WEBVTT 00:00:01.114 --> 00:00:08.606 Ces derniers siècles, les microscopes ont révolutionné notre monde. 00:00:09.036 --> 00:00:14.252 Ils nous ont révélé un monde minuscule d'objets, de vies et de structures 00:00:14.252 --> 00:00:17.158 qui sont trop petits pour être vus à l'œil nu. 00:00:17.158 --> 00:00:20.179 Ils contribuent incroyablement à la science et la technologie. 00:00:20.179 --> 00:00:23.402 Aujourd'hui, je veux vous présenter un nouveau type de microscope : 00:00:23.402 --> 00:00:26.278 un microscope pour les changements. 00:00:26.278 --> 00:00:29.124 Il n'utilise pas l'optique, pour agrandir les petits objets, 00:00:29.124 --> 00:00:30.881 comme un microscope habituel. 00:00:30.881 --> 00:00:35.257 Au lieu de ça, il utilise une caméra et du traitement d'images 00:00:35.257 --> 00:00:37.829 pour nous révéler les mouvements les plus infimes 00:00:37.829 --> 00:00:40.841 et les changements de couleur des objets et des gens. 00:00:40.841 --> 00:00:44.355 Des changements impossibles à voir pour nous à l'œil nu. 00:00:44.355 --> 00:00:48.429 Et ça nous permet de voir notre monde d'une façon complètement nouvelle. NOTE Paragraph 00:00:48.429 --> 00:00:50.485 Qu'est-ce qu'un changement de couleur ? 00:00:50.485 --> 00:00:53.062 Notre peau, par exemple, change légèrement de couleur 00:00:53.062 --> 00:00:55.211 quand le sang s'écoule sous sa surface. 00:00:55.211 --> 00:00:57.611 Ce changement est incroyablement léger, 00:00:57.611 --> 00:00:59.658 c'est pourquoi quand on regarde les autres, 00:00:59.658 --> 00:01:02.019 ou même celui qui est assis à côté de nous, 00:01:02.019 --> 00:01:05.500 on ne voit pas leur peau ou leur visage changer de couleur. 00:01:05.500 --> 00:01:09.860 Si on regarde cette vidéo de Steve, il semble immobile. 00:01:09.860 --> 00:01:13.720 Mais si on regarde cette vidéo avec notre nouveau microscope spécial, 00:01:13.720 --> 00:01:16.320 soudain on voit une image complètement différente. 00:01:16.320 --> 00:01:20.250 Là, on voit des petits changements dans la couleur de la peau de Steve, 00:01:20.250 --> 00:01:24.686 agrandis par un facteur 100 pour les rendre visibles. 00:01:24.686 --> 00:01:27.953 On peut tout à fait voir un pouls humain. 00:01:27.953 --> 00:01:31.180 On peut voir la vitesse des battements cardiaques de Steve. 00:01:31.180 --> 00:01:36.535 On peut aussi voir la façon effective dont le sang s'écoule dans son visage. 00:01:36.544 --> 00:01:39.175 On peut faire ça non seulement pour visualiser le pouls, 00:01:39.175 --> 00:01:44.436 mais aussi pour récupérer le rythme cardiaque, et le mesurer. 00:01:44.439 --> 00:01:48.892 On le fait avec des caméras normales et sans toucher les patients. 00:01:48.892 --> 00:01:54.509 Là, on voit le pouls et le rythme cardiaque d'un nouveau-né mesuré 00:01:54.509 --> 00:01:57.390 à partir d'une vidéo réalisée avec une caméra DSLR normale. 00:01:57.390 --> 00:01:59.206 Le rythme cardiaque obtenu 00:01:59.206 --> 00:02:03.837 est aussi précis que celui qu'on obtient avec le moniteur standard d'un hôpital. 00:02:03.837 --> 00:02:06.659 Ce n'est pas forcément une vidéo enregistrée par nous. 00:02:06.659 --> 00:02:09.654 Fondamentalement, on peut le faire avec d'autres vidéos aussi. 