1 00:00:01,114 --> 00:00:08,606 En los últimos siglos, los microscopios han revolucionado nuestro mundo. 2 00:00:09,036 --> 00:00:14,252 Nos han revelado un diminuto mundo de objetos, vidas y estructuras, 3 00:00:14,252 --> 00:00:17,158 que son muy pequeños para verlos a simple vista. 4 00:00:17,158 --> 00:00:20,177 Una enorme contribución a la ciencia y la tecnología. 5 00:00:20,177 --> 00:00:23,404 Hoy quisiera presentarles un nuevo tipo de microscopio, 6 00:00:23,404 --> 00:00:25,982 un microscopio de cambios. 7 00:00:25,982 --> 00:00:28,884 No usa la óptica de un microscopio ordinario 8 00:00:28,884 --> 00:00:30,881 para agrandar objetos pequeños, 9 00:00:30,881 --> 00:00:35,257 sino una cámara de video y procesamiento de imágenes 10 00:00:35,257 --> 00:00:40,513 para revelar cambios de color y diminutos movimientos en personas y objetos, 11 00:00:40,513 --> 00:00:44,025 cambios que serían imposibles de ver a simpe vista. 12 00:00:44,355 --> 00:00:48,165 Nos permite ver nuestro mundo de una forma completamente nueva. 13 00:00:48,475 --> 00:00:50,385 ¿Qué quiero decir con cambios de color? 14 00:00:50,385 --> 00:00:53,217 Nuestra piel, por ejemplo, cambia de color muy ligeramente, 15 00:00:53,217 --> 00:00:55,214 cuando la sangre fluye por ella. 16 00:00:55,214 --> 00:00:57,611 Ese cambio es increíblemente sutil, 17 00:00:57,611 --> 00:00:59,674 por eso cuando ven a los demás, 18 00:00:59,674 --> 00:01:01,925 cuando ven a la persona sentada junto a Uds. 19 00:01:01,925 --> 00:01:05,500 no ven que su piel o su cara cambie de color. 20 00:01:05,500 --> 00:01:09,860 Cuando vemos este video de Steve, nos parece una imagen estática. 21 00:01:09,860 --> 00:01:13,650 Pero cuando lo vemos mediante nuestro nuevo microscopio especial 22 00:01:13,650 --> 00:01:16,320 repentinamente vemos una imagen completamente diferente. 23 00:01:16,320 --> 00:01:20,250 Lo que ven aquí son los leves cambios de color de la piel de Steve, 24 00:01:20,250 --> 00:01:24,686 magnificados 100 veces para hacerlos visibles. 25 00:01:24,686 --> 00:01:27,953 De hecho vemos el pulso humano. 26 00:01:27,953 --> 00:01:31,180 Podemos ver la frecuencia del pulso de Steve, 27 00:01:31,180 --> 00:01:36,535 y también cómo fluye la sangre en su cara. 28 00:01:36,544 --> 00:01:39,175 Podemos hacer eso no solo para ver el pulso 29 00:01:39,175 --> 00:01:42,646 sino para recuperar el ritmo cardiaco 30 00:01:42,646 --> 00:01:44,439 y medirlo. 31 00:01:44,439 --> 00:01:48,892 Y lo podemos hacer con cámaras comunes sin tocar a los pacientes. 32 00:01:48,892 --> 00:01:54,439 Aquí vemos el pulso y ritmo cardiaco de un bebé recién nacido 33 00:01:54,439 --> 00:01:57,380 a partir de un video que tomamos con una cámara DSLR común 34 00:01:57,380 --> 00:01:59,566 y la medición que obtuvimos del ritmo cardiaco 35 00:01:59,566 --> 00:02:03,887 es tan precisa como la que se obtiene de un monitor estándar de hospital 36 00:02:03,887 --> 00:02:06,659 y ni siquiera tiene que ser un video grabado por nosotros. 37 00:02:06,659 --> 00:02:09,654 En esencia podemos hacerlo con otros videos también. 