매크로스코프(과학개념)

Macroscope (science concept)
이 기사는 과학 개념에 관한 것이다.다른 용도는 매크로스코프를 참조하십시오.

과학에서 매크로스코프의 개념은 현미경의 대조적인 개념으로, 예를 들어 지구와 그 내용물,[1][2] 또는 개념적으로 우주와 같은 매우 큰 물체를 관찰할 수 있는 방법, 기술 또는 시스템이다.분명히 현재 이 기능을 수행할 수 있는 단일 시스템 또는 기구는 존재하지 않지만, 그것의 개념은 기존 관측 시스템의 현재 또는 미래의 어떤 조합에 의해 접근될 수 있다.[3][4]"매크로스코프"라는 용어는 모든 식물 생명체 [5]또는 지구상의 모든 생명체와 같이 지구 전체의 과학 현상의 어떤 보다 구체적인 측면을 볼 수 있는 방법이나 컴포디움에도 적용되었다.[6]이 용어는 인문학에서도 사용되었는데, 다양한 다른 형태의 "빅 데이터"에 대한 개요를 허용하는 도구의 총칭으로 사용되었다.여기서 논의한 바와 같이 '매크로스코프'의 개념은 본질적으로 미시적 스케일이 떨어져 나가는 곳에서 간단히 인수하여 비원조 눈에 보일 정도로 큰 모든 물체를 덮는 거시적 스케일의 그것과 본질적으로 차이가 있으며, 또한 그것보다 더 큰 배율로 시료를 촬영하는 매크로 사진과도 다르다."Macroscope"로 알려진 특수 현미경 관련 기기가 이전에 판매된 적이 있다.일부 작업자의 경우, 관련 기존 관측치의 합계에 접근하기 위해 하나 이상의 (행성 척도) "매크로스코프"를 이미 구축할 수 있으며, 다른 작업자의 경우, 현재의 샘플링 제도 및/또는 데이터 가용성의 결여로 인해 추가적인 샘플링 노력과 새로운 방법론의 구축이 필요한 경우도 있다.지구는 얻을 수 있다.

개념의 역사

"매크로스코프"라는 용어는 일반적으로 생태학자 하워드 T에 의해 과학적 용어로 소개된 것으로 여겨진다. 1971년 오둠([7][8]Odum, 1971년, 그림 10)은 관리 개선을 위한 생태 시스템의 더 나은 개요를 허용하는 일종의 "디테일러"를 나타내기 위해 그것을 채용했다(작은 물체를 매우 상세하게 보여주는 현미경과는 대조적이다.[9]이무라 히데후미와 같은 일부 저자들은 이 용어를 자기 분야의 데이터의 개요나 대규모 패턴 분석과 다소 동의어로 계속 사용하고 있다.[10][11]그들의 특정 관심 영역에서 "큰 그림" 관점을 위해 "매크로스코프" 용어를 사용한 다른 저명한 저자와 연사들로는 제시 H가 있다. 아우수벨과 존 타카라.[12][13]

실제로 이 용어는 1959년에 출판된 필립 백비의 저서 '문화와 역사: 문명의 비교연구에 대한 프롤레고메나'에서 발견되는 등 오덤의 작품에서 역사학자가 자신의 보다 큰 면만 볼 수 있는 도구인 '매크로스코프'를 발명해야 한다.토리, 그리고 1966년 사이코서비스지에 기고한 W.H.하그리브스와 K.H.블랙커에 의해 "전자 디지털 컴퓨터의 등장은 현미경이 생물학에 미친 영향에 비견할 만한 행동과학에 혁명을 일으키고 있다.[14]현미경처럼 컴퓨터는 육안으로는 감당할 수 없는 시야를 제공한다.컴퓨터는 우리가 다른 방법으로 통합할 수 있는 것보다 더 큰 정보 패턴을 기반으로 관계를 인지할 수 있는 "매크로스코프"로 사용되고 있다.[15]이보다 조금 앞서도 지리학 분야에서는 1957년 '지리학자의 탐구'라는 제목의 기사에서 로렌스 M.소머스와 클라렌스 L.빈지는 이렇게 썼다. "우리가 무엇을 보는가?관찰된 특징들 사이에 존재하는 상호관계는 무엇인가?근시경은 지도를 통해 지평이 넘는 시야로 해결할 수 있으며, 지도가 '매크로스코프'가 되어 지구 현상의 공간구성을 이해하는 데 도움이 된다.[16][a]

