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De Gaia al microcosmos, HTML5

El taller tiene como fin familiarizar a los participantes en la programación JavaScript/HTML5 con Processing utilizando los ejemplos “De Gaia al microcosmos” como base práctica. El proyecto “De Gaia al microcosmos” busca transformar, actualizar y localizar culturalmente materiales educativos desarrollados por Lynn Margulis mostrando interrelaciones biológicas y geológicas que ocurren desde el universo molecular al universo cósmico.

La primera parte del taller será una introducción práctica al elemento Canvas de HTML5 y a las capacidades y particularidades de Processing para la programación web. En la segunda parte se formaran grupos de los cuales cada uno analizará uno de los 7 ejemplos de GAIA o uno de sus componentes comunes.

Temario

  • A. Conceptualización del proyecto “De Gaia al microcosmos”
  • A.1 Del universo molecular al universo cósmico de Lynn Margulis
  • A.2 Escalas y tiempo
  • B. Introducción a HTML5 y Processing.js
  • B.1 Canvas como web standard para animaciones interactivas
  • B.2 De Processing a Processing.js
  • C. Los 7 ejemplos de GAIA
  • C.1 Estructura de los Ejemplos
  • C.2 Reutilización de elementos comunes.
  • C.3 Diseño de clases en Processing.

A. Referencias Conceptuales

Donde todo empezó: Medialab Madrid

Desde su origen MediaLab Madrid se concibe como un proceso de investigación e innovación sociocultural que explora un enfoque transdisciplinar y sostenible de generación y transferencia de conocimiento. Para ello, promueve la interacción y colaboración entre artistas, científicos, tecnólogos y otros productores de conocimiento. El objetivo es generar un entorno abierto y poroso, y una atmósfera propicia para la emergencia de procesos creativos colectivos, relacionando personas, proyectos, entidades e instituciones provenientes de muy diversos campos.

La evolución: banquete_ nodos y redes

En su recorrido desde banquete 2003, 2005 a 2008, se ha materializado en un conjunto de acciones y eventos, constituyendo, a su vez, un entorno catalizador de proyectos de investigación y producción. Se relacionan a continuación algunos de estos proyectos en los que banquete_ ha asumido diferentes funciones: desde la participación en la creación o realización, hasta la producción u otras formas de colaboración.

La materialización: Symbiolab

Lynn Margulis

Lynn Margulis fue doctora por la Universidad de California en Berkeley (1963). Fue miembro de la National Academy of Sciences desde 1983 y de la Academia Rusa de Ciencias Naturales. En el año 1999 recibió, de la mano del presidente estadounidense Bill Clinton la Medalla Nacional de la Ciencia. Sus aportaciones a la biología y el evolucionismo son múltiples: Descubre el potencial evolutivo e importancia del mundo microbiano; describe paso a paso y con concreción el origen de las células eurocariotas (la SET); formula su teoría sobre la simbiogénesis y la importancia de ésta en la evolución; apoya desde el primer momento la hipótesis Gaia del químico James E. Lovelock, contribuyendo a ella desde la biología e intentando que adquiera categoría de teoría; realiza una suma de trabajos concretos sobre organismos bacterianos y formas de vida simbióticas.

  • Margulis Lab, Universidad de Massachusetts: La misión científica del Margulis Lab es la exploración de la Historia Natural “Darwiniana”, iluminada por casi dos siglos de conocimiento científico: Vernadskyana, Lovelockiana y de biología molecular. Su objeto de estudio es la evolución, no limitada a la biología, sino más bien a la “evolución del medio ambiente”. Margulis Lab realiza un seguimiento de los cambios en el tiempo de la superficie del planeta. Trata de reconstruir la historia de la Tierra, desde un enfoque científico que implica la microbiología, biología celular, genética, ecología, “soft rock”, geología (paleontología, sedimentación y estratigrafía), astronomía, astrobiología, ciencias de la atmósfera, metabólicas y bioquímica.
  • ¿Que es la vida?: Vídeo del programa REDES que realizó Eduardo Punset en MediaLab Madrid en 2005 con motivo de la celebración del simposio internacional ACTS (Arte-Ciencia-Tecnología-Sociedad) en el contexto de la exposición y programa “Banquete_comunicación en evolución” que se utilizó como plató. Contiene entrevista a Lynn Margulis.
  • Sciencewriters: Asociación de escritura educativa dedicada a la divulgación científica, fundada y dirigida por la bióloga evolucionista Lynn Margulis (recientemente fallecida) y su hijo Dorion Saga
  • Blog sobre Lynn Margulis: Pueden consultar el blog desarrollado por la divulgadora científica Mercè Piqueras que incluye una recopilación de textos, ensayos y artículos sobre la autora.

