0:00:01.114,0:00:08.606
Negli ultimi secoli, i microscopi [br]hanno rivoluzionato il mondo.

0:00:09.036,0:00:14.252
Ci hanno svelato un mondo di oggetti, [br]vita e strutture minuscoli,

0:00:14.252,0:00:17.158
troppo piccoli da vedere a occhio nudo.

0:00:17.158,0:00:20.177
Hanno dato un enorme contributo [br]alla scienza e alla tecnologia.

0:00:20.177,0:00:23.404
Oggi, vorrei presentarvi [br]un nuovo tipo di microscopio,

0:00:23.404,0:00:25.982
un microscopio dei cambiamenti.

0:00:25.982,0:00:28.884
Non usa l'ottica [br]di un normale microscopio

0:00:28.884,0:00:30.881
che ingrandisce gli oggetti,

0:00:30.881,0:00:35.257
ma usa una videocamera [br]e l'elaborazione di immagini

0:00:35.257,0:00:38.289
per rivelare i più piccoli movimenti [br]e cambiamenti di colore

0:00:38.289,0:00:40.751
negli oggetti e nelle persone,

0:00:40.751,0:00:44.355
cambiamenti che sono impossibili [br]da vedere a occhio nudo.

0:00:44.355,0:00:48.475
E ci permette di vedere il mondo [br]in modo del tutto nuovo.

0:00:48.475,0:00:50.385
Cosa intendo per cambiamento di colore?

0:00:50.385,0:00:53.217
La pelle, per esempio, [br]cambia impercettibilmente colore

0:00:53.217,0:00:55.214
con lo scorrere del sangue.

0:00:55.214,0:00:57.611
È un cambiamento [br]veramente minimo,

0:00:57.611,0:00:59.674
e per questo quando guardate [br]altre persone,

0:00:59.674,0:01:01.925
come la persona seduta accanto a voi,

0:01:01.925,0:01:05.020
la loro pelle, il loro viso, [br]non sembra cambiare colore.

0:01:05.020,0:01:07.960
Guardando questo video di Steve, [br]sembra un'immagine statica,

0:01:10.420,0:01:13.070
ma guardandolo attraverso [br]il nuovo microscopio speciale,

0:01:14.290,0:01:16.320
vediamo un'immagine [br]completamente diversa.

0:01:16.320,0:01:20.250
Vedete qui i minuscoli cambiamenti [br]cromatici della pelle di Steve,

0:01:20.250,0:01:24.686
aumentati di 100 volte [br]per renderli visibili.

0:01:24.686,0:01:27.953
Possiamo vedere il battito cardiaco.

0:01:27.953,0:01:31.180
Possiamo vedere la velocità [br]del battito di Steve,[br]

0:01:31.180,0:01:36.535
ma anche come il sangue [br]scorre nel suo viso.

0:01:36.544,0:01:39.175
E questo non serve solo [br]a visualizzare il battito,

0:01:39.175,0:01:42.066
ma anche a misurare [br]la frequenza cardiaca.

0:01:44.439,0:01:48.892
Lo si può fare con normali telecamere, [br]senza toccare i pazienti.

0:01:48.892,0:01:52.219
Qui vedete il battito e la frequenza [br]estratte dal video di un neonato

0:01:54.509,0:01:57.390
girato con una normale [br]fotocamera DSLR,

0:01:57.390,0:01:59.206
e il battito cardiaco che misura

0:01:59.206,0:02:03.507
è altrettanto preciso di quello [br]misurato in ospedale.

0:02:04.937,0:02:06.659
E non deve nemmeno essere [br]un video girato da noi.

0:02:06.659,0:02:09.654
Possiamo lavorare anche con altri video.

0:02:09.654,0:02:13.555
Ho preso un breve estratto [br]di "Batman Begins"

0:02:13.555,0:02:15.459
per mostrarvi il polso di Christian Bale.

