2011年国际科学与工程可视化挑战优胜者揭晓

这种三维图显示了可变直径的碳纳米管生产

获奖作品将刊载于2012年2月3日刊的《科学》杂志上

一幅描绘了跨越2亿4000万光年的宇宙中出现的结构的电脑图解是2011年国际科学与工程可视化挑战中的获奖作品之一,该活动是由《科学》杂志和美国国家科学基金会(NSF)联合主办的。

马里兰州巴尔的摩市约翰霍普金斯大学的宇宙学家Miguel Angel Aragon-Calvo在解释他所在的小组在信息招贴画和图像部类中获得第一名的招贴画时说,“宇宙网络”探索了发光的星系并标示了对由空间、屏壁、丝状物和团簇状物组成的巨大网络有重大影响且看不见的暗物质。这一色彩缤纷的醒目视觉材料将刊登在2月3日刊《科学》杂志的封面上。

《科学》杂志的执行编辑Monica M. Bradford说:“这些获奖者的才华不同寻常。这些优胜者不仅仅以一种引起你的注意力的方式来传达科学,而且在许多情况下,他们努力通过不同的艺术形式来寻找不同的方法以解决科学上的问题。”《科学》杂志是由美国科学促进会这一非营利的国际性科学协会出版的。

该国际性的比赛现在已经到了其第9个年头了,它颁给了那些用视觉媒体来促进对科学研究的了解的人以荣誉。对来自33个国家的212个参赛项目的评判标准包括视觉冲击力、有效表达性、清新感及原创性。

美国国家科学基金会对2011年的挑战做出了显著的改善,参赛者如今能够在网上呈交他们的作品,而评审人员能够通过电子设备来观看有关的材料。该竞赛还允许普通大众参与投票过程并选出他们喜爱的图像作为“人民的选择”奖,并通过社交网站脸谱和推特来与人们分享他们喜爱的参选作品。

这一年度的挑战展示了其它的引人注目的照片、插图、绘图、视频及互动游戏,并通过传达复杂科学物质的艺术来吸引观看者。某些突出的作品包括:

解决蛋白质之谜: 一种叫做“折叠”的多人在线电脑游戏拼图可让使用者将氨基酸弯曲并折叠成现实的蛋白质,而解决蛋白质折叠问题是由西雅图华盛顿大学的Seth Cooper及其团队研发的。

互动游戏部类中的第一名得主Cooper说:“我们努力使该可视化的折叠既看上去有趣,而且提供蛋白质的问题究竟出在哪里的信息,这样玩家也许能够纠正该问题。我们试图使可视化清晰且平易近人,因此这个游戏可由那些没有科学背景的人来玩。”

以三维方式看一个细胞: 电影“快速视觉库存及复杂三维结构比较”描绘了显示完整细胞细微之处的一种新的三维模型视图,并帮助生物学家让一般受众更好地理解复杂的视觉数据。该则视频由评审者及“人民的选择”选为视频部类的第一名得主。

加州圣地亚哥Scripps Research Institute的获奖动画设计师Graham T. Johnson现在供职于加州大学旧金山分校。他说:“将细胞从其复杂的原生模式变成简化的版本使得一般受众对该主题感到兴奋,甚至使专家们记起正是随机性与特定的相互作用之间的复杂互动让生命得以存在。”

观看小鼠眼睛之美: 盐湖城犹他大学的Moran Eye Center的神经科学家Bryan William Jones解释说,获得第一名的照片“代谢组学之眼”是小鼠眼睛的视网膜中多元细胞的一幅代谢快照,它来自一种叫做计算分子表型确定(CMP)的技术。Jones补充说,该图像显示了一个正常组织功能的独特视图,并在保留某个组织的解剖的情况下揭示了复杂的代谢信号。

构建一个人体: Spongelab Interactive的游戏设计师Jeremy Friedberg在谈及他的教育性科学游戏时说:“构建身体事实上是学习人体解剖的一个很好的方法”;该游戏赢得了荣誉奖,它使得用户能够用“拖、放”工具来了解人体的器官。“我们的免费、开放的平台通过将围绕着课程和学生表现的教学内容、教学工具及强有力的数据拼接在一起来培养一种全球科学社区。”

聚焦进入人体组织: 另外一个互动性科学游戏“负十次方”可使玩家看到人的手并观看个体的细胞。该游戏也获得了荣誉奖,它是由Green-Eye Visualization的Laura Lynn开发的。她最初的构想是将其作为一个iPad的运用软件,该软件具有聚焦进入人体并在原子水平对组织进行放大的能力。

控制三维的纳米管: 一个描绘一种基于激光的精确控制碳纳米管的长度、直径和特征的技术的三维插图获得了荣誉奖。内布拉斯加大学林肯分校的图像艺术家Joel Brehm描绘了他的同事Yongfeng Lu博士——一位电子工程学教授的工作,他研发了基于激光的可精确控制碳纳米管的长度、直径及特征的生产技术。

Brehm说:“这一插图有助于对所直径可变化的纳米管的可视化,它可被定制用于特别的用途以改善电子装置并降低其能耗。”

