WEBVTT 00:00:01.114 --> 00:00:08.606 Negli ultimi secoli, i microscopi hanno rivoluzionato il mondo. 00:00:09.036 --> 00:00:14.252 Ci hanno svelato un mondo di oggetti, vita e strutture minuscoli, 00:00:14.252 --> 00:00:17.158 troppo piccoli da vedere a occhio nudo. 00:00:17.158 --> 00:00:20.177 Hanno dato un enorme contributo alla scienza e alla tecnologia. 00:00:20.177 --> 00:00:23.404 Oggi, vorrei presentarvi un nuovo tipo di microscopio, 00:00:23.404 --> 00:00:25.982 un microscopio dei cambiamenti. 00:00:25.982 --> 00:00:28.884 Non usa l'ottica di un normale microscopio 00:00:28.884 --> 00:00:30.881 che ingrandisce gli oggetti, 00:00:30.881 --> 00:00:35.257 ma usa una videocamera e l'elaborazione di immagini 00:00:35.257 --> 00:00:38.289 per rivelare i più piccoli movimenti e cambiamenti di colore 00:00:38.289 --> 00:00:40.751 negli oggetti e nelle persone, 00:00:40.751 --> 00:00:44.355 cambiamenti che sono impossibili da vedere a occhio nudo. 00:00:44.355 --> 00:00:48.475 E ci permette di vedere il mondo in modo del tutto nuovo. NOTE Paragraph 00:00:48.475 --> 00:00:50.385 Cosa intendo per cambiamento di colore? 00:00:50.385 --> 00:00:53.217 La pelle, per esempio, cambia impercettibilmente colore 00:00:53.217 --> 00:00:55.214 con lo scorrere del sangue. 00:00:55.214 --> 00:00:57.611 È un cambiamento veramente minimo, 00:00:57.611 --> 00:00:59.674 e per questo quando guardate altre persone, 00:00:59.674 --> 00:01:01.925 come la persona seduta accanto a voi, 00:01:01.925 --> 00:01:05.020 la loro pelle, il loro viso, non sembra cambiare colore. 00:01:05.020 --> 00:01:07.960 Guardando questo video di Steve, sembra un'immagine statica, 00:01:10.420 --> 00:01:13.070 ma guardandolo attraverso il nuovo microscopio speciale, 00:01:14.290 --> 00:01:16.320 vediamo un'immagine completamente diversa. 00:01:16.320 --> 00:01:20.250 Vedete qui i minuscoli cambiamenti cromatici della pelle di Steve, 00:01:20.250 --> 00:01:24.686 aumentati di 100 volte per renderli visibili. 00:01:24.686 --> 00:01:27.953 Possiamo vedere il battito cardiaco. 00:01:27.953 --> 00:01:31.180 Possiamo vedere la velocità del battito di Steve, 00:01:31.180 --> 00:01:36.535 ma anche come il sangue scorre nel suo viso. 00:01:36.544 --> 00:01:39.175 E questo non serve solo a visualizzare il battito, 00:01:39.175 --> 00:01:42.066 ma anche a misurare la frequenza cardiaca. 00:01:44.439 --> 00:01:48.892 Lo si può fare con normali telecamere, senza toccare i pazienti. 00:01:48.892 --> 00:01:52.219 Qui vedete il battito e la frequenza estratte dal video di un neonato 00:01:54.509 --> 00:01:57.390 girato con una normale fotocamera DSLR, 00:01:57.390 --> 00:01:59.206 e il battito cardiaco che misura 00:01:59.206 --> 00:02:03.507 è altrettanto preciso di quello misurato in ospedale. 00:02:04.937 --> 00:02:06.659 E non deve nemmeno essere un video girato da noi. 00:02:06.659 --> 00:02:09.654 Possiamo lavorare anche con altri video. 00:02:09.654 --> 00:02:13.555 Ho preso un breve estratto di "Batman Begins" 00:02:13.555 --> 00:02:15.459 per mostrarvi il polso di Christian Bale. 00:02:15.459 --> 00:02:17.281 (Risate) 00:02:17.281 --> 00:02:19.404 Immagino sia truccato, 00:02:19.404 --> 00:02:21.357 con le luci è difficile, 00:02:21.357 --> 00:02:24.308 eppure, solo dal video, siamo in grado di estrarre il polso 00:02:24.308 --> 00:02:26.326 e mostrarlo abbastanza bene. NOTE Paragraph 00:02:26.326 --> 00:02:28.246 Ma allora, come funziona? 