0:02:15.459,0:02:17.281
(Risate)

0:02:17.281,0:02:19.404
Immagino sia truccato,

0:02:19.404,0:02:21.357
con le luci è difficile,

0:02:21.357,0:02:24.308
eppure, solo dal video, [br]siamo in grado di estrarre il polso

0:02:24.308,0:02:26.326
e mostrarlo abbastanza bene.

0:02:26.326,0:02:28.246
Ma allora, come funziona?

0:02:28.246,0:02:32.844
In sostanza analizziamo [br]i cambiamenti di luce registrati

0:02:32.844,0:02:35.115
in ogni pixel del video, nel tempo,

0:02:35.115,0:02:36.913
e intensifichiamo questi cambiamenti.

0:02:36.913,0:02:39.075
Li amplifichiamo per renderli visibili.

0:02:39.075,0:02:40.977
La cosa difficile è che questi segnali,

0:02:40.977,0:02:43.910
questi cambiamenti che cerchiamo, [br]sono impercettibili,

0:02:43.910,0:02:46.689
dobbiamo stare molto attenti [br]nel cercare di distinguerli

0:02:46.689,0:02:50.520
dal rumore sempre presente nei video.

0:02:50.520,0:02:53.515
Usiamo quindi tecniche avanzate [br]di elaborazione delle immagini

0:02:53.515,0:02:57.509
per misurare accuratamente [br]il colore di ogni pixel nel video,

0:02:57.509,0:03:00.179
e il modo in cui questo colore [br]cambia nel tempo,

0:03:00.179,0:03:02.872
e amplifichiamo questi cambiamenti.

0:03:02.872,0:03:06.392
Li amplifichiamo per creare [br]questi video ingranditi, aumentati,

0:03:06.392,0:03:08.434
che di fatto ci mostrano [br]queste variazioni.

0:03:08.434,0:03:11.852
[Microscopio dei Cambiamenti][br]E a quanto pare questa tecnica

0:03:11.852,0:03:15.503
può mostrare non solo variazioni [br]cromatiche, ma anche piccoli movimenti,

0:03:15.503,0:03:19.079
e questo perché la luce registrata [br]dalle nostre videocamere

0:03:19.079,0:03:21.889
cambia non soltanto [br]con il colore degli oggetti,

0:03:21.889,0:03:24.257
ma anche con i movimenti.

0:03:24.257,0:03:27.893
Questa è mia figlia a circa due mesi.

0:03:27.893,0:03:30.892
È un video che ho girato [br]circa tre anni fa.

0:03:30.892,0:03:34.100
Quando diventiamo genitori, [br]vogliamo sapere che i nostri figli

0:03:34.100,0:03:36.642
stanno bene, respirano, [br]sono ancora vivi.

0:03:36.642,0:03:38.784
Anche io ho comprato [br]uno di quei baby monitor

0:03:38.784,0:03:41.253
per vedere mia figlia [br]quando dormiva.

0:03:41.253,0:03:44.780
E questo è quello che si vede [br]con un normale baby monitor.

0:03:44.780,0:03:48.462
Vedete il bambino che dorme, [br]ma non dà molte informazioni.

0:03:48.474,0:03:50.078
Non si vede molto.

0:03:50.078,0:03:52.902
Non sarebbe meglio, [br]più informativo, più utile,

0:03:52.902,0:03:55.892
se potessimo invece vederlo [br]in questo modo.

0:03:55.892,0:04:02.248
Qui ho ho amplificato [br]i movimenti 30 volte,

0:04:02.248,0:04:06.074
e qui si vede chiaramente che mia figlia [br]era viva e respirava.

0:04:06.074,0:04:08.327
(Risate)

0:04:08.327,0:04:10.249
Eccoli fianco a fianco.

0:04:10.249,0:04:11.762
Nel video originale,

0:04:12.962,0:04:14.368
non si vede molto,

0:04:14.368,0:04:17.595
ma una volta amplificato, [br]la respirazione si fa molto più visibile.

0:04:17.595,0:04:20.945
A quanto pare, sono molti i fenomeni [br]che si possono rivelare

0:04:20.945,0:04:23.804
e amplificare con il nostro nuovo[br]microscopio del movimento.