00:02:09.654 --> 00:02:13.555 Donc là, j'ai pris un petit extrait du film « Batman : Le Commencement », 00:02:13.555 --> 00:02:15.929 pour vous montrer le pouls de Christian Bale. 00:02:15.929 --> 00:02:17.281 (Rires) 00:02:17.281 --> 00:02:19.404 On sait tous qu'il est maquillé, 00:02:19.404 --> 00:02:21.357 le réglage de la lumière pose problème, 00:02:21.357 --> 00:02:24.498 néanmoins, on peut extraire son pouls à partir de cet extrait, 00:02:24.498 --> 00:02:26.326 et le montrer clairement. NOTE Paragraph 00:02:26.326 --> 00:02:28.246 Comment fait-on tout ça ? 00:02:28.246 --> 00:02:32.844 Fondamentalement, on analyse les changements de lumière enregistrés 00:02:32.844 --> 00:02:35.115 à chaque pixel de la vidéo dans le temps, 00:02:35.115 --> 00:02:36.913 et puis on amplifie ces changements. 00:02:36.913 --> 00:02:39.075 On les agrandit pour pouvoir les observer. 00:02:39.075 --> 00:02:41.077 La partie compliquée est que ces signaux, 00:02:41.077 --> 00:02:43.910 ces changements qu'on cherche sont minuscules, 00:02:43.910 --> 00:02:46.689 on doit donc faire très attention quand on essaie 00:02:46.689 --> 00:02:50.520 de les séparer du bruit présent dans toutes les vidéos. 00:02:50.520 --> 00:02:53.515 On utilise des techniques de traitement d'images astucieuses 00:02:53.515 --> 00:02:57.509 pour obtenir une mesure très précise de la couleur de chaque pixel de la vidéo, 00:02:57.509 --> 00:03:00.179 et de la manière dont la couleur change avec le temps, 00:03:00.179 --> 00:03:02.872 et puis on amplifie ces variations. 00:03:02.872 --> 00:03:06.852 On les agrandit pour créer de telles vidéos accrues, ou amplifiées. 00:03:06.852 --> 00:03:09.024 qui nous montrent clairement ces changements. NOTE Paragraph 00:03:09.024 --> 00:03:13.262 En fait, on peut faire ça non seulement pour les changements de couleur, 00:03:13.262 --> 00:03:15.653 mais aussi pour les micro-mouvements, 00:03:15.653 --> 00:03:19.079 parce que la lumière enregistrée dans nos caméras 00:03:19.079 --> 00:03:21.889 varie non seulement quand la couleur de l'objet change, 00:03:21.889 --> 00:03:24.257 mais aussi quand l'objet bouge. 00:03:24.257 --> 00:03:27.893 Voici ma fille à deux mois. 00:03:27.893 --> 00:03:30.892 C'est une vidéo que j'ai enregistrée il y a environ trois ans. 00:03:30.892 --> 00:03:33.710 Et, comme tout parent, on veut s'assurer 00:03:33.710 --> 00:03:36.782 que nos enfants sont en bonne santé, qu'ils respirent et qu'ils sont vivants. 00:03:36.782 --> 00:03:38.784 Donc j'ai acheté un babyphone 00:03:38.784 --> 00:03:41.253 pour observer ma fille dans son sommeil. 00:03:41.253 --> 00:03:44.780 Voici le résultat obtenu habituellement avec un babyphone standard. 00:03:44.780 --> 00:03:48.462 On peut voir le bébé qui dort, mais sans plus. 00:03:48.474 --> 00:03:50.078 Il n'y a pas grand chose à voir. 00:03:50.078 --> 00:03:52.902 Ne serait-il pas mieux, plus informatif, ou plus utile, 00:03:52.902 --> 00:03:55.892 si, au lieu de ça, on pouvait voir la scène comme ça. 00:03:55.892 --> 00:04:02.248 J'ai analysé les mouvements et je les ai amplifiés d'un facteur 30, 00:04:02.248 --> 00:04:06.074 et j'ai pu clairement voir que ma fille respirait toujours. 00:04:06.074 --> 00:04:08.327 (Rires) 00:04:08.327 --> 00:04:10.249 Voilà les vidéos côte à côte. 00:04:10.249 --> 00:04:12.732 Dans la vidéo originelle, 00:04:12.732 --> 00:04:14.548 il n'y a pas grand chose à voir, 00:04:14.548 --> 00:04:18.075 mais si on amplifie les mouvements, la respiration devient plus visible. 