Finalmente el proyecto: De Gaia al microcosmos

Bajo el título del Microcosmos a Gaia, este proyecto busca transformar, actualizar y localizar culturalmente materiales educativos desarrollados por Lynn Margulis, cuyo contenido conceptual y desarrollo didáctico están bien definidos, en materiales multimedia, utilizando las herramientas de la nueva narrativa hipermedia, y haciéndolos así más atrayentes y accesibles a toda la población, escolar o no, conectada a la Red. Microcosmos: microscopía, historia de la Tierra y geología es el título de su más reciente aportación a la divulgación científica en el ámbito educativo. Partiendo de este material hemos iniciado una investigación profunda en aspectos educativos e interactivos, en donde hemos explorado diversas formas de representar y comunicar información que abarca enormes y diminutas escalas espaciales y temporales, mostrando interrelaciones biológicas y geológicas que ocurren desde el universo molecular al universo cósmico.

Escalas y Tiempo

Escalas y tiempos son conceptos muy importantes para entender las investigaciones de Lynn Margulis. Solamente dos ejemplos para ilustrarlo:

  1. Lynn Margulis habla de entidades autopoyéticas para explicar las unidades de vida: La más pequeña que se conoce es una célula bacteriana. La mayor probablemente sea Gaia: la vida y su comportamiento regulador del ambiente de la Tierra (ver “Propiocepción: cuando el entorno se hace cuerpo”)
  2. Si comprimimos los casi catorce mil millones de años que han transcurrido desde el Big Bang hasta nuestros días en un solo año, resulta que nuestra especie no aparece hasta las 23:56:30h. del 31 de diciembre de este año cósmico. Toda nuestra historia ocupa apenas los últimos cuatro minutos de ese último día y el Neolítico surge veinte segundos antes de concluir el año. (ver “Simbiogénesis, innovación y redes culturales”)

B. HTML5 y Processing.js

Gracias a la aparición de Processing.js, actualmente el lenguaje Processing es uno de las formas más avanzadas de crear contenido animado y interactivo en HTML5.

Referencias técnicas

Recomendaciones Processing.js

La próxima versión 2 de Processing saldrá con un modo Javascript lo que significa que se puede compilar y probar la exportación a HTML5 directamente desde Processing. Aquí algunas recomendaciones ya que por las diferencias tecnológicas entre Java y Javascript hace falta tener en cuenta un par de detalles:

  1. Leer manual introductorio de Processing.js: Processing.js Quick Start - Processing Developer Edition
  2. Desarrollar en modo “Standard” ya que da mejores indicaciones sobre fallos en el código que el modo “Javascript”
  3. Probar de vez en cuando si se compila y ejecuta correctamente en el modo “Javascript” ya que será más difícil encontrar los errores si se acumulan
  4. Vigilar fallos con la consola de javascript de Firebug y Chrome, a veces una ayuda más que otra
  5. Bug o fallo de programación? Buscar en Bug Tracking de Processing.js
  6. Algunas recomendaciones personales: Some notes on difficult to debug Processing.js errors

