Tokom proteklih nekoliko vekova mikroskopi su preokrenuli naš svet.
Otkrili su nam taj mali svet predmeta, života i struktura
koji su isuviše mali da bismo ih mogli videti golim okom.
Dali su ogroman doprinos nauci i tehnologiji.
Danas bih voleo da vam predstavim novi tip mikroskopa,
mikroskop za promene.
Njemu ne treba optika kao redovnom mikroskopu
da male objekte učini većim,
nego koristi video kameru i procesor slika
kako bi nam otkrio one najmanje pokrete i promene u boji predmeta i ljudi,
promene koje je nemoguće videti golim okom.
Tako nam dopušta da vidimo naš svet na sasvim novi način.
No, šta ja mislim pod promenom boja?
Naša koža, na primer, neznatno menja boju
kada krv teče pod njom.
Ta promena je izuzetno suptilna,
i zato kada gledate ljude,
kada pogledate osobu koja sedi pored vas,
ne vidite kako se boje menjaju na njihovoj koži ili na licu.
Kada pogledate ovaj snimak sa Stivom, primetićete da deluje kao statična slika,
ali kada pogledamo ovaj video snimljen našim novim, specijalnim mikroskopom,
odjednom primećujemo sasvim novu sliku.
Ono što vidite ovde su male promene u boji Stivove kože,
uvećane 100 puta kako bi postale vidljive.
Mi zapravo možemo da vidimo ljudski puls.
Možemo videti koliko brzo kuca Stivovo srce
ali možemo takođe videti i kako krv zapravo teče u njegovom licu.
I to možemo uraditi ne samo da bismo prikazali puls,
već da bismo, pored toga, videli
i izmerili otkucaje svog srca.
I to možemo učiniti običnim kamerama, bez dodirivanja pacijenta.
Ovde vidite puls i brzinu otkucaja srca koje smo zabeležili kod novorođene bebe
u videu koji smo snimili klasičnom DSLR kamerom,
a brzina otkucaja srca koju smo dobili
istovetna je onoj koju bi izmerio standardni monitor u bolnici.
A to zapravo ne mora da bude video koji smo mi snimili.
Mi to možemo raditi i sa drugim snimcima.
Zato sam uzeo klip iz filma "Betmen počinje"
da vam pokažem puls Kristijana Bejla.
(Smeh)
I znate, pošto je on verovatno našminkan,
osvetljenje je ovde pravi izazov,
ali svejedno, iz ovog videa ipak možemo izdvojiti njegov puls
i pokazati ga prilično uspešno.
Pa, kako to uopšte radimo?
Mi, zapravo, analiziramo promene svetla
koje se snimaju u svakom pikselu snimka tokom vremena,
I onda naglasimo te promene.
Uvećamo ih tako da ih možemo videti.
Najteži deo je to što su ti signali,
te promene koje mi tražimo, neverovatno suptilne,
pa moramo da budemo jako oprezni dok ih razdvajamo
od smetnji iz svih tih snimaka.
Zato koristimo vrlo pametne tehnike u preradi slika
kako bismo dobili najtačniju meru boje svakog piksela u videu
i načina na koji se boja vremenom menja,
i tek onda mi pojačamo te promene.
Uvećavamo ih kako bismo dobili te unapređene ili uvećane snimke
koji zapravo pokazuju sve te promene.
Ali, ispostavilo se da tako ne pokazujemo samo promene u boji
već i u malim pokretima,
jer se svetlo snimljeno našim kamerama
neće promeniti samo ako se boja objekta menja,
već i kada se objekat pokreće.
Ovo je moja ćerka kada je imala oko dva meseca.
Ovaj video sam napravio pre tri godine.
Kao novi roditelji, želimo da budemo sigurni da su naša deca zdrava,
da dišu, da su živa, naravno.
Pa sam i ja nabavio jedan bebi monitor
da bih mogao da gledam svoju ćerku dok spava.
Ovo je otprilike ono što vidite preko standardnog bebi monitora.
Možete videti bebu kako spava,
ali nema nekih daljih informacija.
Ne možemo da vidimo puno toga.
Zar ne bi bilo bolje, ili informativnije, ili korisnije,
kada bismo mogli da vidimo ovakvu sliku.
Zato sam ovde izdvojio pokrete i uveličao ih 30 puta
i tek tada sam jasno video da je moja ćerka
zaista živa i da diše.
(Smeh)
Uporedite ova dva snimka.
Dakle, u izvornom, originalnom videu,
nema puno toga da se vidi,
ali tek kada uvećamo pokrete, disanje postaje lako vidljivo.
Na kraju se ispostavilo da ima puno pojava
koje možemo otkriti i uvećati sa našim novim mikroskopom za pokrete.
Možemo videti kako vene i arterije pulsiraju u našim telima.