이 용어는 1975년 프랑스의 과학 사상가 조엘 드 로즈네이(Joel de Rosnay)가 자신의 개념을 설명하는 상세한 책을 쓴 것에 의해 (오둠의 이전 용어는 각주에 언급되었다) 새 것으로 (재) 표현되었다: "우리는 새로운 악기가 필요하다.현미경과 망원경은 우주에 대한 과학적 지식을 수집하는 데 귀중한 역할을 해왔다.이제 그들이 정치, 과학, 산업에서 중요한 의사결정에 책임이 있든, 우리처럼 평범한 사람들이든, 이 세상에서 그들의 행동을 이해하고 효과적으로 지시하려는 모든 사람들에 의해 새로운 도구가 필요하다.나는 이 악기를 매크로스코프(매크로, 위대함, 관찰할 스코핀으로부터)라고 부를 것이다."드 로즈네이(De Rosnay)의 관점에서는, 매크로스코프는 자연계와 물리적 세계뿐 아니라, 도시의 성장, 경제, 그리고 사회의 인간의 행동과 같은 인간 관련 시스템에서도 돌아설 수 있었다.[1]

보다 최근의 근로자들은 특히 원격 감지에서 도출된 위성 이미지 및/또는 센서 네트워크를 통해 얻은 현장 관찰에 기초하여 지구 전체의 관측 시스템 또는 그 일부와 동의어인 용어를 사용하는 경향이 있다(아래 참조).

그것의 과학 문맥의 확장으로서, "매크로스코프"라는 용어는 인문사회에도 적용되었고, 그 또는 관련 영역의 "빅데이터" 수집에 대한 개요와 통찰력을 허용하는 모든 도구의 총칭이다.[18][19][20]완전성을 위해서는 '역현미경'의 개념이 완전히 새로운 것은 아니라는 점을 언급해야 한다: 약 80년 전, 1893년에 출간된 자신의 소설 실비와 브루노 제2권에 실린 작가 루이스 캐롤은 그의 강연에 코끼리를 mou 크기로 축소시킬 악기를 포함시킨 허구의 교수를 묘사했다.'[21]발광경'이란 별명을 붙였답니다네덜란드의 작가 키즈 보크도 1957년 저서 우주관: 40 점프의 우주, [22]그 중 첫 부분은 점점 줄어드는 눈금에서 지구의 양면 이미지를 보여주고 일련의 확대축소 수준에서 가상의 "매크로스코프"의 후속 원리와 유사하다.

해석 및 실제 구현

CSIRO의 ICT 부서의 2007년 "매크로스코프" 데모 개념의 이미지, Google 지형 이미지에 겹쳐진 Fleck 무선 센서 네트워크의 물리적 데이터 표시

매크로스코프를 구성하는 것이 정확히 무엇인지에 대한 보다 실제적인 측면은 해당 근로자들의 이익, 요구사항 및 활동 분야에 따라 시간에 따라 달라졌다.소머스와 빈지는 "매크로스코프"를 지구 표면의 항목들 사이의 공간 관계를 시각화하기 위한 확장된 지도 시스템으로 보고, 따라서 개념적으로 CD-ROM과 마이크로소프트의 "아틀라스" 시설의 라인을 따라 월드 와이드 웹을 통해 후속적으로 개발된 "섬프 없는" 지리 표시 시스템의 개념을 구성했다.엔카르타, 그리고 구글 지도/구글 어스.오덤의 개념은 생태계의 연구를 위한 것으로, 기존의 조사, 식별, 분류 방법의 결과를 통합한 다음, 미세한 스케일의 디테일을 제거하여 분석에 적합한 "큰 그림" 관점을 얻고, 필요에 따라 시뮬레이션을 하는 것이었다.드 로즈네이 박사는 자신의 '매크로스코프'를 인간 사회의 본질에 대한 연구와 인간 행동의 근거에 대한 이해를 위한 시스템 기반의 시각으로 보았다.그는 다음과 같이 썼다.