38 00:02:09,654 --> 00:02:13,555 Tomé una secuencia de "Batman inicia" 39 00:02:13,555 --> 00:02:15,719 solo para mostrar el pulso de Christian Bale. 40 00:02:15,719 --> 00:02:17,281 (Risas) 41 00:02:17,281 --> 00:02:19,404 Es de suponer que tiene maquillaje, 42 00:02:19,404 --> 00:02:21,357 la luz aquí lo dificulta; 43 00:02:21,357 --> 00:02:24,308 aun así, del video, pudimos extraer su pulso 44 00:02:24,308 --> 00:02:26,326 y se muestra bastante bien. 45 00:02:26,326 --> 00:02:28,246 ¿Cómo lo hacemos? 46 00:02:28,246 --> 00:02:32,844 Analizamos los cambios de luz que se registran 47 00:02:32,844 --> 00:02:35,115 en cada pixel del video en el tiempo 48 00:02:35,115 --> 00:02:36,913 y luego empalmamos esos cambios. 49 00:02:36,913 --> 00:02:39,075 Los magnificamos para poder verlos. 50 00:02:39,075 --> 00:02:40,977 El truco es que esas señales, 51 00:02:40,977 --> 00:02:43,910 esos cambios que buscamos son en extremo sutiles, 52 00:02:43,910 --> 00:02:46,689 por eso debemos ser cuidadosos al separarlos. 53 00:02:46,689 --> 00:02:50,520 del ruido que siempre hay en los videos. 54 00:02:50,520 --> 00:02:53,515 Así que usamos técnicas de procesamiento ingeniosas 55 00:02:53,515 --> 00:02:57,509 para obtener mediciones precisas del color de cada pixel en el video 56 00:02:57,509 --> 00:03:00,179 y la forma como cambia el color con el tiempo 57 00:03:00,179 --> 00:03:02,872 para luego amplificar esos cambios. 58 00:03:02,872 --> 00:03:06,852 Los agrandamos para crear videos realzados o magnificados, 59 00:03:06,852 --> 00:03:09,024 que en efecto nos muestran esos cambios. 60 00:03:09,024 --> 00:03:13,262 Pero resulta que podemos hacer eso no solo para cambios leves de color, 61 00:03:13,262 --> 00:03:15,503 sino también para movimientos leves, 62 00:03:15,503 --> 00:03:19,079 y eso se debe a que la luz grabada por nuestras cámaras, 63 00:03:19,079 --> 00:03:21,889 cambiará no solo si el color del objeto cambia, 64 00:03:21,889 --> 00:03:24,257 sino también cuando el objeto se mueve. 65 00:03:24,257 --> 00:03:27,893 Esta es mi hija cuando tenía dos meses de edad. 66 00:03:27,893 --> 00:03:30,892 Es un video que grabé hace tres años. 67 00:03:30,892 --> 00:03:34,320 Como todo padre primerizo, queremos saber que nuestros bebés están bien, 68 00:03:34,320 --> 00:03:36,642 que están respirando y que están vivos, claro. 69 00:03:36,642 --> 00:03:39,224 Así que también teníamos uno de esos monitores de bebé 70 00:03:39,224 --> 00:03:41,253 para poder ver a mi hija cuando dormía. 71 00:03:41,253 --> 00:03:44,780 Y esto es lo que verían con un monitor de bebé estándar. 72 00:03:44,780 --> 00:03:48,462 Pueden ver al bebé durmiendo, pero no hay mucha más información. 73 00:03:48,474 --> 00:03:50,078 No hay mucho que podamos ver. 74 00:03:50,078 --> 00:03:52,902 ¿No sería mejor o más útil o más informativo 75 00:03:52,902 --> 00:03:55,892 si en cambio pudiéramos ver esto? 76 00:03:55,892 --> 00:04:02,248 Grabé estos movimientos y los magnifiqué 30 veces. 77 00:04:02,248 --> 00:04:06,074 Y puedo ver claramente que mi hija en efecto está viva y respirando. 78 00:04:06,074 --> 00:04:08,327 (Risas) 79 00:04:08,327 --> 00:04:10,249 Aquí tienen una comparación en paralelo 80 00:04:10,249 --> 00:04:12,732 del video fuente, el video original, 81 00:04:12,732 --> 00:04:14,368 en el que no podemos ver mucho; 82 00:04:14,368 --> 00:04:18,075 pero una vez magnificados, la respiración se hace más visible. 