0:00:01.114,0:00:08.606
За последние несколько столетий[br]микроскопы произвели революцию в мире.

0:00:09.036,0:00:14.252
Они открыли нам крошечный мир[br]предметов, живых организмов и структур,

0:00:14.252,0:00:17.158
которые слишком малы, [br]чтобы увидеть их невооружённым глазом.

0:00:17.158,0:00:20.177
Это огромный вклад в науку и технику.

0:00:20.177,0:00:23.404
Сегодня я хочу представить вам[br]новый тип микроскопа —

0:00:23.404,0:00:25.982
микроскоп для изменений.

0:00:25.982,0:00:28.884
Он не использует оптику,[br]как обычный микроскоп,

0:00:28.884,0:00:30.881
для увеличения мелких объектов.

0:00:30.881,0:00:35.257
Вместо этого он использует видеокамеру [br]и процессор обработки изображения,

0:00:35.257,0:00:40.513
чтобы показать нам мельчайшие движения[br]и изменения цвета в предметах и людях,

0:00:40.513,0:00:44.355
изменения, которые невозможно[br]увидеть невооружённым глазом.

0:00:44.355,0:00:48.475
Это позволяет нам[br]по-новому взглянуть на мир.

0:00:48.475,0:00:50.385
Что я подразумеваю[br]под изменениями цвета?

0:00:50.385,0:00:53.217
Наша кожа, к примеру,[br]изменяет свой цвет едва заметно,

0:00:53.217,0:00:55.214
когда под ней циркулирует кровь.

0:00:55.214,0:00:57.611
Это едва уловимое изменение,

0:00:57.611,0:00:59.674
поэтому, когда вы смотрите[br]на других людей,

0:00:59.674,0:01:01.925
когда вы смотрите на человека,[br]сидящего рядом,

0:01:01.925,0:01:05.500
вы не видите изменения[br]цвета их кожи и лица.

0:01:05.500,0:01:09.860
Когда мы смотрим на это видео Стива,[br]оно кажется нам статичным изображением,

0:01:09.860,0:01:13.720
но как только мы посмотрим на него[br]через наш новый особый микроскоп,

0:01:13.720,0:01:16.320
неожиданно мы видим [br]совершенно другую картину.

0:01:16.320,0:01:20.250
То, что мы видим здесь, —[br]это небольшие изменения цвета кожи Стива,

0:01:20.250,0:01:24.686
увеличенные в 100 раз,[br]и теперь их можно увидеть.

0:01:24.686,0:01:27.953
Мы можем фактически разглядеть[br]человеческий пульс.

0:01:27.953,0:01:31.180
Мы можем увидеть,[br]как быстро бьётся сердце Стива

0:01:31.180,0:01:36.535
и как именно[br]кровь приливает к его лицу.

0:01:36.544,0:01:39.175
Подобная технология применима [br]не только для визуализации пульса,

0:01:39.175,0:01:42.646
но и для того,[br]чтобы воспроизвести наш пульс

0:01:42.646,0:01:44.439
и измерить его.

0:01:44.439,0:01:48.892
Мы можем сделать это обычной камерой,[br]не касаясь пациентов.

0:01:48.892,0:01:54.509
Здесь вы можете увидеть пульс и частоту[br]сердечных сокращений новорождённого

0:01:54.509,0:01:57.390
из видео, снятого на обычную[br]цифровую зеркальную камеру,

0:01:57.390,0:01:59.206
и полученные нами показания,

0:01:59.206,0:02:04.017
настолько же точные,[br]как и показания медицинских приборов.

0:02:04.017,0:02:06.659
И видео не обязательно [br]должно быть записано нами.

0:02:06.659,0:02:09.654
Мы с таким же успехом можем[br]проделывать это с другими видео.

0:02:09.654,0:02:13.555
Я взял короткий отрывок[br]из фильма «Бэтмэн: Начало»,

0:02:13.555,0:02:15.459
чтобы показать пульс[br]Кристиана Бейла.

0:02:15.459,0:02:17.281
(Смех)

0:02:17.281,0:02:19.404
И вы знаете, вероятно, на нём грим,

0:02:19.404,0:02:21.357
и освещение не самое лучшее,

0:02:21.357,0:02:24.308
тем не менее, из простого ролика[br]мы можем получить его пульс

0:02:24.308,0:02:26.326
и достаточно наглядно его показать.

0:02:26.326,0:02:28.246
Как же нам это удаётся?

