বিজ্ঞানীরা তাদের ডেটাকে শব্দে পরিণত করে যা শিখতে পারেন

বায়োকেমিস্ট মার্টিন গ্রুবেলে তিনি ইলিনয় বিশ্ববিদ্যালয়ের ল্যাবে নিয়মিত হেডফোন রাখেন। কিন্তু মিউজিকের পরিবর্তে, আপনি ক্ল্যাঙ্কিং, কম্পিত আওয়াজ শুনছেন—যেমন একদল রোবট জোরে জোরে তর্ক করছে।

সেই যন্ত্রণার প্রতিদান? এই শব্দগুলি গ্রুবেলেকে বুঝতে সাহায্য করে যে কীভাবে আমাদের দেহের প্রোটিনগুলি জলের সাথে যোগাযোগ করে।

প্রোটিন অণুগুলি আমাদের দেহে অত্যাবশ্যক সেলুলার ফাংশনগুলি চালাতে আকৃতি-বদলকারী ট্রান্সফরমার হিসাবে কাজ করে। যখন জিনিসগুলি ভুল হয়ে যায়, ভুল ফোল্ড করা প্রোটিনগুলি মস্তিষ্কে ফলক তৈরি করতে পারে, একটি প্রক্রিয়া যা আলঝাইমারের মতো নিউরোডিজেনারেটিভ রোগের কারণ হয়।

গ্রুবেলে প্রোটিন ভাঁজ বোঝার জন্য কম্পিউটার সিমুলেশন তৈরি করেছেন, যা প্রাথমিকভাবে আমাদের কোষের অভ্যন্তরে জলে ঘটে। কিন্তু প্রোটিন এবং ট্রিলিয়ন জলের অণুগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়াগুলি খুব জটিল-এবং খুব দ্রুত ঘটতে পারে-আপনার সিমুলেশনে দেখা যায়।

তাই সে তাদের কথা বেশি শোনে।

“আপনাকে এই শব্দটিকে একটি গ্রাফের মতো ভাবতে হবে, একটি চিত্রকর্ম নয়,” গ্রুবেলে বলেছিলেন।

প্রোটিন ভাঁজ হয়ে গেলে যে অনেক বন্ড তৈরি হয় তাতে একটি নোট যোগ করতে তিনি Kyma নামক সফ্টওয়্যার ব্যবহার করেন। যখন বাজানো হয়, তখন শব্দটি বিশৃঙ্খলার মধ্যে শৃঙ্খলা তৈরি করে, কোন মিথস্ক্রিয়াগুলিকে প্রাধান্য দেয় তা হাইলাইট করে।

“আমি আমার চোখ বন্ধ করে বলতে পারি, ‘আহ, একটি প্রোটিন-জল হাইড্রোজেন বন্ধন তৈরি হয়েছে,'” তিনি আমার নিঃশ্বাসের নিচে বললেন। “একবার আমি এটি শুনলে, আমি আসলে সিমুলেশনে ফিরে যেতে পারি এবং সেই নির্দিষ্ট জলের অণুতে জুম করতে পারি এবং এটি কোনটি ছিল এবং এটি কোথায় আবদ্ধ ছিল তা বের করতে পারি।”

গ্রুবেলে একটি ক্রমবর্ধমান গবেষণা সম্প্রদায়ের অংশ যা বৈজ্ঞানিক ঘটনাগুলিকে যোগাযোগ করতে শব্দ ব্যবহার করে। এটি ডেটা ভিজ্যুয়ালাইজেশনের শ্রুতি সমতুল্য, এবং এর প্রবক্তারা এটিকে “ডেটা সোনিফিকেশন” বলে।

ধারণাটি সম্পূর্ণ নতুন নয়। ডেটা প্রদর্শনের জন্য শব্দ ব্যবহারের প্রথম উদাহরণগুলির মধ্যে একটি হল ডসিমিটার বা গিগার কাউন্টার। এই যন্ত্রটি 1928 সালে একটি নির্দিষ্ট স্থানে ক্লিক করার শব্দের সাথে তেজস্ক্রিয়তার মাত্রা নির্দেশ করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছিল। ক্লিকের হার যত দ্রুত, পরিবেশ তত বেশি বিপজ্জনক। আক্ষরিক অর্থে আপনাকে মেরে ফেলতে চায় এমন জায়গায় বিপদ সংকেত দেওয়ার এটি একটি নোংরা উপায়।

গিগার কাউন্টার ছিল একটি যান্ত্রিক যন্ত্র। কিন্তু আজকাল ডিজিটাল অডিওর সাহায্যে যেকোনো ডেটা অডিওতে ম্যাপ করা যায়।