83 00:04:18,075 --> 00:04:20,145 Y resulta que hay muchos fenómenos 84 00:04:20,145 --> 00:04:23,768 que podemos revelar y magnificar con nuestro microscopio de movimiento. 85 00:04:23,768 --> 00:04:28,332 Podemos ver cómo pulsan nuestras venas y arterias del cuerpo, 86 00:04:28,332 --> 00:04:30,960 que nuestros ojos están en movimiento constante 87 00:04:30,960 --> 00:04:32,847 en este movimiento tembloroso. 88 00:04:32,847 --> 00:04:34,356 Y ese es de hecho mi ojo 89 00:04:34,356 --> 00:04:37,421 y este video fue tomado justo después de que nació mi hija; 90 00:04:37,421 --> 00:04:41,623 pueden ver que no había dormido mucho. (Risas) 91 00:04:41,623 --> 00:04:44,339 Incluso si una persona está quieta, 92 00:04:44,339 --> 00:04:46,383 hay mucha información que podemos extraer 93 00:04:46,383 --> 00:04:49,912 sobre sus patrones de respiración, leves expresiones faciales. 94 00:04:49,912 --> 00:04:51,727 Quizá pudiéramos usar esos movimientos 95 00:04:51,727 --> 00:04:54,691 para que nos digan algo de nuestros pensamientos y emociones. 96 00:04:54,691 --> 00:04:57,946 También podemos magnificar movimientos mecánicos diminutos 97 00:04:57,946 --> 00:04:59,501 como las vibraciones en máquinas 98 00:04:59,501 --> 00:05:03,193 que pueden servir para detectar problemas mecánicos 99 00:05:03,193 --> 00:05:07,931 o ver cómo edificios y estructuras reaccionan con el viento o fuerzas. 100 00:05:07,931 --> 00:05:12,512 Todas ellas son mediciones que hacemos de varias formas, 101 00:05:12,512 --> 00:05:14,965 pero medir esos movimientos es una cosa 102 00:05:14,965 --> 00:05:17,241 y en efecto verlos cuando ocurren 103 00:05:17,241 --> 00:05:19,715 es algo totalmente diferente. 104 00:05:19,715 --> 00:05:22,776 Desde que descubrimos esta nueva tecnología, 105 00:05:22,776 --> 00:05:26,729 pusimos nuestro código en línea para que otros puedan usarlo y experimentar con él. 106 00:05:26,729 --> 00:05:28,664 Es muy sencilla de usar. 107 00:05:28,664 --> 00:05:30,658 Puede funcionar con sus propios videos. 108 00:05:30,658 --> 00:05:33,441 Nuestros colaboradores en Quantum Research incluso crearon 109 00:05:33,441 --> 00:05:36,579 un sitio web donde pueden subir sus videos y procesarlos en línea. 110 00:05:36,579 --> 00:05:40,395 Así, aunque no tengan experiencia en programación, 111 00:05:40,395 --> 00:05:43,331 pueden fácilmente experimentar con este nuevo microscopio. 112 00:05:43,331 --> 00:05:45,735 Quisiera mostrarles un par de ejemplos 113 00:05:45,735 --> 00:05:48,470 de lo que otros han hecho con él. 114 00:05:48,470 --> 00:05:53,787 Este video lo hizo para YouTube, el usuario Tamez85, 115 00:05:53,787 --> 00:05:55,250 a quien no conozco, 116 00:05:55,250 --> 00:05:57,595 pero él o ella usó nuestro código 117 00:05:57,595 --> 00:06:01,310 para magnificar los leves movimientos del vientre durante el embarazo. 118 00:06:01,310 --> 00:06:02,912 Es un poco escalofriante. 119 00:06:02,912 --> 00:06:04,525 (Risas) 120 00:06:04,525 --> 00:06:09,486 La gente lo ha usado para magnificar las venas de sus manos. 121 00:06:09,486 --> 00:06:13,268 No es ciencia real a menos de que usen conejillos de indias 122 00:06:13,268 --> 00:06:16,658 y aparentemente este conejillo de indias se llama Tiffany. 123 00:06:16,658 --> 00:06:19,607 Y este usuario de YouTube afirma que es el primer roedor 124 00:06:19,607 --> 00:06:22,295 del planeta cuyo movimiento ha sido magnificado. 