0:02:28.246,0:02:32.844
В сущности, мы анализируем[br]изменения света, зафиксированные

0:02:32.844,0:02:35.115
в каждом пикселе видео[br]в течение записи,

0:02:35.115,0:02:36.913
а затем максимально раскручиваем их.

0:02:36.913,0:02:39.075
Мы увеличиваем изменения,[br]чтобы увидеть их.

0:02:39.075,0:02:40.977
Вся сложность в том, что эти сигналы,

0:02:40.977,0:02:43.910
эти изменения, которые мы отслеживаем,[br]едва уловимы,

0:02:43.910,0:02:46.689
и нужно быть очень внимательным,[br]пытаясь отделить их

0:02:46.689,0:02:50.520
от шума, который всегда[br]присутствует на видео.

0:02:50.520,0:02:53.515
Мы используем умные технологии[br]обработки изображения,

0:02:53.515,0:02:57.509
чтобы получить очень точные данные[br]о цвете в каждом пикселе видео

0:02:57.509,0:03:00.179
и о том, как меняется цвет[br]с течением времени,

0:03:00.179,0:03:02.872
после чего мы усиливаем эти изменения.

0:03:02.872,0:03:06.852
Мы увеличиваем их, чтобы получились[br]те самые продвинутые, улучшенные видео,

0:03:06.852,0:03:09.024
которые показывают нам эти изменения.

0:03:09.024,0:03:13.262
Но мы можем не только показывать[br]мельчайшие изменения цвета,

0:03:13.262,0:03:15.503
но и незаметные движения,

0:03:15.503,0:03:19.079
потому что свет, записанный на камеру,

0:03:19.079,0:03:21.889
меняется не только[br]от изменения цвета объекта,

0:03:21.889,0:03:24.257
но и от его движения.

0:03:24.257,0:03:27.893
Это моя дочка в возрасте[br]около 2 месяцев.

0:03:27.893,0:03:30.892
Я записал это видео[br]примерно 3 года назад.

0:03:30.892,0:03:34.100
Как все молодые родители,[br]мы хотим быть уверенными,

0:03:34.100,0:03:36.642
что наши дети здоровы,[br]что они дышат, что они живы.

0:03:36.642,0:03:38.784
Я тоже приобрёл видеоняню,

0:03:38.784,0:03:41.253
чтобы видеть свою дочь, пока она спит.

0:03:41.253,0:03:44.780
Вот что вы увидите [br]с помощью обычной видеоняни.

0:03:44.780,0:03:48.462
Видно, что ребёнок спит,[br]и это вся информация.

0:03:48.474,0:03:50.078
Чего-то большего не увидеть.

0:03:50.078,0:03:52.902
Не было бы лучше, [br]более информативно или полезно,

0:03:52.902,0:03:55.892
если бы мы могли видеть [br]изображение таким?

0:03:55.892,0:04:02.248
Все движения я усилил в 30 раз,

0:04:02.248,0:04:06.074
чтобы я мог отчётливо увидеть,[br]что моя дочь действительно жива и дышит.

0:04:06.074,0:04:08.327
(Смех)

0:04:08.327,0:04:10.249
Вот наглядное сравнение.

0:04:10.249,0:04:12.732
Повторюсь, в оригинале, [br]в полученной записи,

0:04:12.732,0:04:14.368
мало что можно увидеть,

0:04:14.368,0:04:18.075
но если усилить движения,[br]дыхание видно гораздо лучше.

0:04:18.075,0:04:20.145
Оказывается, есть множество явлений,

0:04:20.145,0:04:23.768
которые можно обнаружить и усилить[br]с помощью микроскопа отслеживания движений.

0:04:23.768,0:04:28.332
Можно увидеть, как вены и артерии[br]пульсируют в нашем теле.

0:04:28.332,0:04:30.960
Можно увидеть, как наши глаза[br]непрерывно перемещаются

0:04:30.960,0:04:32.847
колебательными движениями.

0:04:32.847,0:04:34.356
А это, собственно, мой глаз,

0:04:34.356,0:04:37.421
и это видео было снято сразу[br]после рождения дочери,

0:04:37.421,0:04:41.623
и вы видите, что спал я[br]не слишком много. (Смех)

0:04:41.623,0:04:44.339
Даже когда человек сидит неподвижно,

0:04:44.339,0:04:46.383
мы можем почерпнуть[br]много информации

0:04:46.383,0:04:49.912
про манеру его дыхания,[br]мелкие выражения лица.

0:04:49.912,0:04:51.537
Вероятно, мы можем [br]использовать эти движения

0:04:51.537,0:04:54.691
чтобы определять мысли и эмоции.