Možemo videti kako se naše oči konstantno kreću
uz ovo drhtanje.
Ovo je zapravo moje oko,
i ovaj video je snimljen taman posle rođenja moje ćerke,
pa možete videti da nisam dovoljno spavao. (Smeh)
Čak i kada osoba sedi mirno,
ima puno informacija koje možemo dobiti
o načinu njenog disanja i izrazima lica.
Možda te pokrete možemo iskoristiti
da saznamo nešto o našim mislima i emocijama.
Možemo takođe uvećati i male mehaničke pokrete,
poput vibracija u motorima,
što može pomoći inžinjerima pri utvrđivanju mašinskih problema,
a možemo videti kako se zgrade i građevine njišu na vetru i kako reaguju na silu.
Sve su to stvari koje naše društvo zna da izmeri na različite načine,
ali meriti te pokrete je jedna stvar,
zbilja videti kako se ti pokreti prave
je nešto potpuno drugačije.
Otkad smo otkrili ovu novu tehnologiju, postavili smo naš kod
na internet da bi i drugi mogli
da ga koriste i eksperimentišu sa njim.
Vrlo je jednostavan.
Funkcioniše i na vašim privatnim snimcima.
Naši saradnici iz "Quanta Research" napravili su ovaj sjajan sajt
gde možete postaviti svoje snimke i preraditi ih onlajn.
Pa čak i ako nemate nikakvog iskustva iz informatike i programiranja,
vrlo lako možete eksperimentisati sa ovim novim mikroskopom.
I voleo bih da vam pokažem nekoliko primera
onoga šta su drugi napravili sa tim.
Dakle, ovaj video je napravio YouTube korisnik zvani Tamez85.
Ja ne znam ko je taj korisnik,
ali on, ili ona, uzeo je naš kod
i povećao sitne pokrete u stomaku tokom trudnoće
Pomalo je jezivo.
(Smeh)
Ljudi su njime uvećavali pulsiranje vena u njihovim rukama.
Ipak, znate da se ne radi o pravoj nauci ako ne koristite zamorčad,
a ovo zamorče se očito zove Tifani,
a ovaj korisnik na Jutjubu tvrdi da je ona prvi glodar na Zemlji
čiji su pokreti ovako uvećani.
Ovako možete praviti i umetnička dela.
Ovaj video mi je poslala studentkinja dizajna sa Jejla.
Želela je da vidi ima li razlike u tome
kako se kreću njene kolege.
Svima im je naredila da stoje mirno i onda uvećala njihove pokrete.
To je kao da gledate kako mrtva priroda oživljava.
Lepa stvar u vezi sa svim ovim eksperimentima
je to što mi nismo imali ništa sa njima.
Samo smo obezbedili ovu novu alatku, nov način gledanja na svet,
a onda su drugi ljudi našli interesantne, nove i kreativne načine da ga upotrebe.
Ali, nismo tu stali.
Ova alatka ne samo da nam je dozvolila da gledamo svet novim očima,
nego je redefinisala ono što mi radimo
i pogurala granice onoga što možemo da učinimo sa našim kamerama.
Kao naučnici počeli smo da se pitamo,
koje druge fizičke pojave stvaraju sitne pokrete
koje sada možemo izmeriti našim novim kamerama?
Jedna takva pojava na koju smo se nedavno fokusirali je zvuk.
Kao što svi znamo, zvuk zapravo predstavlja promene
u vazdušnom pritisku koje putuju kroz vazduh.
Ti talasi pritiska udaraju o objekte i stvaraju male vibracije u njima,
i tako mi čujemo i snimamo zvuk.
No, ispostavilo se da zvuk uz to stvara i vizuelne pokrete.
Ti pokreti su nama nevidljivi,
ali ih naša kamera vidi kada se dobro podesi.
Evo vam dva primera.
Ovde ja demonstriram svoje sjane glasovne sposobnosti.
(Pevanje)
(Smeh)
Dok sam tako brujao, snimio sam ubrzani video svog grla.
Opet, ako pažljivo pogledate video,
neće biti puno toga što ćete moći da vidite,
ali kada uvećamo pokrete 100 puta, možemo videti sve pokrete i talase
koji učestvuju u stvaranju zvuka u mom vratu.
Taj signal je tu u tom snimku.
Takođe znamo da pevači mogu da razbiju čašu za vino
ako pogode pravu notu.
Pa hajde da odsviramo notu
koja je u rezonantnoj frekvenciji te čaše
na zvučniku koji se nalazi pored nje.
Kada odsviramo tu notu i uvećamo pokrete 250 puta,
sasvim jasno ćemo videti kako čaša vibrira
i rezonira u odgovoru na zvuk.
To nije nešto što viđate svakog dana.
Zapravo imamo postavljenu demonstraciju tu
pa vam preporučujem da svratite
i poigrate se s time, da zapravo vidite to kako se dešava uživo.
