Visualice los datos como esculturas: de los sensores de IoT al arte

La historia de la creación de una escultura de data art.

Información de fondo

No me contrataron en SAS como artista. Hasta 2019, mi título oficial era Diseñador senior de experiencia de usuario (UX). Como diseñador de UX, mi trabajo consistía en garantizar que nuestro software (en mi caso, el software de gestión de datos) fuera fácil de usar para nuestros clientes.

Aunque tengo un BFA en pintura y orfebrería, no busqué convertirme en un artista fino. En cambio, centré mis habilidades creativas en el diseño de software.

Pero mi pasión por el arte jugó un papel en atraerme hacia mi empleador. SAS es conocida por el valor que otorga al arte corporativo, y me sentí agradecido de haber sido contratado para un puesto vacante en 2014.

Sin embargo, mi curiosidad innata me llevó a soñar con combinar mi trabajo diario de tratar con datos con mi pasión por el arte visual.

Empecé a preguntarme qué pasaría si introdujera datos en una obra de arte.

¿Qué pasaría si pudiéramos hacer que el arte respondiera a los datos? Entonces la pieza en sí sería arte, pero también haría una declaración como datos visualizados.

Afortunadamente, mi empleador valora tanto la pasión como la curiosidad, y me animé, con la ayuda de muchos compañeros de SAS, a crear una obra de arte de datos digitales. Esa primera obra de arte, llamada Current , visualiza los datos de la granja solar SAS en el campus de Cary. Obtenga más información en este video de Youtube.

Gracias al éxito de esa pieza, en septiembre de 2019 nuestro COO y CTO Oliver Schabenberger me pidió que creara otra pieza. Cuando estaba en la granja solar, me intrigaban las colmenas que formaban parte de un esfuerzo de sostenibilidad empresarial generalizado.

<×Inspiration

SAS siempre encuentra formas de inspirar a sus empleados, sus clientes y su comunidad. Además de tener nuestra propia granja solar (con ovejas para mantener el césped bajo, por supuesto) también tenemos colmenas de abejas en el lugar equipadas con sensores de IoT.

Las abejas son el elemento vital de nuestra existencia. Como polinizadores, las abejas juegan un papel en todos los aspectos de nuestro ecosistema. En el nivel más básico, la mayoría de nosotros entendemos que las abejas recolectan polen mientras polinizan las plantas y de alguna manera eso se convierte en miel en la colmena.

Con el arte, tenemos la oportunidad de educar al público sobre las abejas más allá de lo básico. Usando una combinación de peso de la colmena en tiempo real, temperatura interior, temperatura exterior y datos de audio, una obra de arte podría traer lo que está afuera, adentro.

Al principio del proceso de diseño, había luchado por encontrar un concepto para la escultura que me convenciera. Pero, con las nuevas herramientas surgen nuevas ideas.

Mi hijo había recibido una impresora 3D como regalo. Cuando vi el tipo de materiales que podía imprimir, me impresionó un jarrón de pared simple que tenía características interesantes.

La superficie era lisa como el lino. Su construcción, capa por capa, fue algo que me llamó la atención. En un momento, encendí la luz de mi iPhone para inspeccionar de cerca el jarrón. Fue entonces cuando me di cuenta de que las impresiones 3D de una sola pared son translúcidas y pueden iluminar.

Fue como si todo se precipitara a la vez. Vi claramente la escultura completa en mi mente.

Diseño y proceso

Mi parte favorita de la inspiración es la prisa. Siento el impulso de crear algo y hacerlo rápido. Mi proceso de diseño es muy práctico. A menudo busco materiales de artistas tradicionales antes de refinar una idea en una computadora. Cogí lo que tenía a mano: papel de impresora, barras de pegamento, bolas de algodón, brochetas de madera y espuma de poliestireno.


Manteniendo la imagen de un campo bañado por el sol en mi mente, creé un boceto en 3D a partir de estos materiales. Este sencillo boceto me ayudó a tomar varias decisiones importantes.