0:04:54.691,0:04:57.946
Мы также можем усилить[br]небольшие механические движения,

0:04:57.946,0:04:59.501
такие как вибрации двигателя,

0:04:59.501,0:05:03.193
что может помочь механикам находить[br]и определять проблемы в механизме,

0:05:03.193,0:05:07.931
или увидеть колебания зданий и конструкций[br]под воздействием ветра и внешних сил.

0:05:07.931,0:05:12.512
Все подобные вещи в нашем обществе [br]умеют рассчитывать множеством способов,

0:05:12.512,0:05:14.965
но рассчитать движения — это одно,

0:05:14.965,0:05:17.241
а увидеть их в действии —

0:05:17.241,0:05:19.795
это совершенно другое.

0:05:19.795,0:05:22.836
С тех пор как мы открыли[br]эту новую технологию,

0:05:22.836,0:05:26.789
мы сделали нашу программу доступной онлайн[br]для тестирования другими людьми.

0:05:26.789,0:05:28.664
Она очень проста в использовании.

0:05:28.664,0:05:30.708
Она может работать с вашими[br]собственными видео.

0:05:30.708,0:05:33.901
Наши коллеги из Quanta Research[br]даже создали замечательный сайт,

0:05:33.901,0:05:36.579
где вы можете загрузить своё видео[br]и обработать его онлайн,

0:05:36.579,0:05:40.395
поэтому, даже если у вас нет опыта[br]в информатике и программировании,

0:05:40.395,0:05:43.331
вы всё равно можете легко[br]испробовать этот новый микроскоп.

0:05:43.331,0:05:45.735
Я покажу вам несколько примеров того,

0:05:45.735,0:05:48.470
как его использовали другие.

0:05:48.470,0:05:53.787
Это видео снято пользователем[br]YouTube под ником Tamez85.

0:05:53.787,0:05:55.250
Я не знаю этого пользователя,

0:05:55.250,0:05:57.595
но он, или она, [br]использовал нашу программу,

0:05:57.595,0:06:01.310
чтобы усилить маленькие движения[br]живота во время беременности.

0:06:01.310,0:06:02.912
Выглядит жутковато.

0:06:02.912,0:06:04.525
(Смех)

0:06:04.525,0:06:09.486
Люди использовали её для усиления [br]пульсации вен в руках.

0:06:09.486,0:06:13.268
И какая настоящая наука[br]может обойтись без морских свинок?

0:06:13.268,0:06:16.658
По-видимому, эту зовут Тиффани,

0:06:16.658,0:06:19.607
и этот пользователь YouTube заявляет, [br]что это первый грызун на Земле,

0:06:19.607,0:06:22.295
чьи движения подвергались усилению.

0:06:22.295,0:06:24.483
Всё это применимо и в искусстве.

0:06:24.483,0:06:27.501
Это видео мне прислала студентка-дизайнер[br]из Йельского университета.

0:06:27.501,0:06:29.638
Она хотела увидеть, есть ли разница

0:06:29.638,0:06:31.160
в движениях её одногруппников.

0:06:31.160,0:06:35.369
Она попросила их не двигаться,[br]а потом усилила скрытые движения.

0:06:35.369,0:06:38.747
Мы как будто наблюдаем оживление[br]неподвижной картины.

0:06:38.747,0:06:41.180
Приятный момент [br]относительно всех этих примеров —

0:06:41.180,0:06:43.476
нам не нужно с ними ничего делать.

0:06:43.476,0:06:47.330
Мы просто дали новый инструмент,[br]новый способ взглянуть на мир,

0:06:47.330,0:06:52.462
а люди находят ему другие интересные, [br]новые и нестандартные применения.

0:06:52.462,0:06:54.226
Но мы не остановились на этом.

0:06:54.226,0:06:57.477
Эта технология позволяет не только[br]по-новому увидеть мир,

0:06:57.477,0:06:59.845
но и переосмыслить наши возможности,

0:06:59.845,0:07:03.026
расширить рамки [br]использования наших камер.

0:07:03.026,0:07:05.255
Как учёные, мы задумались,

0:07:05.255,0:07:09.040
какие ещё типы физических явлений[br]вызывают едва заметные движения,

0:07:09.040,0:07:11.943
которые мы теперь можем измерить[br]с помощью нашей новой камеры?

0:07:11.943,0:07:15.944
Одно из таких явлений, на котором мы[br]недавно сфокусировались, — это звук.