125 00:06:22,295 --> 00:06:24,483 También pueden hacer arte. 126 00:06:24,483 --> 00:06:27,501 Este video me lo envió una estudiante de diseño de Yale. 127 00:06:27,501 --> 00:06:28,938 Quiso ver si había diferencias 128 00:06:28,938 --> 00:06:31,160 en los movimientos de sus compañeros de clase. 129 00:06:31,160 --> 00:06:35,369 Les pidió que estuvieran quietos y luego magnificó sus movimientos. 130 00:06:35,369 --> 00:06:38,747 Es como ver fotos fijas que toman vida. 131 00:06:38,747 --> 00:06:41,180 Lo agradable de todos estos ejemplos 132 00:06:41,180 --> 00:06:43,476 es que no tenemos nada que ver con ellos. 133 00:06:43,476 --> 00:06:47,330 Solo ofrecimos una nueva herramienta, una forma nueva de ver el mundo 134 00:06:47,330 --> 00:06:52,462 y la gente encuentra formas nuevas, creativas e interesantes de usarla. 135 00:06:52,462 --> 00:06:54,226 Pero no nos quedamos ahí. 136 00:06:54,226 --> 00:06:57,527 Esta herramienta no solo nos permite ver el mundo de una nueva manera, 137 00:06:57,527 --> 00:06:59,845 también redefine lo que podemos hacer 138 00:06:59,845 --> 00:07:03,026 y reduce los límites de lo que podemos hacer con nuestras cámaras. 139 00:07:03,026 --> 00:07:05,255 Como científicos nos empezamos a preguntar, 140 00:07:05,255 --> 00:07:09,040 ¿qué otros fenómenos físicos producen movimientos diminutos 141 00:07:09,040 --> 00:07:11,943 que podamos ahora medir con nuestras cámaras? 142 00:07:11,943 --> 00:07:15,944 Uno de esos fenómenos al que nos enfocamos es el sonido. 143 00:07:15,944 --> 00:07:17,779 El sonido, como sabemos, es en esencia 144 00:07:17,779 --> 00:07:20,282 cambios en la presión de aire que viaja por el aire. 145 00:07:20,282 --> 00:07:23,853 Esas ondas de presión golpean objetos y crean diminutas vibraciones 146 00:07:23,853 --> 00:07:26,385 que es como escuchamos y grabamos el sonido. 147 00:07:26,385 --> 00:07:30,053 Pero resulta que el sonido también produce movimientos visuales 148 00:07:30,053 --> 00:07:32,886 que no son visibles para nosotros, 149 00:07:32,886 --> 00:07:35,887 pero sí para una cámara con el procesamiento correcto. 150 00:07:35,887 --> 00:07:37,460 He aquí dos ejemplos. 151 00:07:37,460 --> 00:07:40,334 Aquí estoy demostrando mis aptitudes de canto. 152 00:07:41,064 --> 00:07:42,698 (Canta) 153 00:07:42,698 --> 00:07:44,114 (Risas) 154 00:07:44,114 --> 00:07:47,280 Tomé un video en alta velocidad de mi garganta mientras tarareaba. 155 00:07:47,280 --> 00:07:48,884 Y si miran fijamente el video 156 00:07:48,884 --> 00:07:50,960 no hay mucho que puedan ver, 157 00:07:50,960 --> 00:07:55,292 pero al magnificarlo 100 veces, vemos los movimientos 158 00:07:55,292 --> 00:07:58,566 y ondulaciones involucrados del cuello al producir sonido. 159 00:07:58,566 --> 00:08:01,236 Esa señal está ahí en el video. 160 00:08:01,236 --> 00:08:04,326 También sabemos que los cantantes pueden romper una copa de vino, 161 00:08:04,326 --> 00:08:05,469 si dan la nota correcta. 162 00:08:05,469 --> 00:08:07,204 Aquí tocaremos una nota 163 00:08:07,204 --> 00:08:09,730 en la frecuencia de resonancia de esta copa 164 00:08:09,730 --> 00:08:11,778 con un parlante a un lado. 165 00:08:11,778 --> 00:08:16,197 Tocamos la nota y magnificamos el movimiento 250 veces. 