Science du design

«Chaque scientifique, bien sûr, assume une partie de sa responsabilité professionnelle de promouvoir une compréhension publique de la science»

Apporter le design à la science

Le design peut faire plus de bien pour la science que la science pour le design.



Exercice dans le cours préparatoire à l'Ulm School of Design. 1958-59

Le design et la science ont une relation difficile. Ou, plus précisément, le design a une relation difficile avec la science. La science, d'autre part, n'a presque aucune relation avec le design, et elle ne prête généralement aucune attention à l'excitation et à l'anxiété dans le monde du design.

Historiquement, le design n'a presque rien à voir avec la science. Comme vous pouvez facilement le comprendre par son nom, l'art décoratif, qui est l'un des fondements du design moderne, était plus proche de l'art en tant que tel que de la science. Les designers et les artistes étudient souvent dans la même faculté de l'université et pensent presque de la même manière. Tout au long du XXe siècle, le design s'inspire de l'art, et parfois vice versa. Pour beaucoup, le design était avant tout le désir d'une esthétique élégante et expressive des produits et objets qui nous entourent dans notre quotidien.

Par conséquent, historiquement, le design est beaucoup plus proche des arts visuels que de la science. Mais ce n'est pas si simple.

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Alors que l'esthétique était et est le thème principal du design - la science et la technologie ont toujours joué un rôle important dans l'histoire du design. Les découvertes scientifiques ont conduit à l'émergence de nouvelles technologies, de nouveaux matériaux et de nouveaux espaces sociaux. Mais c'est le développement et la conception qui ont rendu ces innovations techniques possibles et accessibles au grand public. Par conséquent, on peut affirmer que la conception rend les progrès scientifiques visibles et utilisables.

Ce processus ne se limitait pas aux sciences naturelles. En 1925, Otto Neurath a créé la «Méthode de Vienne des statistiques fines», qui en 1934 est devenue ISOTYPE - une manière symbolique de représenter des informations quantitatives. Avec les designers Marie Neurath (née Reidemeister) et Gerd Arnz, Otto Neurath voulait créer un nouveau langage visuel qui tenterait d'expliquer la complexité du monde sous une forme pittoresque. Leur objectif était de communiquer des données sociales et scientifiques d'une manière compréhensible pour le grand public.



Un exemple typique de graphiques d'informations ISOTYPE. Faites attention à la bande transporteuse à gauche!

Otto Neurath était un ardent adepte du positivisme logique. Il croyait à l'observation empirique et à la création de raisons rationnelles pour le discours philosophique. Il était connu pour avoir interrompu le débat philosophique, criant «métaphysiquement!» Si la racine de l'argument n'était pas l'observation empirique. Par conséquent, bien sûr, ce n'était pas lui qui s'intéressait à l'esthétique expressive et à l'interprétation artistique du design. Et pourtant, ISOTYPE est une étape très importante dans l'histoire du design graphique.

La grande réussite d'ISOTYPE a été le transfert de données statistiques complexes à l'aide d'un langage de conception visuelle formalisé qui a permis aux observateurs de comprendre rapidement la relation entre les caractères et les données. Dans son livre fondateur International Picture Language (dub. International image description language), Neurath affirme que les langages visuels ne peuvent pas remplacer les langages verbaux, mais il démontre également la puissance des caractères et des images lorsqu'il s'agit d'expliquer un processus complexe ou de transmettre des statistiques. Ainsi, ISOTYPE est l'une des premières tentatives d'utilisation de la conception pour le transfert de données scientifiques - dans ce cas, principalement pour le transfert de données issues des sciences sociales et de l'histoire.

Cette approche «rationaliste» du design a ensuite été également mise en œuvre à l'École de design d'Ulm (Hochschule für Gestaltung Ulm / École de design d'Ulm). En 1953, l'école de design d'Ulm a accepté les premiers étudiants. Dès le début, il était clair qu'il ne s'agissait pas seulement d'une esthétique superficielle. Le design avait une responsabilité sociale et politique. Et il ne pouvait assumer cette responsabilité qu'en devenant plus objectif - et plus scientifique.