매크로스코프를 사용하여 자연, 사회, 인간을 새로운 시각으로 바라보도록 하고 교육과 행동의 새로운 규칙을 식별하도록 노력합시다.그것의 비전 조직, 사건 및 진화는 전혀 다른 빛에 의해 조명된다.매크로스코프는 사물을 서로 연결하는 세부사항을 필터링하고 증폭시킨다.사물을 더 크게 또는 작게 만드는 것이 아니라 우리 눈에 너무 크고, 너무 느리고, 너무 복잡한 것을 한꺼번에 관찰하는 데 사용된다(예를 들어, 인간 사회는 우리 눈에 전혀 보이지 않는 거대한 유기체다).[23]

2000년대 초반부터, "매크로스코프" 개념에 대한 관심은 꾸준히 증가해 왔는데, 이는 조직과 과학자의 데스크톱에서 컴퓨팅 능력이 크게 향상되고, 지구 관측과 같은 지역적으로 획득한 데이터와 공개적으로 이용할 수 있는 데이터 모두의 더 광범위한 집합에 접근하기 때문이다.아래 참조된 도르넬라스 외 연구원과 같은 일부 최근 작업자의 경우 매크로스코프는 관련 연구 분야에 걸쳐 원하는 시놉틱스 관측 세트를 집합적으로 전달할 것으로 예상되는 관측 도구 집합이다(해상 영역의 경우 위성, 드론, 카메라 트랩, 수동 음향 샘플러로 항목화됨).생물학자들, 환경 DNA와 인간의 관찰),[3] 2019년 작문, 이 저자들은 다음과 같이 말했다.

지구 기반 생물권 관측은 거시적 생태학적 패턴과 생물 다양성의 변화를 탐지하는 우리의 능력을 제한할 수 있는 방식으로 공간적으로 편향되어 있다.이 문제를 해결하기 위해, 우리는 행성의 전지구적 층화 무작위 샘플링의 근사치를 위해 계획된 생물다양성 모니터링으로 현재 수집된 임시 데이터를 보완할 필요가 있다.우리는 이 모든 것을 포괄하는 관찰 시스템을 '거대한 범위'라고 부른다.현재의 모니터링 격차를 메우는 이러한 도구들의 중첩된 배열[위성, 드론, 카메라 트랩 등]을 배치함으로써, 우리는 목적에 맞는 매크로스코프를 달성하고 이러한 강력한 도구들을 그들 부분의 합보다 더 많이 만들 수 있다.

다른 사람들에게, 매크로스코프는 "가상 기기"의 일종으로, 필요한 고해상도 Earth 뷰를 제공하는 Landsat 위성사진과 같은 데이터 소스 및/[24][25]또는 무선 센서 네트워크와 같은 일련의 로컬 정보를 현장 관찰에 제공하는 것으로 이미 여기에 있다.[26][27]IBM 연구자들의 견해에 따르면 매크로스코프는 기본적으로 데이터 관리, 데이터 분석 및 데이터 마이닝의 영역 내에서 의미 있는 결과를 얻기 위해 기존의 모든 지구 및 관련 관찰을 통합하고 쿼리할 수 있는 기술적 솔루션이다.그들은 2017년에 다음과 같이 적었다.

2022년까지 우리는 기계 학습 알고리즘과 소프트웨어를 사용하여 물리적 세계에 대한 정보를 체계화할 수 있도록 도울 것이며, 우리의 비전과 이해 범위 내에서 수십억 개의 장치에 의해 수집된 거대하고 복잡한 데이터를 가져올 수 있도록 도울 것이다.우리는 이것을 "매크로스코프"라고 부르지만, 아주 작은 것을 보기 위한 현미경이나 멀리 볼 수 있는 망원경과는 달리, 지구의 모든 복잡한 데이터를 하나로 모아 공간과 의미에 대한 시간별로 분석하는 것은 소프트웨어와 알고리즘의 시스템이다.[4]

IBM2020년에 따르면, 이"macroscope"원칙에 실험 시스템은"IBMPAIRS Geoscope"[28]이름으로, 나중에 그 공간 전문가 구성은 IBM환경 정보 Suite고 플랫폼 구체적으로 대규모geospatial-temporal(지도에 대해 설계된 "에 묘사된 sre-badged이 추진되었다먹었다llite, weather, drone, IoT [="Internet of Things]) 질의 및 분석 서비스".[29]

마이크로소프트의 크레이그 먼디에게 매크로스코프의 이점은 지구를 관찰하는 것뿐만 아니라, 매크로스코프에 있는 사람들의 측면에도 있다.