0:04:25.603,0:04:28.332
Possiamo vedere come pulsano [br]le vene e arterie.

0:04:28.332,0:04:30.960
Possiamo vedere come gli occhi [br]si muovono di continuo

0:04:30.960,0:04:32.847
con un movimento ondeggiante.

0:04:32.847,0:04:34.356
Questo è il mio occhio,

0:04:34.356,0:04:37.421
questo video è stato girato [br]poco dopo la nascita di mia figlia,

0:04:37.421,0:04:40.033
si vede che non dormivo molto. [br](Risate)

0:04:41.623,0:04:44.339
Anche da una persona[br]che è seduta immobile,

0:04:44.339,0:04:46.383
possiamo estrarre[br]molte informazioni

0:04:46.383,0:04:49.912
sul ritmo della respirazione, [br]le piccoli espressioni facciali.

0:04:49.912,0:04:51.537
Magari potremmo usare [br]questi movimenti

0:04:51.537,0:04:54.521
per capire qualcosa [br]dei nostri pensieri e emozioni.

0:04:55.531,0:04:57.946
Possiamo anche amplificare [br]piccoli movimenti meccanici,

0:04:57.946,0:04:59.501
come le vibrazioni nei motori,

0:04:59.501,0:05:02.761
che possono aiutare gli ingegneri [br]a rilevare problemi meccanici,

0:05:03.901,0:05:07.008
o vedere come edifici e strutture [br]oscillano al vento e reagiscono.

0:05:08.135,0:05:12.688
Sono tutti fenomeni che la nostra società [br]sa misurare, in modi diversi,

0:05:12.701,0:05:15.405
ma una cosa è misurare [br]questi movimenti,

0:05:15.675,0:05:18.062
un'altra è vederli [br]proprio mentre accadono.

0:05:20.449,0:05:22.836
Quando abbiamo scoperto [br]questa nuova tecnologia,

0:05:22.836,0:05:24.538
abbiamo subito reso disponibile [br]online il codice

0:05:24.538,0:05:26.720
in modo che altri [br]possano utilizzarlo e sperimentare.

0:05:26.720,0:05:28.664
È molto semplice da usare.

0:05:28.664,0:05:30.328
Funziona anche con i vostri video.

0:05:30.328,0:05:33.901
I nostri collaboratori a Quanta Research [br]hanno anche creato un sito web

0:05:33.901,0:05:36.579
in cui si possono caricare [br]video e elaborarli online.

0:05:36.579,0:05:40.395
Anche se non avete esperienza [br]informatica o di programmazione,

0:05:40.395,0:05:43.331
potete facilmente sperimentare [br]con questo nuovo microscopio.

0:05:43.331,0:05:45.735
Vorrei mostrarvi un paio di esempi

0:05:45.735,0:05:48.470
di cosa altri ci hanno fatto.

0:05:48.470,0:05:53.787
Questo video è stato fatto [br]da un utente YouTube di nome Tamez85.

0:05:53.787,0:05:55.250
Non so chi sia,

0:05:55.250,0:05:57.595
ma lui, o lei, ha usato il nostro codice

0:05:57.595,0:06:01.310
per amplificare i piccoli movimenti [br]della pancia durante la gravidanza.

0:06:01.310,0:06:02.912
È un po' inquietante.

0:06:02.912,0:06:04.525
(Risate)

0:06:04.525,0:06:09.296
Altri lo hanno usato per amplificare [br]vene che pulsano nelle mani.

0:06:09.296,0:06:12.578
E non è vera scienza [br]finché non usate i porcellini d'India --

0:06:14.108,0:06:16.658
questo porcellino d'india [br]pare si chiami Tiffany,

0:06:16.658,0:06:19.807
questo utente YouTube sostiene [br]sia il primo roditore sulla Terra

0:06:19.807,0:06:22.295
a cui sono stati amplificati [br]i movimenti.