00:04:18.075 --> 00:04:20.145 Il y a en fait beaucoup de phénomènes 00:04:20.145 --> 00:04:23.774 qu'on peut révéler et agrandir avec notre nouveau microscope du mouvement. 00:04:23.774 --> 00:04:28.332 On peut voir comment nos veines et artères pulsent dans notre corps. 00:04:28.332 --> 00:04:30.960 On peut voir que nos yeux sont constamment en mouvement, 00:04:30.960 --> 00:04:32.847 un peu tremblants. 00:04:32.847 --> 00:04:34.696 C'est mon œil sur cette vidéo. 00:04:34.696 --> 00:04:37.791 J’ai enregistré cette vidéo juste après la naissance de ma fille. 00:04:37.791 --> 00:04:41.033 Vous pouvez donc remarquer que je manquais de sommeil. 00:04:41.033 --> 00:04:42.155 (Rires) 00:04:42.155 --> 00:04:44.339 Même lorsque quelqu'un est assis, immobile, 00:04:44.339 --> 00:04:46.383 on peut extraire beaucoup d'informations 00:04:46.383 --> 00:04:49.912 sur son rythme de respiration, ses petites expressions faciales. 00:04:49.912 --> 00:04:51.537 Peut-être que ces mouvements 00:04:51.537 --> 00:04:54.691 peuvent nous révéler quelque chose sur nos pensées, nos émotions. 00:04:54.691 --> 00:04:57.876 On peut aussi amplifier les petits mouvements mécaniques, 00:04:57.876 --> 00:05:00.111 comme les vibrations d'un moteur. 00:05:00.111 --> 00:05:03.543 Ça pourrait aider les ingénieurs à identifier des problèmes mécaniques, 00:05:03.543 --> 00:05:07.931 ou observer comment nos constructions réagissent aux forces et au vent. 00:05:07.931 --> 00:05:12.512 Ce sont des choses que notre société sait mesurer de plusieurs manières. 00:05:12.512 --> 00:05:14.965 Mais mesurer ces mouvements, 00:05:14.965 --> 00:05:17.241 et les observer quand ils se produisent 00:05:17.241 --> 00:05:19.795 sont deux choses complètement différentes. NOTE Paragraph 00:05:19.795 --> 00:05:22.836 Et depuis qu'on a découvert cette nouvelle technologie, 00:05:22.836 --> 00:05:26.789 on a mis notre code en ligne pour qu'il puisse être utilisé et expérimenté. 00:05:26.789 --> 00:05:28.664 Il est très simple à utiliser. 00:05:28.664 --> 00:05:30.708 Il peut être utilisé sur vos propres vidéos. 00:05:30.708 --> 00:05:33.801 Nos collaborateurs de Quanta Research ont même créé un beau site 00:05:33.801 --> 00:05:36.579 où vous pouvez télécharger des vidéos et les modifier. 00:05:36.579 --> 00:05:40.395 Donc même si on n'a pas d'expérience en informatique ou en programmation, 00:05:40.395 --> 00:05:43.331 on peut facilement expérimenter avec ce nouveau microscope. 00:05:43.331 --> 00:05:45.735 Et je voudrais vous montrer quelques exemples 00:05:45.735 --> 00:05:48.470 de ce qui a été fait avec ça. NOTE Paragraph 00:05:48.470 --> 00:05:53.787 Ceci a été fait par un utilisateur de YouTube qui s'appelle Tamez85. 00:05:53.787 --> 00:05:55.250 Je ne le connais pas, 00:05:55.250 --> 00:05:57.595 mais il, ou elle, a utilisé notre code 00:05:57.595 --> 00:06:01.310 pour agrandir les petits mouvements du ventre durant une grossesse. 00:06:01.310 --> 00:06:02.912 C'est un peu effrayant. 00:06:02.912 --> 00:06:04.525 (Rires) 00:06:04.525 --> 00:06:09.486 Certains l'ont utilisé pour agrandir les pulsations des veines dans les mains. 00:06:09.486 --> 00:06:13.268 Et vous savez que ce n'est pas de la vraie science sans des cobayes. 