Exploring Physiology-Based Interactions in Performing Art Using Artistic Interventions / Kunstiliste sekkumiste kasutamine füsioloogiapõhiste interaktsioonide uurimiseks etenduskunstis

Technological innovations like physiological computing offer new possibilities when exploring audience-performer interaction. To avoid technological solutionism that often accompanies biosensor applications in performing art, an artistic interventions approach was used. This paper describes a recent art-science residency consisting of three artistic experiments: the audience’s electrodermal, activity-driven soundscape in a dance improvisation, a “lie detector” applied to the actor just after the performance, and a heart-rate-driven personal discotheque installation. Both artist and scientist provide reflections on future development of this transdisciplinary field from the performing art perspective. Nüüdisaegne interaktiivne teater toetub tehnoloogilistele uuendustele ja järjest enam kasutatakse uusi tehnoloogiaid ka kunstiteose sisu loomisel: on need siis vaatajate reaktsioone tajuvad riided, voogteatri etendus või vaatajate neurofüsioloogilisi reaktsioone mõõtvad sensorid. Etenduskunstnik Taavet Jansen ja neuroteadlane Aleksander Väljamäe töötasid publiku ja esinejate füsioloogiliste reaktsioonidega kunstiteaduse residentuuris Tallinna Ülikoolis veebruarist 2019 kuni juunini 2019. Füsioloogilisi reaktsioone uuriti kolme kunstilise eksperimendi jooksul või järel ning see artikkel kirjeldabki neid eksperimente, kunstniku mõtisklusi oma uurimisreisist ja arutleb, kuidas selliseid interaktsioonivõimalusi saaks kasutada voogteatri platvormidel. Iga kirjeldatud eksperimendi kohta avaldavad autorid ka oma mõtteid ja teevad ettepanekuid, mida eksperimendi kordamisel võiks teha teistmoodi. Kunstilises eksperimendis „Neurokoreograafiline eksperiment nr 4“ kasutati interaktiivset lahendust, kus neljale vaatajale kinnitatud sensorid mõõtsid nende erutuse taset (electrodermal activity galvanic skin response) improvisatsioonilise tantsuetenduse vältel Tallinnas, Kanuti Gildi SAALis 06.06.2019. Vaatajate reaktsioone kasutati reaalajas helikujunduse manipuleerimisel. Selline interaktiivne lahendus tekitas kunstiliselt intrigeeriva tagasiside-efekti, kus vaatajate tahtmatud reaktsioonid hakkasid mõjutama kogu lavastuse tervikut. Vaatajad said tahtmatult endale „hääle“, mida said interpreteerida kõik osalised kogu terviku kontekstis. Kunstilises eksperimendis „Macbeth“ kasutati erutust mõõtvaid sensoreid, salvestamaks näitleja reaktsioone intervjuu ajal, kus esitati küsimusi tema rolliloome kohta etenduses, mis oli lõppenud 10 minutit enne intervjuu algust. Tegemist oli Alo Kõrve Macbethi rolliga Tallinna Linnateatri lavastuses „Macbeth“. Prokurör Steven-Hristo Evestuse läbi viidud intervjuu eesmärgiks oli mõista, milliseid tehnikaid kasutab näitleja oma rolli luues, ning tehnoloogiat kasutades analüüsida, kas näitleja on teadlik laval tehtud otsustest. Heli- ja valgusinstallatsioon „Heartrate Party“ põhines kontseptsioonil, kus külastaja südamerütm mõjutas kogu installatsiooni heli- ja valguskujunduse tempot. Südamerütmi mõõdeti spetsiaalse sensoriga ja kasutatud videokujundus nii instrueeris osalejaid kui ka andis tagasisidet õnnestumisest või ebaõnnestumisest. Installatsioon oli avatud Tallinnas, Kanuti Gildi SAALi keldrisaalis 05.–07.06.2020 ja seda külastas 20 vaatajat. aasta esimeses pooles, kui COVID-19 pandeemia põhjustas eriolukorra kogu maailmas, ei tohtinud teatrid ja etendusasutused avalikke üritusi korraldada. Teatrid hakkasid oma etendusi andma voogedastust võimaldavatel platvormidel. Kuna voogteater avab etenduste mängimiseks palju uusi võimalusi, siis me analüüsime residentuuris kasutatud kontseptsioone ka voogteatri perspektiivist. Kõiki eelpool mainitud kontseptsioone oleks võimalik osaliselt kanda üle ka veebikeskkonda, kuid need eeldavad kasutajapoolset tehnoloogilist valmisolekut. Sensortehnoloogiad võimaldavad voogteatri etenduste vaatajate reaktsioone ja käitumist analüüsida ja salvestada. Kuna nende tehnoloogiate kasutus sellises kontekstis on veel uus, siis küsimused, mis puudutavad eetikat ja isikuandmeid, vajavad alles väljatöötamist. Kokkuvõttes väidame, et väga palju uurimistööd on alles ees ja meetodid, kuidas interpreteerida esinejatelt ja vaatajatelt kogutud andmeid, on alles vaja välja töötada. Tihti kasutatakse andmeid interaktsiooni eesmärgil pigem otseseid tõlgendusi luues – biosignaalide numbriline väärtus tõlgitakse otse mõneks audiovisuaalses kujunduses oluliseks väärtuseks. Selline tõlgendus annab küll laval toimuvale perfektse sünkrooni, kuid vastust jääb ootama oluline küsimus, mida need andmed väljendavad, mida nad tähendavad. Kunstis jääb tihti puudu teoreetilistest teadmistest, mis aitaksid intuitiivselt tehtud kunstilisi otsuseid raamistada. Selline teadmiste ülekandmine kunsti ja teaduse vahel avaks uusi võimalusi kunstiteoste interpreteerimisel, aga ka teaduse rikastamisel.