0:06:22.295,0:06:24.483
Ci si può anche fare arte.

0:06:24.483,0:06:27.501
Questo video mi arriva [br]da una studentessa di design di Yale.

0:06:27.501,0:06:29.638
Voleva vedere se ci fossero differenze

0:06:29.638,0:06:31.470
nel modo di muoversi [br]dei suoi compagni.

0:06:31.470,0:06:35.369
Li ha fatti stare tutti fermi, [br]e poi ha amplificato i loro movimenti.

0:06:35.369,0:06:38.747
È come vedere immagini [br]che prendono vita.

0:06:38.747,0:06:40.575
La cosa bella di tutti questi esempi

0:06:40.575,0:06:43.976
è che noi non abbiamo avuto niente [br]a che fare con queste applicazioni.

0:06:43.976,0:06:47.330
Abbiamo solo fornito lo strumento, [br]un nuovo modo di guardare il mondo,

0:06:47.330,0:06:52.462
e la gente ha trovato altri modi [br]interessanti, nuovi e creativi di usarlo.

0:06:52.462,0:06:54.226
Ma non ci siamo fermati qui.

0:06:54.226,0:06:56.099
Questo strumento non ci permette solo

0:06:56.099,0:06:57.972
di vedere il mondo in modo diverso.

0:06:57.972,0:06:59.845
Ridefinisce ciò che si può fare,

0:06:59.845,0:07:03.026
spinge i limiti di ciò che si può fare [br]con le videocamere.

0:07:03.026,0:07:05.255
In quanto scienziati, ci siamo chiesti:

0:07:05.255,0:07:09.040
quali altri fenomeni fisici [br]producono minuscoli movimenti

0:07:09.040,0:07:11.943
che adesso possiamo misurare [br]con le nostre telecamere?

0:07:11.943,0:07:15.944
Uno dei fenomeni su cui [br]ci siamo concentrati è il suono.

0:07:15.944,0:07:18.049
Il suono, si sa, [br]consiste di variazioni

0:07:18.049,0:07:20.232
di pressione [br]che si trasmettono nell'aria.

0:07:20.232,0:07:23.853
Queste onde colpiscono [br]gli oggetti e creano piccole vibrazioni,

0:07:23.853,0:07:26.385
ed è così che sentiamo [br]e registriamo i suoni.

0:07:26.385,0:07:30.053
Ma il suono produce [br]anche movimenti visivi.

0:07:30.053,0:07:32.886
Sono movimenti invisibili per noi,

0:07:32.886,0:07:35.887
ma visibili per la telecamera [br]con l'elaborazione adatta.

0:07:35.887,0:07:37.460
Ecco due esempi.

0:07:37.460,0:07:40.074
Questo sono io che dimostro [br]le mie grandi doti canore.

0:07:41.064,0:07:42.698
(Canta)

0:07:42.698,0:07:44.134
(Risate)

0:07:44.134,0:07:47.120
Ecco un video accelerato [br]della mia gola, mentre canticchio.

0:07:47.120,0:07:48.884
Ancora una volta, [br]guardando il video,

0:07:48.884,0:07:50.960
non si vede molto,

0:07:50.960,0:07:53.495
ma una volta ampliati [br]i movimenti 100 volte,

0:07:53.495,0:07:55.680
vediamo tutti i movimenti [br]e le onde sul collo

0:07:55.680,0:07:58.566
che sono collegati [br]alla produzione di quel suono.

0:07:58.566,0:08:01.306
Il segnale sonoro è nel video.

0:08:01.306,0:08:03.976
Sappiamo anche che i cantanti [br]possono rompere un bicchiere

0:08:03.976,0:08:05.439
con la nota giusta.

0:08:05.439,0:08:07.204
Allora qui, suoneremo una nota

0:08:07.204,0:08:09.730
con la frequenza di risonanza [br]di quel bicchiere

0:08:09.730,0:08:11.778
con l'altoparlante che è lì accanto.