지구는 저비용, 고대역폭 센서로 점점 더 많은 계측기를 갖추게 되면서, 우리는 가상의 분산된 지구 전체 "매크로스코프"를 통해 우리의 환경에 대해 더 잘 이해할 수 있게 될 것이다.대규모 데이터 분석을 통해 질병의 실시간 추적과 잠재적 유행병에 대한 표적 대응이 가능해진다.우리의 가상의 "매크로스코프"는 이제 지구뿐만 아니라 우리 자신에게도 사용될 수 있다. (Microsoft Research, 2009)[30]

10여년 후, 컴퓨팅 리소스와 쉽게 접근 가능한 데이터 저장을 촉진시키는 것이 계속되었던 시기에 홀베인이 마이크로 소프트사는"행성 컴퓨터"의 계획적 개발, 컴퓨팅까진 스케일의 쿼리 하기 우리와nature-based 환경 솔루션 실시간으로 가능한 모든 측면을 허용하리는 "접근법 발표했다."[31일]한편 2010년 이후 세계로부터 구글 이미, 위성 사진 많은 양의 법 분석을 위해 클라우드 컴퓨팅을 사용하는 정도 비슷한 시설 권리가"구글 어스 엔진"을 개발했다고[32] 있는 만큼, 2021년까지, 그 프로젝트 웹은 구글 지구 엔진 결합한multi-petabyte 카탈로그의 위성 영상 및 geospa.tia행성 규모 분석 기능이 있는 데이터 집합.과학자, 연구원, 개발자들은 지구 표면의 변화를 감지하고 추세를 지도화하며 차이점을 수량화하기 위해 지구 엔진을 사용한다."[33]그러한 이니셔티브는 아마도 대규모 글로벌 규모의 입력 데이터셋 및 관련 컴퓨팅의 수집을 위한 "하이엔드"로 볼 수 있다; 그 규모의 다른 쪽 끝에서는 2000년대 초반부터 열린 지리공간 컨소시엄에 의한 디지털화된 지리정보 교환을 위한 교차 플랫폼(개방형) 표준의 개발이 연구를 가능하게 했다.데이터를 로컬로 보관할 필요 없이 (예:) Web Map Service(WMS), Web Feature Service(WFS) 및 Web Coverage Service(WCS)를 통해 원격 글로벌 데이터 스트림의 서브셋을 요청, 표시, 오버레이 및 기타 상호 작용하는 최소 소프트웨어가 장착된 그녀의 제품은 "매크로스코프" 기능을 모드에서 생성할 수 있다.t 비용(GeoServer, MapServer 등 오픈 소스 솔루션의 경우 무료)으로 다양한 기본 맵에 대해 사용자가 선택한 정보를 표시한다.[34]

2013~2014년 뉴욕시 보건정신위생부(DOHMH)는 뉴욕시민의 전자건강기록 감시시스템인 'NYC 매크로스코프'를 자체 설계해 "의료활동을 적극적으로 추구하는 NYC 성인 인구 중 건강성과를 측정"하도록 설계했다.[35]인디아나 대학교 정보 및 컴퓨팅 학교는 또한 네트워크 과학 센터를 위한 사이버 인프라를 통해 "장소와 공간:"이라는 제목의 지도 제작 프로그램을 운영하고 있다.지도 과학'은 2016년 프로그램에서 다음과 같은 정의와 함께 "8개의 인터랙티브 매크로스코프"를 포함시켰으며, "매크로스코프는 너무 크거나 복잡해서 도움을 받지 못하는 데이터 패턴에 집중할 수 있도록 도와주는 소프트웨어 도구다.세상은 복잡한 곳이고, 매크로스코프는 우리가 그 복잡성을 이해하고 관리하는데 도움을 준다.대량의 데이터에서 패턴과 트렌드를 볼 수 있는 비주얼 렌즈"라고 말했다.[36]Another initiative that has been referred to as a "macroscope" is the Ocean Biogeographic Information System (OBIS), as described by Vanden Berghe et al. in 2012, who wrote: "Its ambition to become a 'Macroscope' (DE ROSNAY, 1979) for marine biodiversity will allow us to see past complexities and the idiosyncrasies of individual datasets to see the "대양생활의 큰 그림"[37] 이 프로젝트의 핵심 활동인 이 프로젝트의 주요 활동은 이전에 상이하고 때로는 접근하기 어려운 형태의 데이터를 단일 표준화된 형식으로 변환하여 접근 용이성과 요약 정보의 생산을 원하는 대로 하는 것이다.