00:02:28.246 --> 00:02:32.844 In sostanza analizziamo i cambiamenti di luce registrati 00:02:32.844 --> 00:02:35.115 in ogni pixel del video, nel tempo, 00:02:35.115 --> 00:02:36.913 e intensifichiamo questi cambiamenti. 00:02:36.913 --> 00:02:39.075 Li amplifichiamo per renderli visibili. 00:02:39.075 --> 00:02:40.977 La cosa difficile è che questi segnali, 00:02:40.977 --> 00:02:43.910 questi cambiamenti che cerchiamo, sono impercettibili, 00:02:43.910 --> 00:02:46.689 dobbiamo stare molto attenti nel cercare di distinguerli 00:02:46.689 --> 00:02:50.520 dal rumore sempre presente nei video. 00:02:50.520 --> 00:02:53.515 Usiamo quindi tecniche avanzate di elaborazione delle immagini 00:02:53.515 --> 00:02:57.509 per misurare accuratamente il colore di ogni pixel nel video, 00:02:57.509 --> 00:03:00.179 e il modo in cui questo colore cambia nel tempo, 00:03:00.179 --> 00:03:02.872 e amplifichiamo questi cambiamenti. 00:03:02.872 --> 00:03:06.392 Li amplifichiamo per creare questi video ingranditi, aumentati, 00:03:06.392 --> 00:03:08.434 che di fatto ci mostrano queste variazioni. NOTE Paragraph 00:03:08.434 --> 00:03:11.852 [Microscopio dei Cambiamenti] E a quanto pare questa tecnica 00:03:11.852 --> 00:03:15.503 può mostrare non solo variazioni cromatiche, ma anche piccoli movimenti, 00:03:15.503 --> 00:03:19.079 e questo perché la luce registrata dalle nostre videocamere 00:03:19.079 --> 00:03:21.889 cambia non soltanto con il colore degli oggetti, 00:03:21.889 --> 00:03:24.257 ma anche con i movimenti. 00:03:24.257 --> 00:03:27.893 Questa è mia figlia a circa due mesi. 00:03:27.893 --> 00:03:30.892 È un video che ho girato circa tre anni fa. 00:03:30.892 --> 00:03:34.100 Quando diventiamo genitori, vogliamo sapere che i nostri figli 00:03:34.100 --> 00:03:36.642 stanno bene, respirano, sono ancora vivi. 00:03:36.642 --> 00:03:38.784 Anche io ho comprato uno di quei baby monitor 00:03:38.784 --> 00:03:41.253 per vedere mia figlia quando dormiva. 00:03:41.253 --> 00:03:44.780 E questo è quello che si vede con un normale baby monitor. 00:03:44.780 --> 00:03:48.462 Vedete il bambino che dorme, ma non dà molte informazioni. 00:03:48.474 --> 00:03:50.078 Non si vede molto. 00:03:50.078 --> 00:03:52.902 Non sarebbe meglio, più informativo, più utile, 00:03:52.902 --> 00:03:55.892 se potessimo invece vederlo in questo modo. 00:03:55.892 --> 00:04:02.248 Qui ho ho amplificato i movimenti 30 volte, 00:04:02.248 --> 00:04:06.074 e qui si vede chiaramente che mia figlia era viva e respirava. 00:04:06.074 --> 00:04:08.327 (Risate) 00:04:08.327 --> 00:04:10.249 Eccoli fianco a fianco. 00:04:10.249 --> 00:04:11.762 Nel video originale, 00:04:12.962 --> 00:04:14.368 non si vede molto, 00:04:14.368 --> 00:04:17.595 ma una volta amplificato, la respirazione si fa molto più visibile. 00:04:17.595 --> 00:04:20.945 A quanto pare, sono molti i fenomeni che si possono rivelare 00:04:20.945 --> 00:04:23.804 e amplificare con il nostro nuovo microscopio del movimento. 