কাইমা তৈরি করেছিলেন কার্লা স্কেলেটি, একজন আরবানা-চ্যাম্পেইন সুরকার এবং সাউন্ড ইঞ্জিনিয়ার। এটি মূলত হলিউড জুড়ে তৈরি করা হয়েছিল – তিনটি স্টার ওয়ার চলচ্চিত্র এবং অ্যানিমেটেড ফিল্ম ‘ওয়াল-ই’-এ ব্যবহৃত হয়েছিল। এর ইউজার ইন্টারফেস আপনাকে বৈদ্যুতিক সার্কিটের উপাদানগুলির মতো পৃথক শব্দ সংযোগ করতে দেয়। ফলাফল হল একটি বহুমুখী যন্ত্র যা অসীম সংখ্যক শব্দ সংমিশ্রণ, এমনকি মানব জীববিজ্ঞানের সাউন্ডট্র্যাক তৈরি করতে সক্ষম।

স্কেলেটি বিশ্বাস করেন যে ভয়েসিং শুধুমাত্র ডেটা দ্বারা চালিত হওয়া উচিত।

“আপনি যা শুনছেন তা শুনতে এবং বিশ্লেষণ করতে আপনাকে সক্ষম হতে হবে এবং শুধু বসে থাকলে চলবে না এবং এটি আপনাকে আবেগগতভাবে অভিভূত করতে দেবে,” তিনি বলেছিলেন।

কিন্তু অন্যদের জন্য, যেমন একজন সাগর রসায়নবিদ এবং একজন স্যাক্সোফোনিস্ট নোয়া জার্মোলাসবিজ্ঞানের শব্দ সঙ্গীতের শব্দের কাছাকাছি।

জার্মোলাস, সমুদ্রের রসায়ন অধ্যয়নরত একজন পিএইচডি ছাত্র, আটলান্টিক এবং ক্যারিবিয়ান মহাসাগর থেকে জলের নমুনা সংগ্রহ করে এবং ফ্যালমাউথের উডস হোল ওশানোগ্রাফিক ইনস্টিটিউশনে তার ল্যাবে ফিরিয়ে আনে। সেখানে, তিনি রাসায়নিক বিশ্লেষণ সরঞ্জামগুলির একটি সিরিজের মাধ্যমে নমুনাগুলি চালান যা কার্বন, নাইট্রোজেন এবং ফসফরাস সহ সামুদ্রিক জীবনের জন্য প্রয়োজনীয় পুষ্টির প্রাচুর্য পরিমাপ করে।

ডেটা আপনার কম্পিউটারে রেকর্ড করা হয় এবং তারপরে একটি মিউজিক ক্রুতে পুনরায় লেখা হয়।

“আমি তীব্রতা নিতে [of chemicals] এবং বট এর নোটে অনুবাদ করুন,” জার্মোলাস বলেন। রাসায়নিকের কম ঘনত্বের সাথে সম্পর্কিত ডেটা নিম্ন টোন, এবং উচ্চ ঘনত্ব উচ্চ টোন।

ফলে প্রাপ্ত স্কোর পানির নিচের পরিবেশের বৈচিত্র্যকে প্রতিফলিত করে। মরুভূমি এবং মরুদ্যান রয়েছে পুষ্টির সমৃদ্ধির উপর ভিত্তি করে এবং তারা যে সামুদ্রিক জীবনকে আকর্ষণ করে।

জার্মোলাসের সঙ্গীতেও এই সবই প্রতিফলিত হয়েছে। তার প্রিয় সাউন্ডট্র্যাক অনুর্বর গভীর সমুদ্রের।

“আমি মনে করি এটি একটু বিষন্ন শোনাচ্ছে,” তিনি বলেছিলেন। “এটি যে অভিব্যক্তিটি প্রকাশ করার কথা তা হল… আপনি একটি জীবাণু যা ভাসছে, জল নিজেই খুব বেশি নড়াচড়া করে না, আপনি খুব বেশি নড়াচড়া করেন না, আপনার বিপাক ধীর।”

জার্মোলাস দ্রবীভূত জৈব কার্বনের পরিমাণ রেকর্ড করেছে, যা জীবনের একটি বৈশিষ্ট্যযুক্ত উপাদান। তিনি জানতেন যে এটি ভূপৃষ্ঠের এক মাইলেরও বেশি নীচে থাকবে, তাই ব্ল্যাক টোনটি অবাক হওয়ার কিছু ছিল না।

তবে আমরা চমকের জন্য অপেক্ষা করছি। জার্মোলাস সমুদ্রের পৃষ্ঠ থেকে তথ্য শোনা এবং গভীর শব্দের একটি গুচ্ছের মধ্যে একটি উচ্চ জিটি শোনার কথা স্মরণ করে যা তাকে অবাক করে দিয়েছিল, “এটা কী?” কি হচ্ছে?”