0:08:11.778,0:08:16.197
Se suoniamo quella nota e amplifichiamo [br]250 volte i movimenti

0:08:16.197,0:08:18.535
vediamo chiaramente il bicchiere vibrare

0:08:18.535,0:08:22.105
e risuonare in reazione a quel suono.

0:08:22.105,0:08:24.525
Non è una cosa che si vede [br]tutti i giorni.

0:08:24.525,0:08:28.054
Ma questo ci ha fatto pensare. [br]Ci ha dato un'idea:

0:08:28.054,0:08:33.662
possiamo invertire il processo, [br]e ricreare da un video, il suono

0:08:33.662,0:08:37.697
analizzando le minuscole vibrazioni [br]che le onde sonore creano negli oggetti,

0:08:37.697,0:08:42.474
e riconvertire le onde nei suoni [br]che le hanno prodotte.

0:08:42.474,0:08:46.931
In questo modo, possiamo rendere [br]qualunque oggetto un microfono.

0:08:46.931,0:08:49.163
Ed è quello che abbiamo fatto.

0:08:49.163,0:08:51.979
Ecco un sacchetto vuoto [br]di patatine sul tavolo.

0:08:51.979,0:08:54.804
Ora trasformeremo il sacchetto [br]in un microfono

0:08:54.804,0:08:56.395
filmandolo con una videocamera

0:08:56.395,0:08:59.623
e analizzando come le onde sonore [br]lo fanno muovere.

0:08:59.623,0:09:02.419
Ecco che suono c'era [br]in quella stanza.

0:09:02.419,0:09:06.853
(Musica: "Mary Had a Little Lamb")

0:09:10.007,0:09:13.032
Ed ecco un video accelerato [br]di quel sacchetto di patatine.

0:09:13.032,0:09:14.306
Ancora una volta, a guardarlo

0:09:14.306,0:09:17.648
è impossibile vedere qualcosa

0:09:18.706,0:09:20.458
ma questo è il suono [br]che siamo riusciti a recuperare

0:09:20.458,0:09:23.873
solo analizzando [br]i minuscoli movimenti del video.

0:09:23.873,0:09:30.192
(Musica: "Mary Had a Little Lamb")

0:09:40.985,0:09:42.471
Lo chiamo -- Grazie.

0:09:42.471,0:09:47.696
(Applausi)

0:09:49.878,0:09:52.223
Lo chiamo microfono visivo.

0:09:52.223,0:09:55.613
Abbiamo estratto segnali audio [br]dal segnale video.

0:09:55.613,0:09:58.794
Solo per darvi un'idea [br]dell'ampiezza del movimento,

0:09:58.799,0:10:04.135
un suono piuttosto forte fa muovere [br]il sacchetto di meno di un micrometro.

0:10:04.135,0:10:06.874
Cioè un millesimo di millimetro.

0:10:06.874,0:10:10.435
Sono davvero minuscoli i movimenti[br]che riusciamo a estrarre

0:10:10.435,0:10:13.678
osservando la luce [br]che rimbalza sugli oggetti

0:10:13.678,0:10:15.814
e viene registrata [br]dalle nostre videocamere.

0:10:15.814,0:10:19.064
Possiamo estrarre suoni [br]da altri oggetti, come le piante.

0:10:19.064,0:10:25.380
(Musica: "Mary Had a Little Lamb")

0:10:27.214,0:10:29.211
E possiamo anche ricreare il parlato.

0:10:29.211,0:10:31.788
Questa è una persona [br]che parla in una stanza.

0:10:31.788,0:10:35.991
Voce: "Mary aveva una pecorella [br]dal manto bianco come la neve,

0:10:35.991,0:10:40.221
e ovunque andasse Mary, [br]andava anche la pecorella".

0:10:40.221,0:10:42.980
Ed ecco lo stesso discorso,[br]ricostruito

0:10:42.980,0:10:48.371
dal video e dal sacchetto di patatine.

0:10:48.382,0:10:51.085
Voce: "Mary aveva una pecorella [br]dal manto bianco come la neve,

0:10:51.085,0:10:55.944
e ovunque andasse Mary, [br]andava anche la pecorella".