黄瓜皮的放大: Robert Belliveau博士是内华达州拉斯维加斯的一位病理学家,他的一幅彩色偏振光显微照片将黄瓜外皮上的紧密排列的毛状体放大了800倍。该图像捕捉到了该毛状体的比缝衣针细40倍并穿透食草动物口器的尖锐的远侧端点。该球状的基底部包含有毒、苦味的葫芦素——这是已知最苦的物质;在当其被稀释成10亿分之一的时候仍可被人类查觉到。

其他的获奖作品包括一个尖端的揭示纳米世界之美的碳化钛或MXene的二维片材的彩色扫描电子显微照片;一幅用三维软件做出的令人印象深刻的插图,它显示了乳腺癌细胞表面的肿瘤死亡-细胞受体及绿色的单克隆抗体TRA-8的分子结构;一幅用现代的彩色绘图技术——域着色的插图来形象化地显示复杂的数学函数的不同色调;一幅赢得“人民的选择”奖的某细胞经历分裂的三维视图,该视图证明,在使用一种叫做MiniSOG的特别的新型荧光蛋白后,人们可看到细胞染色体的精微细节;以及一幅引人注目的埃博拉病毒的超分子结构的三维视图。本期《科学》杂志中的一个专题新闻特写对每个获奖作品都进行了介绍。

2012年2月3日刊的《科学》杂志将会专题介绍这些获奖作品;这些作品将在 www.sciencemag.org/special/vis2011/ 网站上及NSF的网站 http://www.nsf.gov/news/scivis/ 上对没有注册的公众开放。此外,在 http://www.aaas.org 网站上人们可看到一个由某些获奖者进行讲述的幻灯片秀。

The 2011 winning entries are included in five categories:

图片

第一名:
Bryan William Jones
University of Utah, Moran Eye Center
Metabolomic Eye


荣誉奖:
Robert Rock Belliveau
Microscopic Image of Trichomes on the Skin of an Immature Cucumber


大众的选择:
Babak Anasori, Michael Naguib, Yury Gogotsi, and Michel W. Barsoum
Drexel University
The Cliff of the Two-Dimensional World


图示

荣誉奖(3人平局):
Emiko Paul and Quade Paul, Echo Medical Media; Ron Gamble, UAB Insight
Tumor Death-Cell Receptors on Breast Cancer Cell


Joel Brehm
University of Nebraska-Lincoln, Office of Research & Economic Development
Variable-Diameter Carbon Nanotubes


Konstantin Poelke and Konrad Polthier
Free University Berlin
Exploring Complex Domain Functions using Domain Coloring


大众的选择:
Andrew Noske and Thomas Deerinck, National Center for Microscopy and Imaging Research; Horng Ou and Clodagh O’Shea, Salk Institute
Separation of a Cell


信息海报和图表

第一名:
Miguel Angel Aragon-Calvo, Julieta Aguilera, and Mark Subbarao
Johns Hopkins University
The Cosmic Web


荣誉奖:
Ivan Konstantinov, Yury Stefanov, Alexander Kovalevsky, and Anastasya Bakulina
Visual Science
The Ebola Virus


大众的选择:
Fabian de Kok-Mercado, Victoria Wahl-Jensen, and Laura Bollinger
NIAID IRF
Transmission Electron Microscopy: Structure, Function & 3D Reconstruction

互动游戏

第一名:
Seth Cooper, David Baker, Zoran Popović, Firas Khatib, Jeff Flatten, Kefan Xu, Dun-Yu Hsiao, and Riley Adams
Center for Game Science at the University of Washington
Foldit

荣誉奖(3人平局):
W. Schneller, P.J. Campbell, M. Stenerson, D. Bassham, and E.S. Wurtele
Iowa State University
Meta!Blast 3D Interactive Application for Cell and Metabolic Biology, Level 1: The Cell

Jeremy Friedberg, Nicole Husain, Ian Wood, Genevieve Brydson, Wensi Sheng, Lorraine Trecroce, Kariane St-Denis, David Rowe, Ruby Pajares, Arij Al Chawaf, Shaun Rana, and Nancy Reilly
Spongelab Interactive
Build-a-Body

Laura Lynn Gonzalez
Green-Eye Visualization
Powers of Minus Ten

大众的选择:
Muralitharan Vengadasalam, Ganesh Venkat, Vignesh Palanimuthu, Fabian Herrera, and Ashok Maharaja
Tata Consultancy Services
Velu the Welder

视频

第一名及大众的选择:
Graham T. Johnson (The Scripps Research Institute, and grahamj.com), Andrew Noske (National Center for Microscopy & Imaging Research), and Bradley Marsh (Institute for Molecular Bioscience, University of Queensland)
Rapid Visual Inventory & Comparison of Complex 3D Structures

荣誉奖(2人平局):
Christopher E. Wilmer, Omar K. Farha, and Patrick E. Fuller
Northwestern University
High Density Energy Storage Using Self-Assembled Materials

Steven Haddock and Susan Von Thun
MBARI & jellywatch.org
There’s No Such Thing as a Jellyfish


EurekAlert!





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