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Les 10 meilleures images, vidéos et visualisations scientifiques de l'année

2021

Remarque: la National Science Foundation accepte maintenant les inscriptions au Vizzies 2018. Vous avez une visualisation incroyable d'un concept scientifique? Soumettez votre projet!

Nous sommes tous trop conscients de la difficulté d'expliquer la science. La description de concepts, de théories, de processus et de phénomènes utilise beaucoup de mots - et même après mûre réflexion, ces mots peuvent ne pas aboutir. C'est pourquoi, depuis trois ans, Popular Science s'associe à la National Science Foundation pour récompenser les meilleures visualisations scientifiques existantes.

Dans le cadre des Vizzies de cette année, nous présentons une illustration complexe de neurones du cerveau et un explicateur visuel de la langue des colibris. Nous célébrons un lexique de la langue des signes américaine et une photo montrant comment une larve d’étoile de mer affamée déplace l’eau autour d’elle.

Comment avons-nous sélectionné le meilleur des meilleurs? Les experts sélectionnés par la National Science Foundation ont évalué des centaines d'entrées sur leur impact, leur capacité à rendre un sujet complexe plus facile à comprendre et leur originalité. Ce groupe d'experts a réduit la liste à 50 finalistes: 10 illustrations, 10 designs interactifs, 10 photographies, 10 affiches et graphiques et 10 vidéos. Ces 50 visualisations ont été mises à la disposition du public. Le résultat final: un gagnant du choix des experts et un gagnant du choix des personnes par catégorie.

Ce sont nos gagnants:

"Hungry Starfish" est un produit fondamentalement californien. William Gilpin, doctorant en physique à l'Université de Stanford, a découvert que l'école offrait des cours dans son village marin situé dans l'océan Pacifique. Alors, lui et ses collègues chercheurs sont partis, prêts pour une pause du laboratoire. Ce qu'ils ont fini par trouver les a surpris: les étoiles de mer se déplacent avec des centaines de pieds élaborés en forme de tube et semblent également contrôler les eaux qui les entourent.

Lorsqu'ils sont retournés au laboratoire, ils ont découvert que très peu de recherches avaient été effectuées sur la manière dont les étoiles de mer déplacent l'eau autour d'elles. Ils ont donc commencé à chercher - et à illustrer - la réponse eux-mêmes. "Hungry Starfish" est essentiellement une photo accélérée, créée lorsque tous les tourbillons produits par l’étoile de mer ont été mis en image et combinés pour former une image étonnamment délicate de la superpuissance de l’étoile de mer. Ces tourbillons ne sont pas juste pour le plaisir: ils servent à attirer doucement les algues dans la petite bouche d'une larve d'étoile de mer.

Des robots tout en douceur, entièrement fabriqués à partir de matériaux visqueux, sont sur le point de prendre le relais. Ils sont théoriquement plus sûrs et plus résistants que les mécanoïdes métalliques, mais les scientifiques n’ont pas encore trouvé le moyen pratique de rendre chaque partie d’un robot pâteuse. L'octone est un pas (ou huit) dans la bonne direction: il est entièrement doux, alimenté par des réactions chimiques qui poussent le fluide et le gaz dans ses membres.

Pendant que les chercheurs de Harvard travaillaient à la conception du robot, ils utilisaient fréquemment des colorants fluorescents pour mieux visualiser ses rouages ​​internes complexes. "Pour nous, ces colorants ont toujours rendu les octots imprimés en 3D si beaux, et nous pensions qu'ils constitueraient une photo géniale", a déclaré Ryan Truby, co-directeur de l'étude, candidat au doctorat en physique appliquée. "Nous espérons que notre photo plaira à tous. l’imagination d’un public aussi bien académique que plus large s’intéressant aux robots et inspirant une vision de futurs robots entièrement mous comme l’Octobot. "

Pour créer cette image complexe du cerveau, il a fallu des données de "essentiellement des dizaines, voire des centaines" de sources scientifiques, a déclaré le chef de l'équipe, Greg Dunn, neuroscientifique à l'Université de Pennsylvanie.