Exercice dans le cours préparatoire à l'Ulm School of Design. Étudiant: John Lottes; Instructeur: Anthony Froshaug; 1958-59; Avec l'aimable autorisation du HfG-Archiv / Ulmer Museum

Une partie importante de la formation en design à la Ulm School of Design a été la création d'une base théorique et d'une raison rationnelle pour les décisions de conception. De plus, non seulement l'approche des problèmes de conception était méthodique, mais aussi les buts et objectifs du processus de conception. Selon les idées et les idéaux de l'école de design d'Ulm, le design doit être impliqué dans le progrès social et intellectuel. La question de savoir si l'approche de conception à la Ulm School of Design était «scientifique» est toujours l'un des principaux sujets de discussions scientifiques, mais on peut dire avec confiance que cette approche a introduit une forme de formulation intellectuelle de la question dans le processus de conception, qui est toujours activement utilisée. .

La communauté scientifique n'a jamais été particulièrement intéressée par le monde du design. Mais dans la seconde moitié du 20e siècle, il a été reconnu que la science avait un problème de communication. En 1985, la Royal Society a publié un rapport intitulé "Compréhension publique de la science" , qui a eu un impact énorme sur les gens. Le rapport reconnaît l'importance de partager les résultats de la recherche avec le grand public. Bien que le terme «design» soit évoqué de temps à autre, on peut noter que le rapport a mentionné à plusieurs reprises la relation entre design et science.

Les responsabilités de conception sont assez évidentes. La réflexion de l'histoire, du processus scientifique et de ses résultats pour le grand public est une tâche assez difficile à concevoir. Dans ce contexte, le design offre de grandes capacités et opportunités. Qu'il s'agisse de créer une exposition de musée, de concevoir une modélisation infographique ou interactive d'une expérience, la conception peut transmettre des idées scientifiques d'une manière intelligente, informative et délicieuse. Pour y parvenir, le concepteur doit travailler en étroite collaboration avec les scientifiques et les correspondants et transmettre le bon message et un niveau de complexité approprié.

En ce sens, le design interprète la science et transforme cette interprétation en un artefact concret. Cette interprétation est très importante pour trouver une forme textuelle, visuelle et interactive appropriée d'une déclaration scientifique.

Cependant, il est important de noter que ce processus ne peut être unilatéral. La science a également ses propres responsabilités. Bien que le rapport «Compréhension publique de la science» déclare que «chaque scientifique, bien sûr, a une part de responsabilité professionnelle pour promouvoir une compréhension publique de la science», il note également que «au sein de la communauté scientifique, il existe toujours une aversion associée à la participation aux fonds. médias. "Trente ans se sont écoulés et la situation n'a pas changé. Chaque concepteur qui a déjà travaillé avec un scientifique sait que le transfert d'informations scientifiques est vraiment une entreprise difficile.

Nous devons reconnaître que le progrès scientifique a atteint un niveau de profondeur et de complexité difficile à expliquer. Il est presque impossible de transmettre tous les aspects. La théorie des cordes n'est tout simplement pas anodine. La recherche sur le climat comporte de nombreuses incertitudes. De plus, la science est hautement spécialisée. Il existe de nombreuses disciplines et sous-disciplines scientifiques. Et même des disciplines similaires ne se comprennent parfois pas. Mais nous devons également reconnaître que pour parvenir à une meilleure compréhension publique de la science, la communauté scientifique doit travailler davantage avec les écrivains et les concepteurs.

Si la science veut jouer un rôle plus actif dans le débat public, la culture populaire et l'enseignement général, elle doit s'adapter et mieux comprendre les stratégies de conception. Une compréhension publique de la science est une collaboration. Et dans ce travail, le design joue un rôle important.

Par conséquent, dans le passé, la relation entre la science et le design était dominée par les tentatives de rendre le projet plus scientifique et d'utiliser le design pour rendre la science plus compréhensible.

Tout cela, bien sûr, est merveilleux. Mais je pense que le design est capable de plus. Je pense que le design peut contribuer au progrès scientifique. Le design peut faire partie de la science et devrait l'être. Au lieu d'apporter la science à la conception, je suggère d'apporter la conception à la science.

