Knowledge Visualization

VirtaMed, a Swiss-based developer of mixed reality simulators for medical education, has created a solution that reduces the risks associated with traditional surgical training. In the past, surgical trainings were based on the “see one, do one, teach one” model. However, this model doesn’t scale in a world of advanced medical technology and techniques. VirtaMed believes that the first time a surgeon performs a procedure should never be on a live patient. It takes the burden of the medical training learning curve off of the patients and places it on the simulator.

Denis Cliofs and Johannes Kiesbauer are both working in modeling department at VirtaMed. Their team is responsible not only modeling but also for tuning of the digital Patient behavior.

Jeder von uns trägt eine erstaunliche Vielfalt an Mikroben mit sich herum. Innerhalb dieser Gemeinschaften interagieren Mikroben ständig miteinander, zum Beispiel konkurrenzieren sie um Nahrung oder tauschen Gene aus. Wie funktionieren diese Interaktionen und wie können sie die Struktur mikrobieller Gemeinschaften erklären? Wie treiben diese Eigenschaften Entwicklungen voran, die für den Menschen wichtig sind, wie etwa die Verbreitung von Antibiotikaresistenz? Alex Hall und Fabienne Benz untersuchen diese Interaktionen und ihre Auswirkungen, indem sie verschiedene Bakterienarten und Gemeinschaften vom Menschen isolieren und im Labor kultivieren.

Alex Hall ist Professor für Pathogenökologie an der ETH Zürich.
Fabienne Benz ist Doktorandin in der Pathogenökologie Gruppe an der ETH Zürich.

In der botanischen Lehre ist didaktisch anschauliches Material von zentraler Bedeutung. Waren es vor 140 Jahren Blütenmodelle, die den Studierenden helfen sollten Strukturen zu verstehen, sind es heute teils äusserst komplexe 2-dimensionale digitale Modelle, die in der Lehre eingesetzt werden. Es stellt sich nun die Frage, ob die alten - äusserst ästhetischen Modelle - in irgendeiner Form wieder in die Lehre eingebracht werden können, ohne dass diese Objekte, die nun Kulturgut an der Schwelle zwischen Kunst und Wissenschaft sind, Schaden nehmen.

Der Botaniker Dr. Alexander Kocyan ist Kurator des Botanisches Museum der Universität Zürich. Das Botanische Museum beherbergt rund 45'000 grösstenteils historische Objekte aus ganz verschiedenen Disziplinen der Botanik, die für die Forschung oder Lehre eingesetzt wurden. Diese Sammlung bildet die Basis für wissenschafts-historische Forschung und Projekte im Grenzbereich zwischen Forschung und Kunst.

Unter dem Boden bilden Waldbäume Netzsysteme aus Wurzeln und Pilzen, über die sie Nährstoffe und Informationen austauschen. Es ist ein gigantisches, dynamisches und vielschichtiges Netz, bekannt als WWW – das Wood Wide Web. Über dem Boden kommunizieren Pflanzen mit Duftstoffen. Sie warnen sich gegenseitig vor Fressfeinden oder Dürre, senden SOS-Signale aus, locken gezielt Nützlinge an und koordinieren sogar ihr Verhalten. Auch wir Menschen sind ein Teil von diesem Netz.
Freuen dürfen wir uns auf einen holostischen Beitrag bis hin zu einem Exkurs zu Ovids Metamorphosen, wo die Nymphe Daphne in einen Lorbeerbaum verwandelt wird. Erst verholzt sie, dann beginnt der Baum zu spriessen. Daphne wird zu einem Blütenmeer.

Florianne Koechlin ist Biologin und Autorin und hat mehrere Bücher veröffentlicht: «Von Böden die klingen und Pflanzen die tanzen» (2021) oder «Was Erbsen hören und wofür Kühe um die Wette laufen» (2018). Sie ist fasziniert von der Wissenschaft und doch ist es die Malerei, die sie den Pflanzen am nächsten bringt, weshalb sie sich an der Visual Art School in Basel weitergebildet hat. www.floriannekoechlin.ch

Wie schafft man es, ein Tier, das vor 49 Mio. Jahren lebte, zu rekonstruieren? Sowohl dessen Körperbau, wie auch die Art und Weise, wie es sich fortbewegte? Dafür braucht es gut funktionierende Kommunikation zwischen den Forschenden und denjenigen, die in der Lage sind, die komplexen Inhalte illustrativ umzusetzen. «Man erblickt nur, was man schon weiß und versteht» (Goethe 1819). Das Skelett des Urpferds wurde über Millionen von Jahren vom riesigen Gewicht überlagerter Gesteinsschichten erdrückt. Zur Rekonstruktion musste die nahezu zweidimensionale Skelett-Platte räumlich wiederhergestellt werden. Dies erforderte den Einsatz von aufwendiger Technik, eine gut funktionierende Kommunikation zwischen Science und Design sowie das Wissen um Anatomie und Animation. Nur so konnte das rekonstruierte Skelett wieder zum Laufen gebracht werden. Beim Science Lunch wird dieser Prozess nachvollziehbar gemacht.