আকস্মিক রূপান্তরটি সুগন্ধযুক্ত যৌগের চিহ্নিতকারী হতে পারে, তিনি বলেছিলেন। “এই ধরণের জিনিসগুলি আকর্ষণীয় এবং গুরুত্বপূর্ণ, বিশেষত যেহেতু তারা দূষণকারী এবং জৈব যৌগ উভয়ের সাথে সম্পর্কিত।”

জার্মোলাস যখন সমুদ্রের পুষ্টি থেকে এক ধরনের জ্যাজ তৈরি করে, তখন জন বেলোনা সমুদ্রের শ্বাস-প্রশ্বাস শুনতে সাহায্য করার জন্য ডেটা সনিফিকেশন ব্যবহার করে।

2017 সালে সংগৃহীত সমুদ্রের ডেটা নিয়ে কাজ করে, বেলোনা জলে এবং বাইরে কার্বন ডাই অক্সাইডের গতিবিধি ট্র্যাক করতে সফ্টওয়্যার ব্যবহার করে৷ যখন শীতের শীতের জল বায়ুমণ্ডল থেকে কার্বন ডাই অক্সাইড শোষণ করে, তখন আপনি নরম গর্জন শব্দ শুনতে পান। গ্রীষ্মে যখন উষ্ণ মহাসাগরগুলি গ্যাস ত্যাগ করে, তখন আপনি তীরে আছড়ে পড়া ঢেউয়ের মতো একটি বিধ্বস্ত শব্দ শুনতে পান।

ওরেগন বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন শব্দ শিল্পী বেলোনা বলেন, “সাউন্ডিং গবেষকদের তাদের দৈনন্দিন কাজে সাহায্য করতে পারে।” এটি “নতুন প্যাটার্ন আবিষ্কার করার জন্য যা আমরা দেখতে পাই না এবং একই সাথে অন্তর্ভুক্ত হওয়ার জন্য” ভাল।

অ্যামি বাওয়ারউডস হোল ওশানোগ্রাফিক ইনস্টিটিউশনের একজন সমুদ্রবিজ্ঞানী বলেছেন যে বেলোনার সমুদ্রের পদচিহ্ন ছাপিয়ে গেছে।

বাওয়ার আইনত অন্ধ। গ্র্যাজুয়েশনের সময় তার রোগ ধরা পড়ে রেটিনাইটিস পিগমেন্টোসাএকটি অবস্থা যা সময়ের সাথে ধীরে ধীরে দৃষ্টিশক্তির অবনতি ঘটায়।

“আমি বছরের পর বছর ধরে গ্রাফিক্স এবং ডেটা অ্যাক্সেসের ক্ষেত্রে আমার কাছে কী পাওয়া যায় তা দেখছি,” বোওয়ার বলেছিলেন। কিন্তু খুব বেশি সাফল্যের সাথে নয় – সত্য যে বিজ্ঞান পরিকল্পনা এবং ডায়াগ্রামের উপর অনেক বেশি নির্ভর করে তার মতো দৃষ্টি প্রতিবন্ধী গবেষকদের জন্য একটি বিশাল বাধা।

ডেটা সোনিফিকেশন এটি পরিবর্তন করে। বেলোনার কন্ঠ শুনে, “আমি আসলে এটিকে একত্রে টুকরো টুকরো করতে সক্ষম হয়েছিলাম যখন আমি একটি গ্রাফের দিকে তাকিয়ে ছিলাম।”

কিম্বার্লি আরকান্ড, NASA এর চন্দ্র এক্স-রে অবজারভেটরির একজন ডেটা ভিজ্যুয়ালাইজেশন বিশেষজ্ঞ বলেছেন, সনিফিকেশন হল ডেটা এক ফর্ম থেকে অন্য ফর্মে অনুবাদ করার একটি উপায়। আমাদের চোখ সনাক্ত করতে পারে এমন সংকীর্ণ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সীমার বাইরে যে আলো পড়ে তা আরও ভালভাবে বোঝার জন্য জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা ইতিমধ্যেই সব সময় এটি করছেন।

“মানুষের চোখ যা দেখে তা মহাবিশ্বে যা আছে তার একটি ক্ষুদ্র ভগ্নাংশ,” আর্কান্ড বলেছিলেন। “এটি একটি পিয়ানো কীবোর্ডের উভয় পাশে একটি বা দুটি কী সহ মধ্যম সি এর মতো।”

সম্প্রতি জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপ দ্বারা প্রকাশিত ইনফ্রারেড ছবি সহ অনেকগুলি মহাকাশ চিত্র দৃশ্যমান আলোতে রূপান্তরিত হয়েছে যা মানুষ উপলব্ধি করে, “তাহলে কেন শব্দের সাথে একই কাজ করবেন না?”