En combinant dessins à la main, ingénierie optique, dorure (processus de gravure sur or) et autres processus artistiques et techniques, ils ont créé cette représentation d'environ 500 000 neurones travaillant dur. C'est "un rappel que la machine la plus incroyable de l'univers" est en chacun de nous, a écrit l'équipe.

Self Reflected a été présenté au Franklin Institute de Philadelphie dans le but d'inciter les téléspectateurs à se demander à quoi ressemble une représentation élaborée du cerveau de l'intérieur du cerveau . En plus de cette image de l'intégralité du cerveau vue de côté, l'équipe de Dunn a généré une variété d'autres travaux avec des focalisations et des résolutions différentes.

Chaque mois, la RCSB Protein Data Bank partage une "Molécule du mois". Ce virus zika a eu l'honneur d'être l'image vedette du mois de mai 2016.

L'illustration agrandie révèle une sorte de carte topographique de l'agent infectant. Il montre non seulement l'enveloppe qui entoure le virus, mais également l'ARN (en jaune) qui réside à l'intérieur et lui permet de se répliquer. Lors de la première publication de l'image, les scientifiques étaient au courant du virus depuis près de 70 ans, mais la compréhension de la maladie était limitée. «L’étude du virus Zika a pris une nouvelle importance en raison de la récente propagation du virus dans de nombreux pays du monde et de son lien avec des anomalies congénitales et une maladie neurologique rare», écrivait alors l’illustrateur.

Shane Loeffler a commencé à travailler sur son application, Flyover Country, lorsqu'il a réalisé ses études de premier cycle en géoscience à l'Université du Minnesota, ce qui lui a permis d'acquérir une vision unique et amusante du vol.

"Je survolais le San Rafael Swell, dit-il, je pouvais baisser les yeux et j'avais frappé là-bas ces rochers avec des marteaux. Maintenant, je suis au-dessus, en train de lire un article de Wikipedia [sur les caractéristiques ci-dessous]." L'application utilise des signaux GPS pour montrer à la population la topographie des terres situées en dessous, ainsi que des fonctionnalités spéciales, telles que des sites où des fossiles de dinosaures sont enfouis dans le sol. Loeffler, qui travaille avec une petite équipe pour développer plus avant l'application, dit qu'elle peut également être utilisée pour améliorer la randonnée et le camping, les voyages sur les routes et d'autres activités plus terrestres.

La langue des signes américaine est une langue comme une autre, mais elle ne peut pas être facilement organisée comme un dictionnaire anglais traditionnel. Naomi Caselli, chargée de cours en études sur les sourds à la School of Education de l’Université de Boston, rend difficile l’aide des parents d’enfants sourds à l’acquisition de la langue.

Caselli et son équipe ont décidé de prendre toutes les données ASL disponibles et de les organiser d'une nouvelle manière. ASL-LEX organise 1 000 signes en groupes en fonction de formes ou de mouvements de main similaires. De plus, ces petits nœuds sont dimensionnés en fonction de leur usage habituel, de sorte que des mots comme "livre" sont un peu plus faciles à trouver qu'un mot comme "château". Cela aide déjà les enseignants et les parents entendants à communiquer avec les enfants sourds et Caselli a déclaré que les chercheurs travaillaient sans relâche pour que cette tendance se maintienne.

Eleanor Lutz n'est pas une astronome - elle poursuit un doctorat en biologie à l'Université de Washington - mais elle aime parcourir les données rendues publiques par la NASA. C'est ainsi qu'elle a eu l'idée de cartographier Mars avec une touche victorienne. "Contrairement aux autres cartes planétaires, cette carte utilise un style victorien inspiré par les cartographes médiévaux, selon Lutz." Les cartes de style victorien datent d'une époque où la majeure partie du monde demeurait un mystère et où les voyageurs ne connaissaient que les terres environnantes. Maintenant que les gens ont cartographié le globe entier, je pense que Mars a conquis notre imagination collective en tant que prochain mystère à explorer. Je voulais rendre la géographie de Mars plus tangible pour le grand public ".

La partie la plus difficile? Vérification des faits du nom de chaque fonctionnalité. "Comme tout ce qui est sur la carte est un nom propre, je devais passer au travers et m'assurer manuellement que chaque nom de repère et chaque origine étaient correctement orthographiés."