Los tonos claros no podían tener una altura aleatoria, tenían que seguir una curva paramétrica. La parte superior de la curva paramétrica donde se necesitaría toda la luz para estar cerca o al nivel de los ojos. El ancho de la pieza tenía que tener unos impresionantes 18 pies de largo. La profundidad de la pieza tenía que ser de aproximadamente 24 pulgadas.

Ahora que tenía mi concepto, no podía entrar a la sala de reuniones ejecutivas con bolitas de algodón y brochetas. Necesitaba una propuesta pulida. También necesitaba un presupuesto.

Mientras redactaba mi propuesta, se desarrollaron varios otros detalles importantes.

¿Qué tecnología iluminaría esto? ¿Cómo controlaría las luces con datos? ¿Qué software SAS® se necesitaba para aprovechar los datos del sensor en tiempo real? ¿Cómo se verían los diseños de luces? ¿Cómo se vería la estructura base que conectara todos los componentes electrónicos?

Mi propuesta al equipo ejecutivo incluía respuestas a todas estas preguntas. Una vez que se aprobó el proyecto y tuve un presupuesto, comenzó el trabajo real.

Construyendo la escultura

SAS tiene una fuerza laboral increíblemente generosa. Si pides ayuda, la obtendrás. Esto no solo es cierto para este proyecto, sino también para todos los proyectos en SAS. Si se queda atascado y no puede encontrar un experto de boca en boca, existe un mercado de proyectos interno donde puede encontrar a alguien en la empresa que lo ayude.

SAS tiene un increíble departamento de operaciones artísticas y escénicas en el lugar. Eso me permitió colaborar con un grupo de creativos con un conocimiento sin precedentes sobre cómo modelar y construir cosas.

También colaboré con un científico de datos, un ingeniero de desarrollo y un codificador creativo. Cada uno elevó el proyecto con su pasión e ideas. Les importaba la escultura tanto como yo, y ese es un regalo por el que estaré eternamente agradecido.

Antes de que pudiera comenzar la construcción, la escultura tuvo que renderizarse en 3D para comprender mejor cómo se vería eventualmente. Riley Benson, diseñador principal de experiencia de usuario de SAS y co-artista, tomó los bocetos y dibujos que proporcioné y los convirtió en un modelo 3D que podríamos usar para iteraciones de diseño.

Una vez que tuvimos una buena idea de cómo se vería nuestra estructura base, se la entregamos al Gerente de Proyectos de Diseño de Eventos Senior Mike Fry, para diseñar los gabinetes usando SolidWorks, un software de modelado paramétrico 3D.

Cuando comenzó el proceso de diseño de gabinetes, nos dimos cuenta de que había nuevos desafíos que resolver. Debido a su enorme tamaño (18 pies de largo), necesitaba construirse como secciones de tres metros de largo. Esta decisión nos permitió utilizar materiales de construcción estándar y transportarlos fácilmente a los lugares utilizando cajas de almacenamiento rodantes. En el sitio, las tres secciones debían poder atornillarse junto con las líneas de red y de energía que se dirigían hacia la sección central.

Este era un sistema complicado y se puso mucho énfasis en facilitar la reparación. Por ejemplo, teníamos que planificar un fácil acceso a los componentes eléctricos y de red en caso de que fuera necesario reparar o cambiar algo en el lugar en un evento. Esto se resolvió agregando una tapa de acceso con bisagras ocultas a cada uno de los tres gabinetes. Las tapas de acceso resultaron ser bastante pesadas, por lo que agregamos puntales de gas como ayudas de elevación. Ahora se abren más fácilmente que el capó de su automóvil.

Cuando se completó el diseño y los gabinetes estaban listos para la fabricación, el proyecto se entregó al equipo de construcción.

El artesano y diseñador senior Mike Weiss cortó todas las piezas de madera contrachapada y aluminio en el enrutador CNC interno. Brandon Watkins (también artesano y diseñador) preparó las varillas de aluminio y el sistema de montaje. El artesano y diseñador Robert Stone ensambló los gabinetes y aplicó el laminado de nogal oscuro.