Prof. Dr. Dr. h.c. Martin S. Fischer wuchs akademisch im Sonderforschungsbereich «Konstruktionsmorphologie», einer genialen Zusammenarbeit der Paläontologen Dolf Seilacher und Wolf-Ernst Reif und des Architekten Frei Otto auf. Vergleichende Anatomie lernte er in Paris und dort entstand auch der Wunsch einer von denen zu sein, die das Geheimnis des Laufens lüften. Zusammen mit vielen Studierenden und Mitarbeiter:innen drehte er über 50.000 Röntgenfilme von verschiedenen Wirbeltieren («Jena collection of X-ray movies»). Bereits vor über 20 Jahren schuf er u.a. mit dem damaligen Studenten und heute renommierten Künstler Robert Seidel die erste Rekonstruktion eines laufenden Urpferdchens.

Amir Andikfar arbeitet als freiberuflicher Illustrator in veterinär-medizinischen und archäologischen Forschungsprojekten für Verlage und Museen und hat sich auf die virtuelle Rekonstruktion von Knochen und anatomischen Strukturen spezialisiert. Neben seiner freiberuflichen Tätigkeit unterrichtet er als Dozent für 3D-Illustration und Animation an der HAW Hamburg im Fachbereich Wissenschaftsillustration.

Jonas Lauströer ist freiberuflicher Illustrator und arbeitet für Bilderbuch-, Zeitschriften-, und Fachbuch-Verlage in Hamburg. Er ist bekannt für die virtuelle 3D-Visualisierung von funktioneller Anatomie bei Mensch und Tier und lehrte an der HAW in Hamburg und an der ZHdK bei Knowledge Visualization mit dem Schwerpunkt 3D-Illustration und Animation. Derzeit ist er in einem BMBF-Projekt zur Visualisierung von Quantenverschränkungsexperimenten beschäftigt.

Food systems are responsible for one-third of anthropogenic greenhouse gas emissions while sustainable production and healthy food are a privilege in today’s world. Raising awareness about environmental and socio-economic implications of food production and consumption becomes particularly important. Kenza Benabderraziks and Natascha Jankovskis science communication project «Edible research: Participative design of an interactive art-​​science exhibition on food value chains» aims at facilitating an intensive dialogue about the importance of sustainable food systems around the world between secondary school students and researchers. The chosen media for this dialogue are storytelling and an interactive art-​science installation with augmented reality features. Working with visual artists and illustrators allows them to shed light on the multi-leveled and interconnected dimensions of the food system. The augmented reality feature adds at the same time an interactive level that enables to visualize and grasp more complex information and research insights from the SAE group.

Dr. Kenza Benabderrazik is a researcher, lecturer and the coordinator of the AGORA SNF project «Edible research» at the Sustainable Agroecosystems Group in ETH Zürich. Alongside her teaching activities, Kenza coordinates projects to open and nourish dialogues between various actors of the food systems towards agroecological transitions.

Natascha Jankovski is a self-employed illustrator and graphic designer and graduated with a Master’s degree in Knowledge Visualization from the ZHdK in 2015. She worked on various projects focused on art and science communication in the field of medicine, biology and environmental science.

Wie fühlt sich der Kommunikationsberuf der Telefonistin von 1920 an? Wie können Gespräche live visualisiert werden? Wo liegen die Chancen und Möglichkeiten, flüchtige, unsichtbare Sprache und Kommunikation sichtbar zu machen?

Noah Bubenhofer ist Professor für Deutsche Sprachwissenschaft am Deutschen Seminar der Universität Zürich. Er lehrt und forscht zu Fragen der visuellen Linguistik. Zum Science Lunch kommt Noah Bubenhofer gemeinsam mit seiner Forschungsgruppe und MA-Studierenden des Seminars "Visuelle Linguistik". Das Team präsentiert eine Virtual Reality-Telefonzentrale und weitere Projektideen, welche eine Zusammenarbeit mit Visualisierung und Design anbieten.