00:06:13.268 --> 00:06:16.658 Apparemment ce cobaye s'appelle Tiffany 00:06:16.658 --> 00:06:19.607 et cet utilisateur de YouTube dit que c'est le premier rongeur 00:06:19.607 --> 00:06:22.295 dont les mouvements ont été agrandis avec cette méthode. NOTE Paragraph 00:06:22.295 --> 00:06:24.483 On peut même en faire de l'art. 00:06:24.483 --> 00:06:27.401 Ce vidéo m'a été envoyé par une étudiante en graphisme à Yale. 00:06:27.401 --> 00:06:29.638 Elle voulait voir s'il y avait des différences 00:06:29.638 --> 00:06:31.930 dans les mouvements de ses copains. 00:06:31.930 --> 00:06:35.369 Elle leur a demandé de rester immobiles et a agrandi leurs mouvements. 00:06:35.369 --> 00:06:38.747 C'est comme voir des photos immobiles prendre vie. 00:06:38.747 --> 00:06:41.180 Ce qui est remarquable dans tous ces exemples, 00:06:41.180 --> 00:06:43.476 c'est qu’ils sont entièrement autonomes. 00:06:43.476 --> 00:06:47.330 Nous avons mis la technologie, un nouveau regard sur le monde, à disposition. 00:06:47.330 --> 00:06:49.628 et puis les gens ont trouvé d'autres utilisations 00:06:49.628 --> 00:06:51.926 intéressantes, nouvelles et créatives. NOTE Paragraph 00:06:51.926 --> 00:06:54.226 Mais on ne s'est pas arrêté là. 00:06:54.226 --> 00:06:57.367 Cet instrument nous permet non seulement de regarder le monde 00:06:57.367 --> 00:07:00.275 d'une nouvelle façon, mais il redéfinit ce qu'on peut faire, 00:07:00.275 --> 00:07:03.026 il repousse les limites du possible avec nos caméras. 00:07:03.026 --> 00:07:05.585 Alors, en tant que scientifiques, on s'est demandé 00:07:05.585 --> 00:07:09.040 quels autres phénomènes physiques produisent des petits mouvements 00:07:09.040 --> 00:07:11.943 que nos caméras pourraient mesurer ? 00:07:11.943 --> 00:07:15.944 Et l'un de ces phénomènes sur lequel on s'est concentrés est le son. 00:07:15.944 --> 00:07:18.049 Le son, comme nous le savons tous, 00:07:18.049 --> 00:07:20.662 est une variation de la pression de l'air. 00:07:20.662 --> 00:07:24.163 Ces ondes de pression frappent les objets et créent de petites vibrations. 00:07:24.163 --> 00:07:26.385 C'est ainsi qu'on entend et enregistre le son. 00:07:26.385 --> 00:07:30.053 Il s’avère que le son produit des mouvements visuels. 00:07:30.053 --> 00:07:32.886 Ces mouvements ne sont pas visibles à l'œil nu, 00:07:32.886 --> 00:07:35.887 mais pour une caméra munie du traitement d'images adéquat. 00:07:35.887 --> 00:07:37.460 Voici deux exemples. 00:07:37.460 --> 00:07:41.014 Je vous présente mes grandes capacités en chant. 00:07:41.014 --> 00:07:42.698 (Vocalisation) 00:07:42.698 --> 00:07:44.034 (Rires) 00:07:44.034 --> 00:07:47.120 En même temps, j'ai pris un vidéo à haute vitesse de ma gorge. 00:07:47.120 --> 00:07:48.884 Si vous observez cette vidéo, 00:07:48.884 --> 00:07:50.960 il n'y a pas grand chose à voir, 00:07:50.960 --> 00:07:54.722 mais en amplifiant les mouvements d'un facteur 100, 00:07:54.722 --> 00:07:58.566 on voit les ondulations dans la gorge qui contribuent à la production du son. 00:07:58.566 --> 00:08:01.306 Ce signal est là, dans cette vidéo. NOTE Paragraph 00:08:01.306 --> 00:08:03.976 On sait aussi que les chanteurs peuvent briser un verre 00:08:03.976 --> 00:08:05.439 s'ils chantent la note juste. 00:08:05.439 --> 00:08:07.204 Ici, on va donc jouer une note 00:08:07.204 --> 00:08:09.730 dans la fréquence de résonance de ce verre. 