166 00:08:16,197 --> 00:08:18,535 Podemos ver claramente cómo vibra la copa 167 00:08:18,535 --> 00:08:22,105 y resuena en respuesta al sonido. 168 00:08:22,105 --> 00:08:24,525 No es algo que se suela ver a diario. 169 00:08:24,525 --> 00:08:28,054 Pero esto nos hizo reflexionar en una idea loca. 170 00:08:28,054 --> 00:08:33,662 ¿Podemos invertir este proceso y recuperar sonido del video 171 00:08:33,662 --> 00:08:37,697 analizando las diminutas vibraciones que las ondas sonoras crean en objetos 172 00:08:37,697 --> 00:08:42,474 y convertirlos de vuelta en los sonidos que los produjeron? 173 00:08:42,474 --> 00:08:46,931 De esta forma podemos convertir objetos cotidianos en micrófonos. 174 00:08:46,931 --> 00:08:49,163 Y eso hicimos exactamente. 175 00:08:49,163 --> 00:08:51,979 Esta es una bolsa vacía de papas sobre una mesa 176 00:08:51,979 --> 00:08:54,774 y convertiremos esta bolsa de papas en un micrófono 177 00:08:54,774 --> 00:08:56,395 filmándola con una cámara de video 178 00:08:56,395 --> 00:08:59,623 y analizando los leves movimientos que las ondas sonoras hacen. 179 00:08:59,623 --> 00:09:02,419 Este es el sonido que tocamos. 180 00:09:02,419 --> 00:09:08,663 (Música: "María tenía un corderito") 181 00:09:10,157 --> 00:09:13,212 Este es un video a alta velocidad grabado de esa bolsa de papas. 182 00:09:13,212 --> 00:09:14,306 Otra vez, está tocando. 183 00:09:14,306 --> 00:09:17,648 No hay forma de que puedan ver que suceda algo en ese video 184 00:09:17,648 --> 00:09:18,706 con solo mirarlo, 185 00:09:18,706 --> 00:09:21,690 pero este es el sonido que pudimos recuperar analizando 186 00:09:21,690 --> 00:09:23,873 los leves movimientos del video. 187 00:09:23,873 --> 00:09:26,682 (Música: "María tenía un corderito") 188 00:09:40,985 --> 00:09:42,471 Le llamo... gracias. 189 00:09:42,471 --> 00:09:47,696 (Aplausos) 190 00:09:49,878 --> 00:09:52,223 Le llamo el micrófono visual. 191 00:09:52,223 --> 00:09:55,613 De hecho extraemos señales de audio de las señales de video. 192 00:09:55,613 --> 00:09:58,794 Solo para darles un sentido de la escala del movimiento, 193 00:09:58,799 --> 00:10:04,135 un sonido fuerte hará que esa bolsa de papas se mueva menos de un micrómetro, 194 00:10:04,135 --> 00:10:06,874 esto es una milésima de un milímetro. 195 00:10:06,874 --> 00:10:10,435 Así de pequeños son los movimientos que ahora podemos sacar 196 00:10:10,435 --> 00:10:13,678 con tan solo observar los rebotes de luz en los objetos 197 00:10:13,678 --> 00:10:15,814 que grabamos con nuestras cámaras. 198 00:10:15,814 --> 00:10:19,064 Podemos recuperar sonidos de otros objetos como plantas. 199 00:10:19,064 --> 00:10:25,380 (Música: "María tenía un corderito") 200 00:10:27,214 --> 00:10:29,211 Lo mismo que el habla. 201 00:10:29,211 --> 00:10:31,788 Esta es una persona hablando. 202 00:10:31,788 --> 00:10:35,991 Voz: María tenía un corderito cuya lana era blanca como la nieve 203 00:10:35,991 --> 00:10:40,221 y adonde fuera María, el corderito seguro la seguía. 204 00:10:40,221 --> 00:10:42,980 Michael Rubinstein: Y aquí tienen esa alocución recuperada 205 00:10:42,980 --> 00:10:46,254 de este video con la misma bolsa de papas. 206 00:10:46,254 --> 00:10:51,085 Voz: María tenía un corderito, cuya lana era blanca como la nieve 207 00:10:51,085 --> 00:10:55,944 y adonde fuera María, el corderito seguro la seguía. 