Robert se cuidó mucho de asegurarse de que las tres secciones encajaran como una sola pieza cohesiva. Debido a que la parte superior está formada por dos capas (para una mayor estabilidad de las varillas), cada capa tenía que estar perfectamente alineada. Incluso si estuviera un poco desviado, las varillas no estarían perpendiculares a la base. Cualquier desalineación tuvo que ser corregida, de lo contrario, parecería ser un error.

Cuando la estructura de la base estuvo a punto de completarse, las cosas de repente se sintieron más reales. Esta fue la primera vez que pudimos tener una idea de cuán grande sería esta escultura.

Diseñé seis diseños de sombras claras cohesivas para impresión 3D mientras la base estaba en construcción. En total, la estructura comprende 280 luces. Fueron necesarias muchas iteraciones para llegar a seis diseños de tonos únicos, pero relacionados. Descubrí por las malas que un diseño de sombra puede verse genial en una aplicación de renderizado 3D, pero es una historia completamente diferente una vez que comienzas a jugar con luz real. Las áreas sombreadas u oscuras dentro de la sombra solo eran visibles una vez que el diseño se había impreso e iluminado.

La impresión 3D requiere mucha delicadeza. Pensé que la impresión iría rápido una vez que se crearan los diseños de tonos. Este no fue el caso.

Cada diseño tenía que imprimirse uno a la vez. Los grupos causaron demasiados problemas con hilos de plástico delgados que flotarían en el aire y se adherirían a la boquilla de impresión caliente. Cada impresión tardó aproximadamente cuatro horas en completarse y cada uno de los seis diseños se imprimió 50 veces. 50 x 6 = 300. 300 como máximo x 4 horas … puede ver a dónde voy con las matemáticas.

Imprimir tonos impecables es mucho más difícil de lo que parece. Podría escribir un artículo completo solo sobre los desafíos de imprimir 300 formas impecables iluminadas por la luz.


Dentro de cada una de estas cortinas impresas en 3D hay un LED direccionable. Cada sección de la escultura se controla con un controlador controlado por USB FadeCandy. Trescientos cables (cada uno con cuatro cables dentro de ellos) que se soldaron a los LED y se alimentaron a través de una varilla de aluminio anodizado hasta la parte inferior de la tapa de acceso.

El trabajo eléctrico escondido debajo era casi una forma de arte en sí mismo. Estaba muy preocupado por hacerlo perfecto, así que lo hice yo mismo.

A pesar de que el trabajo eléctrico era repetitivo y me provocó un mal codo de tenista, disfruté esta parte más de lo que esperaba. Quería que el trabajo eléctrico de abajo se viera tan bien como el arte de arriba.

Cada barra que está asentada en la base de la escultura tiene una longitud única. Thomas Richardson, director senior de proyectos de diseño de eventos, ideó un sistema de bastidores para las barras que era claro y fácil de entender. Era imposible estropearlo, lo que hizo que el montaje fuera rápido y sencillo.

Cuando comenzó el paso del cableado, aprendimos rápidamente que la mejor manera de trabajar era tener las tapas aseguradas en posición vertical en un banco de trabajo. Esto hizo que fuera mucho más fácil acceder a ambos lados de la tapa sin ninguna tensión en el cuerpo. Las cortinas 3D también se instalaron en este momento.

Dar vida a la presencia

El arte es accesible y evoca curiosidad y emoción. Cuando inyecta datos en él, permite que las personas aborden temas difíciles de manera encantadora y significativa. Brinda la oportunidad de crear un diálogo sobre temas que de otro modo podrían resultar intimidantes, como big data o análisis. Cualquiera puede apreciarlo. No es necesario tener conocimientos de ciencia de datos, estadísticas, aprendizaje automático o inteligencia artificial para beneficiarse de lo que está sucediendo.

Se necesita software para transformar los datos en una obra de arte. La creación de software que aplica técnicas artísticas para expresar un concepto a través de medios digitales o de otro tipo se conoce como “codificación creativa”.

A pesar del nombre alegre, la codificación creativa requiere una codificación compleja para evitar cuellos de botella en el rendimiento y diseñar algoritmos. La incorporación de datos dinámicos en el proyecto agrega otra capa de complejidad.