또 다른 종류의 "매크로스코프(Macroscope)"는 세계 뉴스 미디어가 "데이터포인트의 트릴리언"을 만들어 내는 것을 감시하고 "세계 사회 규모의 행동을 실시간 모니터링과 분석적 탐구가 가능한 풍부한 양적 데이터베이스로 실시간 합성"하는 GDELT 프로젝트다.그러한 경향에 대해 생각해 보십시오."프로젝트 웹사이트에 따르면 GDELT Global Knowledge Graph(GKG)의 결과물 중 하나인 GDELT Global Knowledge Graph(Global Knowledge Graph)는 "모든 사람, 조직, 회사, 위치 및 모든 뉴스의 수백만의 주제와 수천 개의 감정을 나열한 목록"을 수록하고 있다.세계의 뉴스 매체인 시끄럽고 문법적이지 않은 세계를 위하여"[38]

2018년 유엔개발계획(UNDP), 유엔환경(UN Environment), 생물다양성협약 사무국 등 3개 협력기관이 '유엔생물다양성연구소'(UNBL)를 설립해 '지속가능한 발전을 위한 빅데이터에 대한 접근성 강화'(https://unbiodiversitylab.org/),) 형태로 '유엔생물다양성연구소'(UNBL)를 출범시켰다.보호지역, 멸종위기종, 자연시스템에 대한 인간의 영향, 주요 도시의 분수령 등에 관한 글로벌 공간 데이터.[39]2021년 10월 공개된 UNBL 버전 2.0에는 '생물다양성, 기후변화, 개발 전반에 걸친 400개 이상의 공간정보 계층'이 수록돼 있어, 보고 목적의 지도 편성과 국가 차원의 생물다양성 계획 및 모니터링을 위해 국가 차원의 사용자가 직접 데이터를 업로드할 수 있는 작업공간도 마련돼 있는 것으로 알려졌다.티[40]

위에서 설명한 접근방식의 일부 차이는 매크로스코프가 (지구 및/또는 생물권 관찰에 특히 초점을 맞춘) "빅데이터의 가치사슬"의 특정 사례로 해석되는 경우 이해하기 쉬운데, 이는 첸 외(2014년)에 기술된 바와 같이 데이터 생성(일명) 데이터 획득(일명)의 4단계로 나눌 수 있다.데이터 어셈블리), 데이터 스토리지 및 데이터 분석.[41]M과 같은 일부 노동자의 경우.도르넬라스 외, 매크로스코프는 후속 분석에 필요한 콘텐츠를 제공하는 데이터 수집 시스템(세대 요소)의 합계인데, 일부 언급은 그 콘텐츠가 검색될 수 있도록 하는 "도메인 특정 데이터 등록"으로도 이루어진다.[3]OBIS와 같은 다른 기업의 경우, 매크로스코프를 구축하는 데 필요한 주요 노력은 데이터 어셈블리 구성요소로서, 이전에 상이한 데이터셋의 통합 분석을 허용한다(OBIS 데이터는 공급된 도구로 볼 수 있거나 추가 시각화 및 분석을 위해 사용자 자신의 시스템에 다운로드할 수 있음).데이터에서 패턴을 발견하는 데 관심이 있는 ies는 (그리고 손에 넣을 수 있는 충분한 컴퓨팅 능력을 가진) 매크로스코프는 데이터가 수집된 후 적용할 수 있는 시간 및 공간 분석 및 필터링 도구 모음입니다.현미경과의 유추에 의해, 매크로스코프는 본질적으로 너무 큰 피사체를 시각화하는 방법이기 때문에 전통적인 관점에서 완전히 볼 수 없을 것이다. 아마도 이러한 접근법들 중 어느 것도 부정확하지 않을 것이다. 각 접근법이 결과적인 "가상 기기"에 기여할 수 있다는 점에서 보완적인 강조의 차이는 다음과 같다.이 개념에 따라.그러나 관찰할 수 있는 한 가지 경향은 기본 데이터셋 크기와 원하는 샘플링 밀도를 증가시키는 것으로, 오늘날의 "매크로스코프"는 Odum과 de Rosnay의 원래 개념에서 바람직하지 않은 세부사항으로 폐기되었을 수 있는 미세 스케일/고해상도 데이터 배열 위에 구축된다.