C. Los 7 ejemplos de GAIA

estudio e.0: lineal contra exponencial

El ser humano, como cualquier ser vivo, depende de procesos en donde están involucrados entidades microscópicas (bacterias, células fotosintéticas..) y entidades astronómicas (el Sol). Comprender la vida requiere de la capacidad de pensar abarcando un espectro de escalas enorme, sobre el cual se ubican organismos vivos, materia, información y energía interactuando entre sí.

estudio e.1: potencias de 10

El estudio siguiente relaciona cuadrados con medidadde lado expresada en potencias de 10. Constituye un “éter” en donde ubicar objetos/organismos de tamaños muy variados.

prototipo t.0: escalas

El prototipo resultante distribuye organismos vivientes y cuerpos astronómicos; un viaje desde unidades moleculares hasta el tamaño de nuestra galaxia.

prototipo t.1: tabla geológica elástica con unidades

Los datos más relevantes de la historia geológica y biológica se distribuyen a lo largo de 4 500 millones de años de forma muy poco homogénea.

La tabla geológica: eones, eras, períodos y épocas. La última época, el Holoceno, dura 10 000 años, dos millónesimas partes de la historia de la Tierra; en la pantalla, su grosor es muy inferior a un píxel.

¿cómo representar entonces la historia de la Tierra, posibilitando la visualización de lapsos de tiempo inferiores a 10 mil años y superior a mil millones de años? Necesitamos utilizar un sistema de deformación más radical.

El siguiente prototipo posee elasticidad únicamente en dos ejes, y abre espacios internos en el lapso de tiempo seleccionado para ubicar eventualmente información. Posee unidades temporales.

prototipo t.2: tabla geológica elástica con eventos

Ahora el holoceno puede ser “alcanzado”, y, de hecho, cualquier lapso de tiempo, por pequeño o enorme que éste sea.

(referencia: calendario cósmico, ideado por Carl Sagan, en donde 1 año Sagan equivale a la edad del universo)

A continuación una versión evolucionada, con imágenes e información de eventos.

prototipo t.7: tabla expresada en potencias de 10

En vez de utilizar una escala temporal lineal es posible expresar el paso del tiempo en potencias de diez: 10^0 = 1 año, 10^1 = 10 años, 10^2 = 100 años, 10^3 = 1000 años… 10^11 = 100 000 000 000 años. Es muy interesante analizar la nueva distribución de eventos bajo esta escala temporal.

prototipo t.8: espiral del tiempo

Vale la pena intentar representar el tiempo sin necesidad de recurrir a representaciones visuales rectilíneas, rectangulares. En este caso se explora la representación espiral, frecuente en metáforas formales del tiempo. La espiral contiene la idea de evolución sin repetición pero con ciclicidad. Además es posible distribuir infinita información.

C2. Análisis y Implementación

Estructura de los Ejemplos

estudio e.0: lineal contra exponencial

Dos escalas con el mismo tipo de interacción, una linear, otra exponencial. Esquema UML:

Esquema UML

estudio e.1: potencias de 10

  • Reutilización de los clases de escalas (ver ejemplo e.0)
  • Implementar clase que efectua los zooms. Esquema UML:

Esquema UML

prototipo t.0: escalas

  • Basado en e.1, reutilizando clases de escalas (ver ejemplo e.0) y zooms (ver ejemplo e.1)
  • Implementar zoom con imágenes SVG

prototipo t.1: tabla geológica elástica con unidades

  • Implementar Treemap
  • Implementar linea de tiempo con rango mínimo y máximo

prototipo t.2: tabla geológica elástica con eventos

  • Basado en t.1
  • Añadir eventos

prototipo t.7: tabla expresada en potencias de 10

  • Basado en t.1
  • Cambiar escala linear por escala exponencial

prototipo t.8: espiral del tiempo

  • Implementar espiral ?!

Reutilización de elementos comunes

  • Elementos de interacción: Escalas lineares y exponenciales
  • Elementos de visualización: Zoom, zoom de imágenes, treemap

Repositorio de código

start/gaiahtml5.txt · Last modified: 2012/05/22 16:20 by geraldo