00:08:09.730 --> 00:08:11.778 avec un haut-parleur à côté. 00:08:11.778 --> 00:08:16.197 Quand on joue cette note et qu'on amplifie par un facteur 250, 00:08:16.197 --> 00:08:18.535 on peut voir nettement comment le verre vibre 00:08:18.535 --> 00:08:22.105 et résonne en réaction au son. 00:08:22.105 --> 00:08:24.525 Ce n'est pas une chose qu'on voit tous les jours. 00:08:24.525 --> 00:08:28.054 Mais ça nous a fait réfléchir, et ça nous a donné une idée folle. 00:08:28.054 --> 00:08:33.662 Est-ce qu'on peut inverser le processus et récupérer du son à partir des vidéos, 00:08:33.662 --> 00:08:37.697 en analysant les micro-vibrations créées par les ondes sonores sur les objets, 00:08:37.697 --> 00:08:42.474 et en les convertissant en son ? 00:08:42.474 --> 00:08:46.931 On pourrait transformer des objets usuels en micros. NOTE Paragraph 00:08:46.931 --> 00:08:49.163 C'est exactement ce qu'on a fait. 00:08:49.163 --> 00:08:51.979 Là on voit un sachet de chips vide sur une table, 00:08:51.979 --> 00:08:54.804 et on va le transformer en micro, 00:08:54.804 --> 00:08:56.395 en l'enregistrant avec une caméra 00:08:56.395 --> 00:08:59.653 et en analysant les petits mouvements que les ondes sonores y créent. 00:08:59.653 --> 00:09:02.419 Voici le son qu'on a joué dans la pièce. NOTE Paragraph 00:09:02.419 --> 00:09:09.973 (Musique: « Marie avait un petit agneau ») NOTE Paragraph 00:09:10.007 --> 00:09:13.032 Et voilà une vidéo à haute vitesse du paquet de chips. 00:09:13.032 --> 00:09:14.486 On rejoue notre morceau. 00:09:14.486 --> 00:09:18.818 Il n'y a aucune chance de remarquer quoi que ce soit dans cette vidéo. 00:09:18.818 --> 00:09:21.690 Voilà le son qu'on a pu récupérer 00:09:21.690 --> 00:09:23.873 en analysant les mouvements dans la vidéo. NOTE Paragraph 00:09:23.873 --> 00:09:26.682 (Musique: « Marie avait un petit agneau ») NOTE Paragraph 00:09:40.985 --> 00:09:42.791 Moi, j'appelle ça - Merci. 00:09:42.791 --> 00:09:46.626 (Applaudissements) 00:09:49.878 --> 00:09:52.223 J'appelle ça le micro visuel. 00:09:52.223 --> 00:09:55.613 On extrait des signaux acoustiques à partir de signaux visuels. 00:09:55.613 --> 00:09:58.794 Et pour vous donner une idée de l'échelle de ces mouvements, 00:09:58.799 --> 00:10:04.135 un son très bruyant fait bouger ce sachet de moins d'un micromètre. 00:10:04.135 --> 00:10:06.874 C'est-à-dire un millième d'un millimètre. 00:10:06.874 --> 00:10:10.435 Voilà la taille microscopique des mouvements extraits 00:10:10.435 --> 00:10:13.678 par la simple observation de la lumière sur les objets, 00:10:13.678 --> 00:10:15.814 et est enregistrée par nos caméras. NOTE Paragraph 00:10:15.814 --> 00:10:19.104 On peut reconstruire le son à partir d'autres objets : les plantes. NOTE Paragraph 00:10:19.104 --> 00:10:23.820 (Musique: «Marie avait un petit agneau») NOTE Paragraph 00:10:27.214 --> 00:10:29.211 On peut même reconstruire des paroles. 00:10:29.211 --> 00:10:31.788 Voilà une personne qui parle dans une pièce. NOTE Paragraph 00:10:31.788 --> 00:10:35.991 Voix : Marie avait un petit agneau, blanc comme neige, il était beau, 00:10:35.991 --> 00:10:40.221 et partout où Marie allait, l'agneau bien sûr suivait. NOTE Paragraph 00:10:40.221 --> 00:10:43.030 MR : Et voilà ces mêmes paroles, 00:10:43.030 --> 00:10:46.254 reconstruites à partir de ce même paquet de chips. NOTE Paragraph 00:10:46.254 --> 00:10:51.085 Voix : Marie avait un petit agneau, blanc comme neige, il était beau, 00:10:51.085 --> 00:10:55.944 et partout où Marie allait, l'agneau bien sûr suivait. NOTE Paragraph 00:10:55.944 --> 00:10:58.290 MR : On a utilisé « Marie avait un petit agneau » 00:10:58.290 --> 00:11:00.433 car ce serait les premiers mots 00:11:00.433 --> 00:11:04.574 que Thomas Edison aurait prononcés dans son phonographe en 1877. 