Ali ovo nas je nateralo da razmislimo. Dalo nam je ludačku ideju.
Možemo li zapravo da obrnemo ovaj proces i izdvojimo zvuk iz snimka
analizom malih vibracija koje zvučni talasi stvaraju u predmetima
i da ih na kraju konvertujemo natrag u zvuk koji ih je stvorio?
Ovako sasvim obične predmete možemo pretvoriti u mikrofone.
I to je upravo ono što smo uradili.
Dakle, ovo je prazna kesica čipsa koja se nalazi na stolu
i mi ćemo da pretvorimo tu kesicu čipsa u mikrofon
tako što ćemo je usnimiti kamerom
i analizirati male pokrete koje zvučni talasi stvaraju u njoj.
Ovo je zvuk koji smo pustili u toj sobi.
(Muzika: „Meri je imala malo jagnje“)
A ovo je taj ubrzani video kesice čipsa koji smo snimili.
Evo ga opet.
Nema šanse da primetite da se išta dešava u tom snimku
dok ga posmatrate,
ali evo zvuka kojeg smo uspeli da izdvojimo analizom
malih pokreta u tom istom snimku.
(Muzika: „Meri je imala malo jagnje“)
Ja to zovem - hvala vam.
(Aplauz)
Ja to zovem vizuelnim mikrofonom.
Mi smo, u suštini, izdvojili audio signale iz video signala.
Samo da dobijete uvid u to o kakvom se nivou pokreta ovde radi,
od prilično glasnog zvuka, kesica čipsa
će se pomeriti manje od mikrometra.
To je hiljaditi deo milimetra.
Toliko su mali pokreti koje sada možemo da uočimo
posmatranjem toga kako se svetlo odbija o predmet,
što su uspele da zabeleže naše kamere.
Možemo da izdvojimo zvuk iz drugih objekata poput biljaka.
(Muzika: " Meri je imala malo jagnje")
A možemo da izdvojimo i govor.
Evo jedne osobe koja govori u prostoriji.
Glas: „Meri je imala malo jagnje runa belog kao sneg,
i svuda gde je Meri išla, jagnje je moralo za njom“
Majkl Rubinštajn: Opet ću vam pustiti isti govor, ali ovaj put
izdvojen iz istog onog snimka sa kesicom čipsa.
Glas: „Meri je imala malo jagnje runa belog kao sneg,
i svuda gde je Meri išla, jagnje je moralo za njom“
MR: Uzeli smo pesmu „Meri je imala malo jagnje“
zato što se veruje da su to prve reči
koje je Tomas Edison izgovorio u svoj fonograf 1877. godine.
To je bio jedan od prvih aparata za snimanje zvuka u istoriji.
On je u osnovi upućivao zvukove na dijafragmu
koja je vibrirala iglu, a ova je zapravo urezivala zvuk na list kalaja
omotan oko cilindra.
Evo demonstracije snimka
i ponovnog puštanja zvuka sa Edisonovog fonografa.
(Video) Glas: „Test, test, jedan dva tri.
Meri je imala malo jagnje runa belog kao sneg,
I svuda gde je Meri išla, jagnje je moralo za njom.
Test, test, jedan dva tri.
Meri je imala malo jagnje runa belog kao sneg,
I svuda gde je Meri išla, jagnje je moralo za njom“
MR: I sada, 137 godina kasnije,
u mogućnosti smo da dobijemo zvuk prilično sličnog kvaliteta
i to samo kada posmatramo kamerom kako predmeti vibriraju od zvuka,
a to možemo postići čak i kada kamera stoji
na 4,5 metra od objekta iza zvučno izolovanog stakla.
Dakle, ovo je zvuk koji smo uspeli da izdvojimo u ovom slučaju.
Glas: „Meri je imala malo jagnje runa belog kao sneg,
I svuda gde je Meri išla, jagnje je moralo za njom“
MR: Naravno, nadzor će vam verovatno prvo pasti na pamet.
(Smeh)
Ali to može biti korisno i za neke druge stvari.
Možda ćemo u budućnosti moći to da iskoristimo, na primer,
za izdvajanje zvukova iz svemira,
jer zvuk ne može da putuje svemirom, ali svetlost može.
Tek smo počeli da istražujemo
druge potencijalne upotrebe ove tehnologije.
Omogućava da vidimo fizičke procese za koje znamo da postoje,
ali koje do sada nismo mogli da vidimo sopstvenim očima.
Ovo je naš tim.
Sve što sam vam pokazao danas je rezultat saradnje
fantastičnih ljudi koje vidite ovde,
i ohrabrujem vas i pozivam vas da posetite naš sajt,
da ga sami isprobate,
i priključite nam se u istraživanju ovog sveta malih pokreta.
Hvala vam.
(Aplauz)