00:04:25.603 --> 00:04:28.332 Possiamo vedere come pulsano le vene e arterie. 00:04:28.332 --> 00:04:30.960 Possiamo vedere come gli occhi si muovono di continuo 00:04:30.960 --> 00:04:32.847 con un movimento ondeggiante. 00:04:32.847 --> 00:04:34.356 Questo è il mio occhio, 00:04:34.356 --> 00:04:37.421 questo video è stato girato poco dopo la nascita di mia figlia, 00:04:37.421 --> 00:04:40.033 si vede che non dormivo molto. (Risate) 00:04:41.623 --> 00:04:44.339 Anche da una persona che è seduta immobile, 00:04:44.339 --> 00:04:46.383 possiamo estrarre molte informazioni 00:04:46.383 --> 00:04:49.912 sul ritmo della respirazione, le piccoli espressioni facciali. 00:04:49.912 --> 00:04:51.537 Magari potremmo usare questi movimenti 00:04:51.537 --> 00:04:54.521 per capire qualcosa dei nostri pensieri e emozioni. 00:04:55.531 --> 00:04:57.946 Possiamo anche amplificare piccoli movimenti meccanici, 00:04:57.946 --> 00:04:59.501 come le vibrazioni nei motori, 00:04:59.501 --> 00:05:02.761 che possono aiutare gli ingegneri a rilevare problemi meccanici, 00:05:03.901 --> 00:05:07.008 o vedere come edifici e strutture oscillano al vento e reagiscono. 00:05:08.135 --> 00:05:12.688 Sono tutti fenomeni che la nostra società sa misurare, in modi diversi, 00:05:12.701 --> 00:05:15.405 ma una cosa è misurare questi movimenti, 00:05:15.675 --> 00:05:18.062 un'altra è vederli proprio mentre accadono. NOTE Paragraph 00:05:20.449 --> 00:05:22.836 Quando abbiamo scoperto questa nuova tecnologia, 00:05:22.836 --> 00:05:24.538 abbiamo subito reso disponibile online il codice 00:05:24.538 --> 00:05:26.720 in modo che altri possano utilizzarlo e sperimentare. 00:05:26.720 --> 00:05:28.664 È molto semplice da usare. 00:05:28.664 --> 00:05:30.328 Funziona anche con i vostri video. 00:05:30.328 --> 00:05:33.901 I nostri collaboratori a Quanta Research hanno anche creato un sito web 00:05:33.901 --> 00:05:36.579 in cui si possono caricare video e elaborarli online. 00:05:36.579 --> 00:05:40.395 Anche se non avete esperienza informatica o di programmazione, 00:05:40.395 --> 00:05:43.331 potete facilmente sperimentare con questo nuovo microscopio. 00:05:43.331 --> 00:05:45.735 Vorrei mostrarvi un paio di esempi 00:05:45.735 --> 00:05:48.470 di cosa altri ci hanno fatto. NOTE Paragraph 00:05:48.470 --> 00:05:53.787 Questo video è stato fatto da un utente YouTube di nome Tamez85. 00:05:53.787 --> 00:05:55.250 Non so chi sia, 00:05:55.250 --> 00:05:57.595 ma lui, o lei, ha usato il nostro codice 00:05:57.595 --> 00:06:01.310 per amplificare i piccoli movimenti della pancia durante la gravidanza. 00:06:01.310 --> 00:06:02.912 È un po' inquietante. 00:06:02.912 --> 00:06:04.525 (Risate) 00:06:04.525 --> 00:06:09.296 Altri lo hanno usato per amplificare vene che pulsano nelle mani. 00:06:09.296 --> 00:06:12.578 E non è vera scienza finché non usate i porcellini d'India -- 00:06:14.108 --> 00:06:16.658 questo porcellino d'india pare si chiami Tiffany, 00:06:16.658 --> 00:06:19.807 questo utente YouTube sostiene sia il primo roditore sulla Terra 00:06:19.807 --> 00:06:22.295 a cui sono stati amplificati i movimenti. NOTE Paragraph 00:06:22.295 --> 00:06:24.483 Ci si può anche fare arte. 00:06:24.483 --> 00:06:27.501 Questo video mi arriva da una studentessa di design di Yale. 00:06:27.501 --> 00:06:29.638 Voleva vedere se ci fossero differenze 00:06:29.638 --> 00:06:31.470 nel modo di muoversi dei suoi compagni. 