00:11:04.574 --> 00:11:07.802 C'était l'un des premiers enregistreurs de l'histoire. 00:11:07.802 --> 00:11:11.129 Fondamentalement il projetait les sons sur un diaphragme 00:11:11.129 --> 00:11:14.578 qui faisait vibrer une aiguille qui gravait le son 00:11:14.578 --> 00:11:17.483 sur une feuille d'aluminium enroulée autour d'un cylindre. NOTE Paragraph 00:11:17.483 --> 00:11:23.426 Voilà une démonstration du phonographe. NOTE Paragraph 00:11:23.426 --> 00:11:26.446 (Vidéo) Voix : Test, test, un. deux, trois. 00:11:26.446 --> 00:11:29.859 Marie avait un petit agneau, blanc comme neige, il était beau, 00:11:29.859 --> 00:11:33.528 et partout où Marie allait, l'agneau bien sûr suivait. 00:11:33.528 --> 00:11:36.268 Test, test, un, deux, trois. 00:11:36.268 --> 00:11:40.424 Marie avait un petit agneau, blanc comme neige, il était beau, 00:11:40.424 --> 00:11:45.648 et partout où Marie allait, l'agneau bien sûr suivait. NOTE Paragraph 00:11:45.648 --> 00:11:49.665 MR : Et maintenant, 137 ans après, 00:11:49.665 --> 00:11:53.752 on peut reconstruire du son de qualité très similaire 00:11:53.752 --> 00:11:57.831 en regardant avec des caméras des objets qui vibrent avec le son. 00:11:57.831 --> 00:11:59.765 On peut même faire ça quand la caméra 00:11:59.765 --> 00:12:03.999 est à 4 mètres de distance de l'objet, derrière du verre insonorisé. NOTE Paragraph 00:12:03.999 --> 00:12:07.219 Voilà le son qu'on peut reconstruire dans ce cas-là. NOTE Paragraph 00:12:07.219 --> 00:12:12.513 Voix : Marie avait un petit agneau, blanc comme neige, il était beau, 00:12:12.513 --> 00:12:17.272 et partout où Marie allait, l'agneau bien sûr suivait. NOTE Paragraph 00:12:17.404 --> 00:12:21.114 MR : Bien sûr, surveillance est la première utilisation qui vient à l'esprit. 00:12:21.114 --> 00:12:24.029 (Rires) 00:12:24.029 --> 00:12:28.085 Mais cela pourrait être utile pour d'autres choses. 00:12:28.085 --> 00:12:30.985 Peut-être que dans le futur on pourra l'utiliser, par exemple, 00:12:30.985 --> 00:12:33.177 pour reconstruire le son dans l'espace, 00:12:33.177 --> 00:12:36.753 parce que le son ne voyage pas dans l'espace, mais la lumière peut. NOTE Paragraph 00:12:36.753 --> 00:12:39.157 On ne fait que commencer à explorer 00:12:39.157 --> 00:12:42.156 d'autres applications possibles de cette nouvelle technologie. 00:12:42.156 --> 00:12:45.108 Ça nous permet de voir des processus que nous savons exister, 00:12:45.108 --> 00:12:48.564 mais qu'on n'a jamais pu voir à l’œil nu jusqu'à maintenant. NOTE Paragraph 00:12:48.564 --> 00:12:50.138 Voilà notre équipe. 00:12:50.138 --> 00:12:52.648 Tout cela est le résultat d'une collaboration 00:12:52.648 --> 00:12:55.058 avec ce magnifique groupe de personnes-là. 00:12:55.058 --> 00:12:57.915 Je vous encourage à visiter notre site Web, 00:12:57.915 --> 00:12:59.449 à tester notre technologie, 00:12:59.449 --> 00:13:02.423 à nous rejoindre pour explorer ce monde des micro-mouvements. NOTE Paragraph 00:13:02.423 --> 00:13:04.048 Merci. NOTE Paragraph 00:13:04.048 --> 00:13:05.302 (Applaudissements)