμολογηθεί ώστε να τα δημιουργήσει σε μεγάλη κλίμακα. Η μεγέθυνση σε μία από αυτές τις μεγάλες εικόνες είναι σχεδόν όπως η αναζήτηση σε ένα δίκτυο ζωντανών κυττάρων.
Η ομορφιά της γενετικής τέχνης είναι ότι ποτέ δεν ξέρετε ακριβώς τι θα πάρετε. Ανάλογα με αυτό που του αρέσει ή δεν του αρέσει το τελικό προϊόν, θα κάνει ένα αλγόριθμο ή θα συνδυάσει κομμάτια διαφορετικών αλγορίθμων. «Μερικές φορές χρησιμοποιώ γενετικούς αλγόριθμους όπου έχω το πρόγραμμα συνδυάζοντας τυχαία τμήματα« συνταγών », που έχουν οδηγήσει σε καλές αποδόσεις, κάνοντας ένα είδος επιλεκτικής αναπαραγωγής», λέει ο McCabe.
Πολλές από τις εικόνες μοιάζουν με ιριδίζοντα ψάρια ή κλίμακες σαύρας, δέρματα ζώων, αιμοφόρα αγγεία ή ακόμη και δείγματα ιστών που έχουν χρωματιστεί. Ο McCabe έχει ακόμη συνδυαστεί με αλγορίθμους που μιμούνται τη φυσική του ρέοντος ρευστού για να δημιουργήσουν τοπία που μοιάζουν με ωκεανό.
Αλλά ποτέ δεν κάνει μια εικόνα με μια συγκεκριμένη φυσική μορφή στο μυαλό, ούτε κάνει τίτλο έργο του. Αυτό τους αφήνει ανοιχτά στην ερμηνεία. Βλέπετε ένα φυτικό κύτταρο ή ένα κέλυφος χελώνας; Τελικά, ο McCabe αναφέρει ότι αυτό που βλέπετε εξαρτάται από εσάς.