একদিকে, এটি জ্যোতির্বিদ্যাকে যারা দেখতে পায় না তাদের জন্য অ্যাক্সেসযোগ্য করে তোলে।

হাবল (যা দৃশ্যমান আলো রেকর্ড করে), স্পিটজার (যা ইনফ্রারেড আলোর দীর্ঘতর তরঙ্গদৈর্ঘ্য দেখে), এবং চন্দ্র (যা ছোট তরঙ্গদৈর্ঘ্য এক্স-রে রেকর্ড করে) স্পেস টেলিস্কোপ থেকে ডেটা সহ মিল্কিওয়ে গ্যালাক্সির কেন্দ্রের একটি চিত্র বিবেচনা করুন। Arcand আলোর বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যের জন্য বিভিন্ন শব্দ বরাদ্দ করে যা ব্যবহারকারীরা শুনতে পায় যখন কার্সারটি বাম থেকে ডানে প্যান করে।

নক্ষত্রের বিক্ষিপ্ততাকে উইন্ড চাইমসের ঝনঝন শব্দ দ্বারা বোঝানো হয়, যখন বিস্তৃত আন্তঃনাক্ষত্রিক গ্যাস এবং ধুলো দীর্ঘস্থায়ী স্ট্রিং শব্দ নির্গত করে। উচ্চ-শক্তির এক্স-রে সহ স্থানগুলি গভীর পিয়ানো নোট তৈরি করে। পুরো সিম্ফনিটি গ্যালাক্সির কেন্দ্রে একটি ক্রেসেন্ডোতে একত্রিত হয়, যেখানে একটি সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোল অত্যন্ত ঘন মহাজাগতিক পদার্থে আবৃত থাকে।

দৃষ্টি প্রতিবন্ধীরা আর্কান্ডের অডিও অনুবাদটিকে “ভয়ঙ্কর,” “ভীতিকর,” “সুন্দর,” “সুন্দর” এবং “চিত্তাকর্ষক” এর মতো শব্দ দিয়ে বর্ণনা করেছেন। তবে যা তাকে সবচেয়ে বেশি খুশি করেছিল তা হল যে তিনি দৃষ্টিশক্তিসম্পন্ন জনসাধারণকে সচেতন করেছিলেন যে “এমন কিছু লোক আছে যারা মহাবিশ্বকে এখন যেভাবে দেখছে সেভাবে দেখে না।”

বাওয়ার বলেছিলেন যে কীভাবে অডিও স্বাধীনতা নেওয়া যায় সে সম্পর্কে দুটি চিন্তাধারা রয়েছে।

“লক্ষ্য যদি বিজ্ঞানের প্রতি জনসাধারণকে আগ্রহী করা হয়, তবে আমি এটিকে একটি শিল্প করার জন্যই আছি,” বলেছেন সমুদ্রবিজ্ঞানী। “কিন্তু যখন বিজ্ঞানের কথা আসে, তখন আপনাকে তথ্যের প্রতি সত্য হতে হবে।”

মার্ক টেম্পলওয়েস্টার্ন সিডনি বিশ্ববিদ্যালয়ের আণবিক জীববিজ্ঞানী উভয় লক্ষ্য মাথায় রেখে ডেটা সারিবদ্ধ করেন।

“আমার একটি বৈজ্ঞানিক অনুপ্রেরণা আছে, এবং আমারও এক ধরনের সঙ্গীতের প্রেরণা আছে। আমি তাদের স্বাধীন বলে মনে করি,” বলেছেন টেম্পল, যিনি আগে অস্ট্রেলিয়ান ইন্ডি পপ ব্যান্ড হামিংবার্ডের ড্রামার ছিলেন৷

আজ তাকে “ডিএনএ ডিজে” হিসাবে বর্ণনা করা যেতে পারে। তিনি ডিএনএ অণুর চারটি ঘাঁটির জন্য একটি পৃথক নোট বরাদ্দ করেন – A, C, G এবং T।

জেনেটিক কোডের একটি দীর্ঘ ক্রম শোনার মাধ্যমে, “আপনি সহজেই পুনরাবৃত্তিমূলক ডিএনএ ক্রমগুলিকে আরও জটিল ডিএনএ ক্রম থেকে আলাদা করতে পারেন,” টেম্পল বলেছিলেন।