Le design - et en particulier le design interactif - possède de nombreuses qualités, stratégies et méthodologies qui peuvent apporter une contribution significative au progrès scientifique. Cette déclaration est probablement surprenante - et choquante pour certains - car le «design» est toujours associé à des choses telles que le marketing, la publicité, l'esthétique superficielle, le luxe et le commercialisme. Bien que cette association ne soit pas entièrement erronée, elle ignore complètement les aspects du design qui sont extrêmement précieux pour la science: innovation, orientation client, esthétique profonde, résolution de problèmes, conscience contextuelle. Et, comme je l'ai noté précédemment, même les aspects intuitifs du processus de conception ne sont pas irrationnels.

Plutôt que d'expliquer ces aspects en détail, il est probablement préférable de démontrer la puissance et le potentiel de la conception dans un contexte scientifique en illustrant cette affirmation avec des exemples concrets. Dans le programme de développement d'interface à Potsdam, nous collaborons avec des scientifiques depuis de nombreuses années. Grâce à nos développements, nous avons contribué à des projets de recherche et apporté de nouveaux avantages au travail scientifique.

Les projets de développement suivants démontrent la puissance et le potentiel du design en science et attirent votre attention sur eux.

Design en sciences naturelles

Générateur d'organes - Conception informatisée en biologie
Roman Gracie

Dans le cadre de la rédaction de son mémoire de maîtrise, Roman Gracie a collaboré avec un groupe de chercheurs qui étudient les possibilités de l'impression 3D de tissus organiques. Il a identifié un certain nombre de questions et de problèmes de recherche qui peuvent être résolus par la conception. Depuis qu'il a été pleinement accepté dans l'équipe, il a travaillé en étroite collaboration avec les chercheurs et a créé un certain nombre de contributions impressionnantes pour le projet.

La bio-impression est une technologie relativement nouvelle. Il vous permet de créer des tissus vivants couche par couche et est actuellement utilisé pour créer des mini-organes conçus individuellement. Les développements ultérieurs de cette technologie visent à imprimer des organes entièrement fonctionnels pour les greffes médicales. L'imprimante utilisée dans ce projet était Cellmicks Cellmaker, qui utilise la stéréolithographie et des «encres» biologiques spécifiques pour imprimer des mini-organes complexes. Il a une résolution allant jusqu'à 10 microns.



Prototype du logiciel Bloodline Alpha 1 pour la bio-imprimante Cellbricks 3D

Le point de départ de la thèse a été le développement d'une interface logicielle pour la modélisation d'une bio-imprimante 3D. Bien que ce sujet en soi soit une sorte de défi, il s'est transformé en l'application prototype «Bloodline Alpha 1», et la thèse, à son tour, s'est rapidement développée en une étude plus complexe. Le roman a abordé de nombreuses questions concernant la forme de ces corps organoïdes. Il a appliqué les principes de la conception générative aux aspects vasculaires des corps organoïdes et a créé un système paramétrique qui lui a permis, ainsi qu'à l'équipe de recherche, de créer un grand nombre de modèles différents basés sur les mêmes principes génératifs. Ce système a créé un environnement flexible mais contrôlé pour de nouvelles expériences.



Les résultats de la construction de systèmes vasculaires utilisant une conception générative

Ce système se reflétait dans l'interface et la conception interactive de la principale application logicielle de modélisation des données des corps organoïdes - les soi-disant «briques» des organes.

Sur la base des idées acquises lors du développement du système et de l'interface logicielle, Roman a pu pousser les problèmes de conception un peu plus loin. Il s'est tourné vers la question de savoir comment les organes imprimés pourraient ressembler et fonctionner s'ils existaient en dehors du corps humain.

Nos organes sont la répétition de motifs sur des surfaces organiques complexes en trois dimensions. Ces modèles sont basés sur l'emplacement des unités fonctionnelles dans les structures spatiales denses du corps humain.

Le générateur d'organes démontre l'importance d'inclure des designers dans un groupe de recherche. Les contributions au projet dépendent fortement de la taille du projet et de la qualité des résultats. Dans ce projet, la conception ne reflète pas seulement les informations scientifiques et optimise l'interface logicielle. Le design explore les problèmes et les possibilités inhérents à un projet. Ainsi, le design affecte la science - et vice versa.