208 00:10:55,944 --> 00:10:58,290 MR: Usamos "María tenía un corderito", 209 00:10:58,290 --> 00:11:00,763 porque se dice que esas fueron las primeras palabras 210 00:11:00,763 --> 00:11:04,414 que Tomás Edison dijo con su fonógrafo en 1877. 211 00:11:04,414 --> 00:11:07,792 Uno de los primeros dispositivos de grabación de sonido de la historia. 212 00:11:07,792 --> 00:11:11,129 Básicamente dirige el sonido a un diafragma, 213 00:11:11,129 --> 00:11:15,208 que hace vibrar una aguja que graba el sonido en papel estaño 214 00:11:15,208 --> 00:11:17,483 enrollado en un cilindro. 215 00:11:17,483 --> 00:11:23,426 Esta es una demostración de grabación y reproducción del fonógrafo de Edison. 216 00:11:23,426 --> 00:11:26,446 (Video) Voz: Probando, probando, uno, dos tres. 217 00:11:26,446 --> 00:11:29,859 María tenía un corderito cuya lana era blanca como la nieve 218 00:11:29,859 --> 00:11:33,528 y adonde fuera María, el corderito seguro la seguía. 219 00:11:33,528 --> 00:11:36,268 Probando, probando, uno, dos tres. 220 00:11:36,268 --> 00:11:40,424 María tenía un corderito cuya lana era blanca como la nieve 221 00:11:40,424 --> 00:11:45,648 y adonde fuera María, el corderito seguro la seguía. 222 00:11:45,648 --> 00:11:49,665 MR: Y ahora, 137 años después, 223 00:11:49,665 --> 00:11:53,752 podemos obtener sonido con una calidad bastante similar 224 00:11:53,752 --> 00:11:57,831 tan solo mirando objetos que vibran con el sonido usando cámaras 225 00:11:57,831 --> 00:11:59,765 e incluso podemos hacerlo con la cámara 226 00:11:59,765 --> 00:12:03,999 a casi 5 metros del objeto detrás de un vidrio insonorizado. 227 00:12:03,999 --> 00:12:07,219 Este es el sonido que pudimos recuperar en este caso. 228 00:12:07,219 --> 00:12:12,513 Voz: María tenía un corderito cuya lana era blanca como la nieve 229 00:12:12,513 --> 00:12:17,272 y adonde fuera María, el corderito seguro la seguía. 230 00:12:17,404 --> 00:12:21,034 MR: Claro está que la vigilancia es la primera aplicación que imaginamos. 231 00:12:21,034 --> 00:12:24,029 (Risas) 232 00:12:24,029 --> 00:12:28,085 Pero quizá también sería útil para otras cosas. 233 00:12:28,085 --> 00:12:30,925 Quizá en el futuro, podamos usarlo por ejemplo, 234 00:12:30,925 --> 00:12:33,177 para recuperar sonido del espacio 235 00:12:33,177 --> 00:12:36,753 porque el sonido no puede viajar en el espacio, pero sí la luz. 236 00:12:36,753 --> 00:12:39,157 Apenas estamos explorando 237 00:12:39,157 --> 00:12:42,176 otros posibles usos para esta nueva tecnología. 238 00:12:42,176 --> 00:12:45,008 Nos permite ver procesos físicos que conocemos, 239 00:12:45,008 --> 00:12:48,564 pero que nunca hemos podido verlos con nuestros propios ojos hasta ahora. 240 00:12:48,974 --> 00:12:50,068 Este es nuestro equipo. 241 00:12:50,068 --> 00:12:52,647 Todo lo mostrado hoy es resultado de una colaboración 242 00:12:52,647 --> 00:12:54,838 con este grandioso equipo de gente que ven aquí. 243 00:12:54,838 --> 00:12:58,005 Son bienvenidos a visitar nuestro sitio web 244 00:12:58,005 --> 00:12:59,561 para que los prueben Uds. mismos 245 00:12:59,561 --> 00:13:02,423 y exploren con nosotros este mundo de movimientos diminutos. 246 00:13:02,423 --> 00:13:04,048 Gracias. 247 00:13:04,048 --> 00:13:05,302 (Aplausos)