유사개념

1962년 벅민스터 풀러(Buckminster Fuller)가 대안으로 명명한 "지오스코프(Geoscope)" 제안서에 위에 기술한 여러 개념들이 다시 나타나거나 병렬로 연결된다. 이 제안은 "세계 데이터의 모든 관련 재고"를 컴퓨터 시스템을 통해 표시할 수 있는 "글로브"의 거대한 표현이라고 제안되었다.그러한 시스템의 이점으로는 "지오스코프 인류는 이전에 보이지 않았던 패턴을 인식할 수 있을 것이고, 따라서 지금까지보다 훨씬 더 큰 규모로 예측하고 계획할 수 있을 것이다."[42]라는 것이 있을 것이다.이와 유사한 개념은 1998년 앨 고어 당시 미국 부통령이 지지했던 "디지털 지구"라는 보다 구체적인 제안으로 다시 등장했고,[43] 이 제안은 마하비-아미리 외 연구진이 2015년 발표한 조사 논문에서 검토되었다.[44]

대조 용어

거시적 척도라는 용어는 위에서 논의한 과학 개념과 용도가 다르다. 본질적으로 그것은 도움을 받지 않는 눈으로 볼 수 있을 만큼 충분히 큰, 즉 현미경을 시각화할 필요가 없다.일부 저자들은 또한 미시적, 거시적, 중시경적, 그리고 마지막으로 메가스코픽적 스케일로 시작하는 연속적인 더 큰 스케일의 일부로 "거시적"을 사용한다.[45]이와는 대조적으로 매크로 사진(매크로 사진의 줄임말)은 피사체가 확대(생명체 크기보다 큼)되어 나타나는 사진을 커버하는 데 사용되는 용어로서, 영화 평면에서 엄밀히 말하지만 실제로는 일반적으로 x1에서 x10 배율의 범위에 있는 인쇄물이나 스크린으로 재생산되는 경우, 매크로스코프도 디자인이다.이전에 유럽 제조업체인 와일드 헤르브루그와 라이카 마이크로시스템에 의해 판매된 광학 현미경의 한 유형에 대해, x8 ~ x40 확대 범위의 매크로 및 마이크 측정에 최적화되었다.[46]오덤의 과학개념 대중화를 미리 장식한 '매크로스코프'라는 용어의 또 다른 용어는 소설가 피어스 앤소니의 1969년 작 같은 이름의 공상과학 소설책에서 찾아볼 수 있는데, 이 책에서 오덤의 상상악기는 일종의 초텔레스코프로서 사용자의 지시에 따라 시공간 어디든 집중할 수 있다.[47]

참고 항목

메모들

  1. ^ 사실 이 용어는 상당히 오래된 것일지도 모른다: 1895년(!) 통신원의 <에고>라는 필명으로 된 <숲과 하천>에 실린 편지에서 다음과 같은 호기심을 자극하는 텍스트가 발생한다: "현미경은 매크로스코프가 위대한 것의 세계를 열어주었기 때문에 작은 것들의 세계를 열어주었고, 비록 둘 다 그것보다 무한히 먼 거리를 두었지만.인간의 시야의 범위, 그를 끝에 가까이 데려오는 대신, 시작은 엄청나게 넓힌다.[17]아마 추가적인 연구가 그 용어의 참된 (사전) 역사를 밝혀낼 것이다.

참조

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