Projet de thèse «Organ Generator», Programme de développement d'interfaces, Université des sciences appliquées de Potsdam
Responsables: le professeur Boris Muller et le professeur Matthias Kron
Partenaires: Cellbricks GmbH et Intuity Media Lab GmbH

Conception des sciences humaines

Visionneuse VIKUS

Catherine Glinka, Christopher Pitch et professeur Dr Marian Durk

Au cours des dernières années, un certain nombre d'institutions culturelles ont numérisé leurs collections. Dans de nombreux cas, les bases de données multimédias dans lesquelles les collections sont stockées contiennent un contenu détaillé et de haute qualité. Mais les bases de données manquent souvent d'interfaces pour travailler avec du matériel numérisé. Il n'y a pas assez d'outils pour étudier, visualiser, organiser et comprendre les collections culturelles qui aident les scientifiques dans leur travail.

L'objectif du projet de recherche VIKUS est d'étudier le rôle de la visualisation des données et des interfaces utilisateur graphiques dans la recherche et l'examen des collections culturelles numérisées. Notre équipe de chercheurs conçoit, développe et évalue des systèmes interactifs qui soutiennent les scientifiques et les universitaires travaillant avec des collections culturelles.

L'un des résultats du projet VIKUS est la visualisation interactive de VIKUS Viewer par Past Visions.



Visualisation des dessins historiques de Frédéric-Guillaume IV

La visualisation est basée sur une collection numérique de dessins de Friedrich Wilhelm IV de Prusse (1795-1861). Les dessins reflètent ses idées personnelles sur l'art et l'architecture, ainsi que des influences littéraires ou des événements contemporains, tels que les guerres et les révolutions. La base de données contient 1492 images haute résolution, qui incluent des dessins, des miniatures et des métadonnées associées.

La visualisation interactive offre aux utilisateurs plusieurs façons d'organiser, d'étudier et de coordonner les images. Sa mise en œuvre est similaire à une toile dynamique, sur laquelle les dessins sont répartis par année ou par similitude. Les outils de filtrage et de mise à l'échelle interactifs rendent la visualisation très flexible et très puissante, car les utilisateurs peuvent passer en toute transparence des vues de haut niveau aux clusters et aux gros plans.



Cette visualisation permet aux culturologues de voir la collection et de l'explorer selon les aspects temporels et thématiques sans présentation abstraite de dessins individuels sous forme de figures communes. La visualisation interactive révèle les structures temporaires et thématiques de la collection et permet d'examiner des numérisations de dessins individuels avec une haute résolution.

VIKUS Viewer offre aux culturologues un moyen innovant, précieux et efficace de travailler avec les collections culturelles numériques. Il s'agit d'un outil de recherche bien conçu qui génère de nouvelles idées qui seraient autrement perdues ou invisibles.

Tout comme la technologie fournit aux scientifiques de nouveaux outils technologiques pour mesurer, enregistrer et analyser, la conception fournit à la science de nouveaux outils conceptuels pour la recherche et l'évaluation des données.

Conception dans les études d'impact climatique

Une brève histoire des émissions de CO2

Julian Brown, Dr Elmar Krigler, professeur Boris Muller et autres.



Le changement climatique est l'un des défis les plus importants du 21e siècle. Ce problème passe inaperçu, car il s'agit d'un processus graduel qui dure depuis de nombreuses années. Le changement climatique n'est largement discuté que lorsque surviennent des catastrophes telles que des ouragans ou des inondations massives. Mais c'est une grave menace pour la stabilité mondiale, qui doit être comprise et avec laquelle quelque chose doit être fait.

Comme l'explique mon collègue Elmar Krigler de l'Institut de Potsdam pour l'étude du changement climatique (PIK): «Le changement climatique se produit déjà aujourd'hui (avec un réchauffement de 1 degré depuis l'époque préindustrielle), et même si nous considérons que l'accord de Paris sera mis en œuvre avec succès, l'augmentation de la température se poursuivra jusqu'au milieu siècle (la température augmentera d'un demi-degré ou un peu plus jusqu'en 2050). Par conséquent, certaines catastrophes ne peuvent être évitées, par exemple, l'intensification des tempêtes, la chaleur et la sécheresse, l'élévation du niveau de la mer, le blanchissement des récifs coralliens, mais l'objectif est d'éviter le pire

Les émissions de gaz à effet de serre sont l'un des principaux problèmes sous-jacents au changement climatique. Avec Potsdam Institute for Climate Change, Urban Complexity Lab, University of Applied Sciences, Potsdam a produit un court métrage sur les émissions de CO2 et le réchauffement climatique. Dans notre film, Une brève histoire des émissions de CO2, nous présentons la répartition géographique et la mesure historique des émissions de dioxyde de carbone.