উদাহরণস্বরূপ, হান্টিংটন রোগে আক্রান্ত ব্যক্তিদের একটি নির্দিষ্ট জিনের একটি তিন-অক্ষরের সেগমেন্ট রয়েছে যা রোগবিহীন ব্যক্তিদের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বারবার পুনরাবৃত্তি হয়। টেম্পলের জিনের সোনিফিকেশনে, হান্টিংটনের টেলটেল সাইনটি একটি ভাঙা রেকর্ডের মতো শোনাচ্ছে।

মন্দিরের ডিএনএ ডিসকোগ্রাফি সঙ্গীতগতভাবে বিকশিত হয়েছে। তার সাম্প্রতিক ট্র্যাকগুলি আরও বৈচিত্র যোগ করে, যেমন একটি জিনের শুরু এবং শেষ চিহ্নিত করার জন্য অনন্য শব্দ, ডিএনএর সক্রিয় অংশগুলির জন্য অতিরিক্ত নোট এবং এর মধ্যে নিষ্ক্রিয় ক্রমগুলির জন্য পটভূমির সুর। করোনভাইরাসটির স্পাইক প্রোটিনের জিনের উপর ভিত্তি করে 4,000 রাসায়নিক অক্ষরের একটি নতুন সংমিশ্রণে প্রায় চার মিনিট সময় লাগে।

টেম্পল এমন একটি ওয়েব অ্যাপও তৈরি করেছে যা যে কেউ 23andMe বা Ancestry.com-এর মতো কোম্পানির নিজস্ব ডিএনএ সিকোয়েন্সড প্লাগ এবং প্লে করতে দেয়।

“যদি আপনার একটি জেনেটিক রোগ থাকে এবং এমন কিছু আছে যা আপনি চেষ্টা করতে এবং বুঝতে চান, আমি মনে করি একজন সুস্থ ব্যক্তি এবং একজন অসুস্থ ব্যক্তির মধ্যে পার্থক্য তৈরি করা – পার্থক্যগুলিকে আলাদা করে তোলা – মানুষের কাছে আকর্ষণীয় হবে।”

ডাবিংয়ের ক্ষেত্রে, প্রতিটি নির্মাতার আলাদা উদ্দেশ্য, ব্যবহার এবং দর্শক থাকে। স্ক্যালেটির সাউন্ড ডিজাইন সফ্টওয়্যার এবং টেম্পলের ডিএনএ এনকোডিং অ্যালগরিদম থেকে জার্মোলাসের স্কোর পর্যন্ত তাদের শব্দ করার নিজস্ব উপায় রয়েছে।

যাইহোক, তারা সবাই একমত যে কোন একক টুল এই সব অর্জন করতে পারে না।

“আপনি যদি জিনিসগুলি তৈরি করতে চান তবে এটি করার জন্য আপনার কাছে সরঞ্জাম থাকতে হবে। সেগুলি ব্যবহার করা সহজ এবং স্বজ্ঞাত হতে হবে,” গ্রুবেলে বলেছিলেন।

Bower এবং Bellona সার্বজনীন সোনিকেশন পদ্ধতির উন্নয়নে কাজ করছে যা অ্যাক্সেসযোগ্য মহাসাগর নামক একটি আসন্ন প্রকল্পের কেন্দ্রবিন্দু।

তারা আশা করে যে আরও গবেষকরা ডেটা উপস্থাপন এবং বিশ্লেষণ করতে অডিও ব্যবহার করার মূল্য বুঝতে পারবেন। এমন একটি শৃঙ্খলার জন্য যা আমরা যে বিশ্বে বাস করি তা বোঝার চেষ্টা করে, বেলোনা বলেছিলেন যে সোনিফিকেশন একটি “সত্যিই উত্তেজনাপূর্ণ” পরিবর্তনকে প্রতিনিধিত্ব করে যে কীভাবে বিজ্ঞানীরা তথ্য যোগাযোগের জন্য তাদের অন্যান্য ইন্দ্রিয় ব্যবহার করতে পারেন।

স্কেলেটি সম্মত হন যে শব্দ অনেক অর্থ প্রকাশ করতে পারে।

তিনি বলেন, “মানুষ ভাষার কারণে এটা জানে, কিন্তু তারা মনে করে বাকি সবই সঙ্গীত। অতএব, এটি মানুষের শব্দের জগতে বিজ্ঞানের জন্য একটি নতুন কুলুঙ্গি তৈরি করে।