Electron transport in AlGaN/GaN HEMT-like nanowires: Effect of depletion and UV excitation

In this work, we have investigated the features of electron transport in AlGaN/GaN transistor-like heterostructures with nanowires of different width. These nanostructures are studied extensively because of their great electronic and sensing advantages for electronic biosensor applications. We study the depletion effects and impact of ultraviolet excitation on the electron transport in sets of nanowires of different width from 1110 down to 185 nm. We have found significant difference in electrical characteristic’s behavior between wide (1110…480 nm) and narrow (280…185 nm) nanowires and have observed regions related to space-charge-limited transport for the narrowest nanowires. Also, we obtained evident dependence of nanowire’s current-voltage characteristics on the wavelength and energy of UV excitation. External UV excitation allows us to control the depletion widths in nanowires and effectively tune space-charge-limited transport.

Stable in Biocompatible Buffers Silver Nanoisland Films for SERS

We investigated the stability of silver nanoisland films, which were formed on glass surface by the method of out-diffusion, in biocompatible buffers and the applicability of the films in surface enhanced Raman scattering (SERS). We have shown that silver nanoisland films are stable in one of the most widespread in biological studies buffer—phosphate buffer saline (PBS), and in 1:100 water-diluted PBS, in the PBS-based buffer, in which NaCl is replaced by the same amount of NaClO4, and in acidic phosphate buffer. At the same time, the replacement of NaCl in PBS by N(CH3)4Cl leads to the degradation of the nanoislands. It was shown that after exposure to PBS the nanoisland films provided a good SERS signal from a monolayer of 1,2-di(4-pyridyl)ethylene (BPE), which makes silver nanoisland films promising for biosensor applications. Additionally, in our experiments, we registered for the first time that silver nanoparticles formed in the bulk of the samples dissolved after exposing to PBS, while nanoislands on the glass surface stayed unchanged. We associate this phenomenon with the interaction of ions contained in PBS solution with silver, which results in the shift of corresponding chemical equilibrium.

DFT analysis of Thymine adsorption on Ti doped graphene for biosensor applications

Density functional theory quantum chemical calculations have been performed to investigate the adsorption of thymine on pristine graphene (Gr) and Titanium doped graphene (GrTi) in order to explore the potential of doped graphene as adsorbent for biomolecule DNA nucleobase thymine. The various parameters including adsorption energy, mode of charge transfer, dipole moment, HOMO-LUMO gap and DOS confirms the Ti doped graphene can be good candidate as adsorbent for thymine in terms of biosensor applications.

Functional Ionic Liquids Decorated Carbon Hybrid Nanomaterials for the Electrochemical Biosensors

Ionic liquids are gaining high attention due to their extremely unique physiochemical properties and are being utilized in numerous applications in the field of electrochemistry and bio-nanotechnology. The excellent ionic conductivity and the wide electrochemical window open a new avenue in the construction of electrochemical devices. On the other hand, carbon nanomaterials, such as graphene (GR), graphene oxide (GO), carbon dots (CDs), and carbon nanotubes (CNTs), are highly utilized in electrochemical applications. Since they have a large surface area, high conductivity, stability, and functionality, they are promising in biosensor applications. Nevertheless, the combination of ionic liquids (ILs) and carbon nanomaterials (CNMs) results in the functional ILs-CNMs hybrid nanocomposites with considerably improved surface chemistry and electrochemical properties. Moreover, the high functionality and biocompatibility of ILs favor the high loading of biomolecules on the electrode surface. They extremely enhance the sensitivity of the biosensor that reaches the ability of ultra-low detection limit. This review aims to provide the studies of the synthesis, properties, and bonding of functional ILs-CNMs. Further, their electrochemical sensors and biosensor applications for the detection of numerous analytes are also discussed.