Cuando una sola persona proporciona la dirección artística y escribe el código, la mayor parte de la iteración se produce a medida que se crea el software. Pero para los equipos en los que colaboran artistas y desarrolladores, existe una mayor motivación para que el software permita ajustes sin conocimientos de codificación. Esto nos inspiró a pensar en el proyecto no solo como la construcción de una instalación de arte, sino como la construcción de una herramienta o incluso una plataforma para el arte de datos.

Riley Benson y el diseñador de software Darien Pardinas Diaz colaboraron para crear un software personalizado para impulsar la matriz de LED. Permite ajustar los efectos generados en tiempo real y se basa en el proyecto OpenFrameworks, una popular biblioteca de software creada para codificadores creativos. Esperamos que podamos seguir perfeccionando y creando más arte de datos sobre los cimientos que hemos comenzado.

Trabajé con la científica de datos Nancy Rausch para determinar cómo recopilar los datos que necesitábamos. Nancy me ha inspirado en muchos proyectos y he descubierto que hablar con un científico de datos es una parte esencial del proceso creativo (los artistas deberían hablar mucho más con los científicos de datos y viceversa. ¡Lo recomiendo mucho!)

Nancy usó SAS para combinar datos de varias fuentes:

SAS / ACCESS®, DATA step y PROC SQL combinan los datos. Se utilizó una combinación de SAS® Data Preparation, SAS® Data Quality y SAS® Studio para limpiar los datos. Se utilizó SAS® Visual Statistics para construir un modelo de pronóstico. Después de probar varios modelos, se eligió un modelo de suavizado exponencial como modelo campeón.

Una vez que se prepararon los datos para la escultura, se trasladaron al software personalizado que crearon Riley y Darien, que se comunicó con el controlador FadeCandy dando como resultado la pantalla de luz que vemos hoy.

Aunque los espectadores pueden beneficiarse de los datos sin conocer el mapa, una clave describe lo que están viendo.

El peso de la colmena dirige la posición del área de luz principal a lo largo de la escultura. El lado izquierdo de la escultura representa un peso más pesado y el lado derecho representa un peso más ligero. La colmena activa se asigna al tono que se está utilizando. Cuatro colmenas, cuatro tonalidades. Los cambios en el peso de la colmena impulsan la dirección de viaje de las abejas (luces más pequeñas que entran o salen del área de iluminación principal). Mapas de temperatura interna versus externa a la tasa de un tipo de transición pulsante entre los dos tonos para cada colmena. El residuo del peso pronosticado frente al real se asigna a cuán errático es el movimiento de las abejas. La temperatura externa se asigna a la velocidad base del movimiento de las abejas.

El arte y los datos juntos pueden fomentar relaciones significativas entre las personas y la información. Se convierte en algo que una persona puede experimentar, caminar, mirar y, a veces, tocar. Este tipo de experiencia sensorial nueva o inesperada puede ayudar a las personas a acceder a una comprensión más intuitiva de los datos. Puede ayudar a dar vida a lo que antes era solo un número en una hoja de cálculo.La intención general de la escultura es darle al espectador una sensación de conexión con los datos.

<×Simbolismo

Nuestra vida diaria se compone de muchos momentos, algunos de los cuales paramos y saboreamos y otros pronto olvidamos. Esta obra de arte está inspirada en uno de esos momentos: temprano en la mañana cuando el sol atrapa los bordes de la hierba alta. Es en este momento, a medida que nos ralentizamos, que experimentamos el regalo de nuestro entorno natural.

Para mí , Presence es una pantalla ambiental con el propósito de llamar su atención sobre estos frágiles momentos.

Nos permite contar una historia de datos a través del arte.

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Artistas Jessica Peter & amp; Riley Benson

Científica de datos Nancy Rausch

Ingeniería & amp; Codificación Darien Pardinas Diaz

Operaciones artísticas y escénicas Jim Utley, Michael Fry, Robert Stone, Thomas Richardson, Brandon Watkins, Mike Weiss, Erin Morales, Jarrod Gross, Juliana Craig, Pete Sack

Diseño eléctrico LED e impresión 3D Gregory Peter