00:06:31.470 --> 00:06:35.369 Li ha fatti stare tutti fermi, e poi ha amplificato i loro movimenti. 00:06:35.369 --> 00:06:38.747 È come vedere immagini che prendono vita. 00:06:38.747 --> 00:06:40.575 La cosa bella di tutti questi esempi 00:06:40.575 --> 00:06:43.976 è che noi non abbiamo avuto niente a che fare con queste applicazioni. 00:06:43.976 --> 00:06:47.330 Abbiamo solo fornito lo strumento, un nuovo modo di guardare il mondo, 00:06:47.330 --> 00:06:52.462 e la gente ha trovato altri modi interessanti, nuovi e creativi di usarlo. NOTE Paragraph 00:06:52.462 --> 00:06:54.226 Ma non ci siamo fermati qui. 00:06:54.226 --> 00:06:56.099 Questo strumento non ci permette solo 00:06:56.099 --> 00:06:57.972 di vedere il mondo in modo diverso. 00:06:57.972 --> 00:06:59.845 Ridefinisce ciò che si può fare, 00:06:59.845 --> 00:07:03.026 spinge i limiti di ciò che si può fare con le videocamere. 00:07:03.026 --> 00:07:05.255 In quanto scienziati, ci siamo chiesti: 00:07:05.255 --> 00:07:09.040 quali altri fenomeni fisici producono minuscoli movimenti 00:07:09.040 --> 00:07:11.943 che adesso possiamo misurare con le nostre telecamere? 00:07:11.943 --> 00:07:15.944 Uno dei fenomeni su cui ci siamo concentrati è il suono. 00:07:15.944 --> 00:07:18.049 Il suono, si sa, consiste di variazioni 00:07:18.049 --> 00:07:20.232 di pressione che si trasmettono nell'aria. 00:07:20.232 --> 00:07:23.853 Queste onde colpiscono gli oggetti e creano piccole vibrazioni, 00:07:23.853 --> 00:07:26.385 ed è così che sentiamo e registriamo i suoni. 00:07:26.385 --> 00:07:30.053 Ma il suono produce anche movimenti visivi. 00:07:30.053 --> 00:07:32.886 Sono movimenti invisibili per noi, 00:07:32.886 --> 00:07:35.887 ma visibili per la telecamera con l'elaborazione adatta. 00:07:35.887 --> 00:07:37.460 Ecco due esempi. 00:07:37.460 --> 00:07:40.074 Questo sono io che dimostro le mie grandi doti canore. 00:07:41.064 --> 00:07:42.698 (Canta) 00:07:42.698 --> 00:07:44.134 (Risate) 00:07:44.134 --> 00:07:47.120 Ecco un video accelerato della mia gola, mentre canticchio. 00:07:47.120 --> 00:07:48.884 Ancora una volta, guardando il video, 00:07:48.884 --> 00:07:50.960 non si vede molto, 00:07:50.960 --> 00:07:53.495 ma una volta ampliati i movimenti 100 volte, 00:07:53.495 --> 00:07:55.680 vediamo tutti i movimenti e le onde sul collo 00:07:55.680 --> 00:07:58.566 che sono collegati alla produzione di quel suono. 00:07:58.566 --> 00:08:01.306 Il segnale sonoro è nel video. NOTE Paragraph 00:08:01.306 --> 00:08:03.976 Sappiamo anche che i cantanti possono rompere un bicchiere 00:08:03.976 --> 00:08:05.439 con la nota giusta. 00:08:05.439 --> 00:08:07.204 Allora qui, suoneremo una nota 00:08:07.204 --> 00:08:09.730 con la frequenza di risonanza di quel bicchiere 00:08:09.730 --> 00:08:11.778 con l'altoparlante che è lì accanto. 00:08:11.778 --> 00:08:16.197 Se suoniamo quella nota e amplifichiamo 250 volte i movimenti 00:08:16.197 --> 00:08:18.535 vediamo chiaramente il bicchiere vibrare 00:08:18.535 --> 00:08:22.105 e risuonare in reazione a quel suono. 