0:10:55.944,0:10:58.290
Abbiamo usato [br]"Mary Had a Little Lamb"

0:10:58.290,0:11:00.413
perché si dice siano le prime parole

0:11:00.413,0:11:04.574
pronunciate da Thomas Edison [br]nel fonografo nel 1877.

0:11:04.574,0:11:07.802
È stato uno dei primi apparecchi [br]di registrazione della storia.

0:11:07.802,0:11:11.129
Indirizzava i suoni in un diaframma

0:11:11.129,0:11:15.208
che faceva vibrare un ago, [br]che incideva il suono nella carta stagnola

0:11:15.208,0:11:17.483
che avvolgeva il cilindro.

0:11:17.483,0:11:23.426
Ecco una dimostrazione di registrazione [br]e riproduzione con il fonografo di Edison.

0:11:23.426,0:11:26.446
(Video) Voce: "Test, test, uno due tre.

0:11:26.446,0:11:29.859
Mary aveva una pecorella [br]dal manto bianco come la neve,

0:11:29.859,0:11:33.528
e ovunque andasse Mary, [br]andava anche la pecorella.

0:11:33.528,0:11:36.268
Test, test, uno due tre.

0:11:36.268,0:11:40.424
Mary aveva una pecorella [br]dal manto bianco come la neve,

0:11:40.424,0:11:45.648
e ovunque andasse Mary, [br]andava anche la pecorella".

0:11:45.648,0:11:49.665
Oggi, 137 anni dopo,

0:11:49.665,0:11:53.752
siamo in grado di riprodurre [br]il suono con la stessa qualità

0:11:53.752,0:11:57.831
solo guardando oggetti [br]che vibrano al suono con videocamere,

0:11:57.831,0:11:59.765
e possiamo anche farlo [br]quando la videocamera

0:11:59.765,0:12:03.999
è a più di quattro metri dall'oggetto, [br]dietro un vetro insonorizzato.

0:12:03.999,0:12:07.219
Questo è il suono recuperato in quel caso.

0:12:07.219,0:12:12.513
Voce: "Mary aveva una pecorella [br]dal manto bianco come la neve

0:12:12.513,0:12:17.272
e ovunque andasse Mary, [br]andava anche la pecorella".

0:12:17.404,0:12:21.034
Ovviamente, la sorveglianza è [br]la prima applicazione che viene in mente.

0:12:21.034,0:12:24.029
(Risate)

0:12:24.029,0:12:28.085
Ma potrebbe essere utile [br]anche per altre cose.

0:12:28.085,0:12:30.925
Magari in futuro, saremo in grado [br]di usarlo, per esempio,

0:12:30.925,0:12:33.177
per ricostruire i suoni dallo spazio,

0:12:33.177,0:12:36.753
perché il suono non può viaggiare [br]nello spazio, ma la luce sì.

0:12:36.753,0:12:39.157
Abbiamo solo iniziato ad esplorare

0:12:39.157,0:12:42.176
tutti gli usi possibili [br]di questa nuova tecnologia.

0:12:42.176,0:12:45.008
Ci fa vedere processi fisici [br]che sappiamo esistere

0:12:45.008,0:12:48.564
ma che finora non abbiamo mai visto [br]con i nostri occhi.

0:12:48.564,0:12:49.768
Ecco la nostra équipe.

0:12:49.768,0:12:52.647
Ciò che vi ho mostrato oggi [br]è il risultato della collaborazione

0:12:52.647,0:12:54.838
con questo fantastico gruppo di persone

0:12:54.838,0:12:58.005
e vi invito a visitare il nostro sito web,

0:12:58.005,0:12:59.451
provare voi stessi,

0:12:59.451,0:13:02.423
e esplorate con noi [br]l'universo dei piccoli movimenti.

0:13:02.423,0:13:04.048
Grazie.

0:13:04.048,0:13:05.302
(Applausi)