Nous voulions littéralement montrer où et quand le CO2 a été émis au cours des 250 dernières années - et où il peut être émis au cours des 80 prochaines années si aucune mesure n'est prise. En visualisant la distribution mondiale et la quantité de CO2 accumulée, nous avons pu créer une image impressionnante qui montre très clairement les zones d'émission de CO2 dominantes et les intervalles de temps.Le format court métrage nous a également permis de mettre en contexte et de raconter une histoire. Ainsi, les données ne sont pas seulement visualisées, mais font également partie du récit. Nous pensons que cette combinaison de faits et de récits est un excellent format pour informer un large public des causes et des conséquences du changement climatique.

Notre objectif n'était pas seulement de sensibiliser au changement climatique, mais aussi d'équilibrer les faits et les données. Cela n'a été possible que grâce à une collaboration avec des climatologues. Une équipe de l'Institut de Potsdam pour l'étude du changement climatique sélectionne les sources d'information les plus récentes et les plus fiables sur ce sujet. Une source importante était les données du Centre d'analyse de l'information sur le dioxyde de carbone. Il fournit les séries chronologiques les plus longues d'émissions de CO2 «réseau» (c'est-à-dire réparties spatialement) provenant de la combustion de combustibles fossiles et de la production de ciment.

Bien que notre court métrage soit avant tout un transfert d'informations scientifiques et un bon exemple de «compréhension publique de la science», la collaboration avec des chercheurs de l'Institut de Potsdam pour l'étude du changement climatique a été informative et inspirante pour les deux parties. Cela a donné naissance au projet SENSES, qui abordera les défis de la visualisation des scénarios du changement climatique mondial à plus grande échelle.

Conclusion

La science est l'un des fondements les plus importants de notre monde moderne. Cela est vrai non seulement pour les sciences naturelles, mais aussi pour les sciences humaines. Au départ, le design se situait entre l'art et la technologie. Mais avec la croissance de la technologie numérique, elle est devenue plus pertinente pour un plus large éventail de sujets et de problèmes. Nous avons atteint un point où le design - en tant que discipline - peut contribuer au progrès scientifique; et il est vraiment devenu une partie de la science.

Bien entendu, l'une des contributions les plus importantes est la visualisation au sens le plus large du terme. Les concepteurs sont des créateurs d'images. Et aujourd'hui, les images jouent un rôle très important dans le transfert d'informations scientifiques et dans le travail scientifique lui-même. Si votre travail scientifique implique des images de toute nature, vous avez affaire à des problèmes de conception. Les concepteurs sont tenus de traiter ces questions avec intégrité scientifique.

Mais en plus de créer des images, le design peut également jouer un rôle important dans le travail scientifique. Les concepteurs apprennent à résoudre des problèmes et à être co-auteurs. Comme l'a montré le projet Organ Generator, les designers peuvent apporter une précieuse contribution dans le cadre d'un projet de recherche.

Par conséquent, la science doit être combinée avec le design - et vice versa. Pour que cela se produise, les deux domaines doivent être plus ouverts et interagir l'un avec l'autre. La communauté scientifique doit comprendre le «design» non seulement comme un assistant au sens de la «compréhension publique des sciences», mais aussi comme un domaine capable de contribuer au travail scientifique. La même règle fonctionne pour la conception. Si le design doit assumer la responsabilité de ce qui se passe dans le monde, il doit s'intégrer davantage aux disciplines scientifiques et transférer aux sciences les qualités inhérentes au design.

Cela ne laissera pas le design inchangé. Ce sera un défi pour la façon dont nous enseignons le design et comment nous l'appliquons aujourd'hui. Nous aurons besoin de nouveaux espaces où le design et la science peuvent se rencontrer sur un pied d'égalité. Nous aurons besoin de nouvelles formes de financement de la recherche qui nécessitent la participation de concepteurs. Nous devons réaliser le potentiel d'excellence dans la collaboration des domaines de la science et du design.

Je suis convaincu que les concepteurs, en tant que spécialistes de la diffusion de l'information, résolveurs de problèmes, auteurs d'images, créateurs et co-auteurs, peuvent apporter une contribution importante et précieuse au progrès scientifique.

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