00:08:22.105 --> 00:08:24.525 Non è una cosa che si vede tutti i giorni. 00:08:24.525 --> 00:08:28.054 Ma questo ci ha fatto pensare. Ci ha dato un'idea: 00:08:28.054 --> 00:08:33.662 possiamo invertire il processo, e ricreare da un video, il suono 00:08:33.662 --> 00:08:37.697 analizzando le minuscole vibrazioni che le onde sonore creano negli oggetti, 00:08:37.697 --> 00:08:42.474 e riconvertire le onde nei suoni che le hanno prodotte. 00:08:42.474 --> 00:08:46.931 In questo modo, possiamo rendere qualunque oggetto un microfono. NOTE Paragraph 00:08:46.931 --> 00:08:49.163 Ed è quello che abbiamo fatto. 00:08:49.163 --> 00:08:51.979 Ecco un sacchetto vuoto di patatine sul tavolo. 00:08:51.979 --> 00:08:54.804 Ora trasformeremo il sacchetto in un microfono 00:08:54.804 --> 00:08:56.395 filmandolo con una videocamera 00:08:56.395 --> 00:08:59.623 e analizzando come le onde sonore lo fanno muovere. 00:08:59.623 --> 00:09:02.419 Ecco che suono c'era in quella stanza. NOTE Paragraph 00:09:02.419 --> 00:09:06.853 (Musica: "Mary Had a Little Lamb") NOTE Paragraph 00:09:10.007 --> 00:09:13.032 Ed ecco un video accelerato di quel sacchetto di patatine. 00:09:13.032 --> 00:09:14.306 Ancora una volta, a guardarlo 00:09:14.306 --> 00:09:17.648 è impossibile vedere qualcosa 00:09:18.706 --> 00:09:20.458 ma questo è il suono che siamo riusciti a recuperare 00:09:20.458 --> 00:09:23.873 solo analizzando i minuscoli movimenti del video. NOTE Paragraph 00:09:23.873 --> 00:09:30.192 (Musica: "Mary Had a Little Lamb") NOTE Paragraph 00:09:40.985 --> 00:09:42.471 Lo chiamo -- Grazie. 00:09:42.471 --> 00:09:47.696 (Applausi) 00:09:49.878 --> 00:09:52.223 Lo chiamo microfono visivo. 00:09:52.223 --> 00:09:55.613 Abbiamo estratto segnali audio dal segnale video. 00:09:55.613 --> 00:09:58.794 Solo per darvi un'idea dell'ampiezza del movimento, 00:09:58.799 --> 00:10:04.135 un suono piuttosto forte fa muovere il sacchetto di meno di un micrometro. 00:10:04.135 --> 00:10:06.874 Cioè un millesimo di millimetro. 00:10:06.874 --> 00:10:10.435 Sono davvero minuscoli i movimenti che riusciamo a estrarre 00:10:10.435 --> 00:10:13.678 osservando la luce che rimbalza sugli oggetti 00:10:13.678 --> 00:10:15.814 e viene registrata dalle nostre videocamere. NOTE Paragraph 00:10:15.814 --> 00:10:19.064 Possiamo estrarre suoni da altri oggetti, come le piante. NOTE Paragraph 00:10:19.064 --> 00:10:25.380 (Musica: "Mary Had a Little Lamb") NOTE Paragraph 00:10:27.214 --> 00:10:29.211 E possiamo anche ricreare il parlato. 00:10:29.211 --> 00:10:31.788 Questa è una persona che parla in una stanza. NOTE Paragraph 00:10:31.788 --> 00:10:35.991 Voce: "Mary aveva una pecorella dal manto bianco come la neve, 00:10:35.991 --> 00:10:40.221 e ovunque andasse Mary, andava anche la pecorella". NOTE Paragraph 00:10:40.221 --> 00:10:42.980 Ed ecco lo stesso discorso, ricostruito 00:10:42.980 --> 00:10:48.371 dal video e dal sacchetto di patatine. NOTE Paragraph 00:10:48.382 --> 00:10:51.085 Voce: "Mary aveva una pecorella dal manto bianco come la neve, 00:10:51.085 --> 00:10:55.944 e ovunque andasse Mary, andava anche la pecorella". NOTE Paragraph 00:10:55.944 --> 00:10:58.290 Abbiamo usato "Mary Had a Little Lamb" 00:10:58.290 --> 00:11:00.413 perché si dice siano le prime parole 00:11:00.413 --> 00:11:04.574 pronunciate da Thomas Edison nel fonografo nel 1877. 