Quand Esther Ng s'est mise à visualiser la langue d'un colibri, elle ne savait pas où son travail la mènerait. À l'époque, personne ne savait vraiment à quoi ressemblait une langue de colibri, bien que de nouvelles découvertes sur les capacités de micro-pompage du petit oiseau fassent fureur.

«C’est tellement petit», déclare Esther, étudiante à l’Université de l’Illinois qui se concentre sur les illustrations scientifiques et médicales. "Même avec une vidéo, il est très difficile à attraper." Pour résoudre ce problème, elle s'est dirigée vers le Field Museum de Chicago. «Ils m'ont laissé emprunter [l'oiseau] pour regarder au microscope, pour tirer la langue et dessiner comment il est», dit-elle. Ce n’était rien comme elle l’avait imaginé, mais c’est ce qui rend son travail si agréable.

"promo_image": {// s1.dmcdn.net/iCqeK/x240-Wsg.jpg headlines ": {description de la Terre": {est animée par des interactions complexes entre ses formes de vie, ses roches, son atmosphère et son eau. Tous les êtres vivants - animaux et plantes, bactéries, champignons et autres - sont impliqués dans un réseau mondial de coopération à plusieurs niveaux. Dans cette vidéo, nous explorons, à titre d'exemple, les liens qui existent entre les fourmis et les plantes, ainsi que la résilience et la fragilité de ce réseau. Notre vie dépend de l'état de santé de ces liens et de bien d'autres liens entre toutes les formes de vie. Le film montre comment il est maintenant possible de surveiller ces liens et de déterminer si les systèmes écologiques risquent de se détériorer. distributeur":

"La situation est très tragique Le visualiseur de données, Mauro Martino, parle du changement climatique. C'est tellement triste que de nombreux chercheurs" sentent la tristesse que ajoute Martino. Cela a du sens: ils ont consacré des décennies de leur vie et de leur carrière à la recherche de catastrophes et d’une catastrophe imminente. Mais Martino, le créateur et directeur du laboratoire de visualisation cognitive d'IBM, s'efforce de transformer ses données en histoires plus optimistes et visuelles que les gens veulent regarder et partager avec leurs amis.

Dans "Réseau Terre", Martino et son équipe ont créé un film qui montre les interconnexions entre la vie sur Terre. Il a été créé pour accompagner un article de recherche sur la résilience de la Terre publié dans Nature . Cet article était théorique, dit Martino, mais visait à montrer que "les mathématiques peuvent être exprimées de manière poétique visuellement" et rendues réelles et tangibles pour les téléspectateurs du monde entier.

"promo_image": {// s2.dmcdn.net/iCqFv/x240-ehB.jpg titres ": {chasse à la description de Planet Nine": {"basic": "lanPlanet Nine présente l'argumentaire pour neuvième planète lointaine dans notre système solaire. Des visualisations illustrent les découvertes faites dans la lointaine ceinture de Kuiper, des simulations sur ordinateur de l'histoire du système solaire lointain et des incertitudes quant à l'emplacement de cette planète hypothétique. Ces visualisations montrent pourquoi les orbites de la Des objets lointains ont amené Michael Brown et Konstantin Batygin à suggérer l’existence de Planet Nine.

Lorsque les astronomes Michael Brown et Konstantin Batygin ont publié la meilleure preuve de l'existence d'une neuvième planète - un monde gigantesque en orbite autour de notre système solaire - la chasse au mystérieux corps céleste a capturé l'imagination du public. Cette vidéo du planétarium Adler de Chicago utilise cette recherche fascinante pour montrer aux visiteurs comment se déroulent de telles explorations scientifiques.

"Notre objectif avec cette émission n'était pas de renseigner les gens sur Planet Nine, et il n'était certainement pas question de les convaincre de l'existence de Planet Nine", déclare Patrick McPike, ingénieur en graphisme au planétarium. "L'émission parle vraiment de l'excitation et processus de découverte scientifique. Nous espérons que la série impliquera davantage les gens dans la science, que ce soit en suivant de près les actualités scientifiques ou en les étudiant eux-mêmes. "

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