00:11:04.574 --> 00:11:07.802 È stato uno dei primi apparecchi di registrazione della storia. 00:11:07.802 --> 00:11:11.129 Indirizzava i suoni in un diaframma 00:11:11.129 --> 00:11:15.208 che faceva vibrare un ago, che incideva il suono nella carta stagnola 00:11:15.208 --> 00:11:17.483 che avvolgeva il cilindro. NOTE Paragraph 00:11:17.483 --> 00:11:23.426 Ecco una dimostrazione di registrazione e riproduzione con il fonografo di Edison. NOTE Paragraph 00:11:23.426 --> 00:11:26.446 (Video) Voce: "Test, test, uno due tre. 00:11:26.446 --> 00:11:29.859 Mary aveva una pecorella dal manto bianco come la neve, 00:11:29.859 --> 00:11:33.528 e ovunque andasse Mary, andava anche la pecorella. 00:11:33.528 --> 00:11:36.268 Test, test, uno due tre. 00:11:36.268 --> 00:11:40.424 Mary aveva una pecorella dal manto bianco come la neve, 00:11:40.424 --> 00:11:45.648 e ovunque andasse Mary, andava anche la pecorella". NOTE Paragraph 00:11:45.648 --> 00:11:49.665 Oggi, 137 anni dopo, 00:11:49.665 --> 00:11:53.752 siamo in grado di riprodurre il suono con la stessa qualità 00:11:53.752 --> 00:11:57.831 solo guardando oggetti che vibrano al suono con videocamere, 00:11:57.831 --> 00:11:59.765 e possiamo anche farlo quando la videocamera 00:11:59.765 --> 00:12:03.999 è a più di quattro metri dall'oggetto, dietro un vetro insonorizzato. NOTE Paragraph 00:12:03.999 --> 00:12:07.219 Questo è il suono recuperato in quel caso. NOTE Paragraph 00:12:07.219 --> 00:12:12.513 Voce: "Mary aveva una pecorella dal manto bianco come la neve 00:12:12.513 --> 00:12:17.272 e ovunque andasse Mary, andava anche la pecorella". NOTE Paragraph 00:12:17.404 --> 00:12:21.034 Ovviamente, la sorveglianza è la prima applicazione che viene in mente. 00:12:21.034 --> 00:12:24.029 (Risate) 00:12:24.029 --> 00:12:28.085 Ma potrebbe essere utile anche per altre cose. 00:12:28.085 --> 00:12:30.925 Magari in futuro, saremo in grado di usarlo, per esempio, 00:12:30.925 --> 00:12:33.177 per ricostruire i suoni dallo spazio, 00:12:33.177 --> 00:12:36.753 perché il suono non può viaggiare nello spazio, ma la luce sì. NOTE Paragraph 00:12:36.753 --> 00:12:39.157 Abbiamo solo iniziato ad esplorare 00:12:39.157 --> 00:12:42.176 tutti gli usi possibili di questa nuova tecnologia. 00:12:42.176 --> 00:12:45.008 Ci fa vedere processi fisici che sappiamo esistere 00:12:45.008 --> 00:12:48.564 ma che finora non abbiamo mai visto con i nostri occhi. NOTE Paragraph 00:12:48.564 --> 00:12:49.768 Ecco la nostra équipe. 00:12:49.768 --> 00:12:52.647 Ciò che vi ho mostrato oggi è il risultato della collaborazione 00:12:52.647 --> 00:12:54.838 con questo fantastico gruppo di persone 00:12:54.838 --> 00:12:58.005 e vi invito a visitare il nostro sito web, 00:12:58.005 --> 00:12:59.451 provare voi stessi, 00:12:59.451 --> 00:13:02.423 e esplorate con noi l'universo dei piccoli movimenti. NOTE Paragraph 00:13:02.423 --> 00:13:04.048 Grazie. NOTE Paragraph 00:13:04.048 --> 00:13:05.302 (Applausi)