0:07:15.944,0:07:18.049
Звук, как известно, состоит[br]из колебаний давления,

0:07:18.049,0:07:20.232
которые перемещаются [br]в воздушной среде.

0:07:20.232,0:07:23.853
Звуковые волны, достигая предметов,[br]создают в них мелкие вибрации,

0:07:23.853,0:07:26.385
благодаря которым мы слышим[br]и записываем звук.

0:07:26.385,0:07:30.053
Но оказалось, что звук создаёт[br]также визуальные движения.

0:07:30.053,0:07:32.886
Они незаметны для нас,

0:07:32.886,0:07:35.887
но заметны для камеры[br]с подходящей технологией.

0:07:35.887,0:07:37.460
Приведу два примера.

0:07:37.460,0:07:40.074
Здесь я демонстрирую[br]свои вокальные способности.

0:07:41.064,0:07:42.698
(Поёт)

0:07:42.698,0:07:44.134
(Смех)

0:07:44.134,0:07:47.120
Я снял высокоскоростное видео[br]своего горла, пока я пел.

0:07:47.120,0:07:48.884
Если присмотреться к этому видео,

0:07:48.884,0:07:50.960
ничего особенного не видно,

0:07:50.960,0:07:55.292
но усилив движения в 100 раз,[br]мы увидим все движения и пульсации на шее,

0:07:55.292,0:07:58.566
которые участвуют в формировании звука.

0:07:58.566,0:08:01.306
Источник пения теперь заметен на видео.

0:08:01.306,0:08:03.976
Мы также знаем, что вокалисты[br]способны разбить бокал,

0:08:03.976,0:08:05.439
если возьмут нужную ноту.

0:08:05.439,0:08:07.204
На этом видео мы проиграем ноту

0:08:07.204,0:08:09.730
на частоте резонанса бокала

0:08:09.730,0:08:11.778
через громкоговоритель рядом с ним.

0:08:11.778,0:08:16.197
Когда мы проигрываем эту ноту[br]и усиливаем движение в 250 раз,

0:08:16.197,0:08:18.535
мы можем отчётливо видеть,[br]как стакан вибрирует

0:08:18.535,0:08:22.105
и резонирует в ответ на звук.

0:08:22.105,0:08:24.525
Такое не каждый день увидишь.

0:08:24.525,0:08:28.054
Но это заставило нас задуматься.[br]Это натолкнуло нас на сумасшедшую идею.

0:08:28.054,0:08:33.662
Можем ли мы обратить процесс[br]и извлечь звук из видео,

0:08:33.662,0:08:37.697
анализируя предметы на мельчайшие [br]вибрации, которые создают звуковые волны,

0:08:37.697,0:08:42.474
и главное, обратить их снова в звук, [br]который их вызвал.

0:08:42.474,0:08:46.931
Таким образом, мы можем превратить[br]повседневные предметы в микрофоны.

0:08:46.931,0:08:49.163
Именно это мы и сделали.

0:08:49.163,0:08:51.979
Возьмём пустую упаковку от чипсов,[br]лежащую на столе,

0:08:51.979,0:08:54.804
теперь мы собираемся превратить[br]эту упаковку в микрофон,

0:08:54.804,0:08:56.395
записав её на камеру

0:08:56.395,0:08:59.623
и проанализировав её мельчайшие[br]движения от звуковых волн.

0:08:59.623,0:09:02.419
Мы проиграли в комнате следующий звук.

0:09:02.419,0:09:06.853
(Музыка: «У Мэри был барашек»)[br][американский фольклор]

0:09:10.007,0:09:13.032
Мы записали высокоскоростное видео[br]с этой упаковки чипсов.

0:09:13.032,0:09:14.306
Вы смотрите его.

0:09:14.306,0:09:17.648
Вы никогда не сможете увидеть[br]хоть что-то происходящее на этом видео,

0:09:17.648,0:09:18.706
просто глядя на него,

0:09:18.706,0:09:21.690
но послушайте звук, полученный[br]путем простого анализа

0:09:21.690,0:09:23.873
незаметных движений на видео.

0:09:23.873,0:09:26.682
(Музыка: «У Мэри был барашек»)

0:09:40.985,0:09:42.471
Я называю это... Спасибо.

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

0:09:49.878,0:09:52.223
Я называю это визуальным микрофоном.

0:09:52.223,0:09:55.613
Мы извлекаем звуковые сигналы[br]из видеосигналов.

0:09:55.613,0:09:58.794
И чтобы вы хорошо понимали[br]масштабы записанных движений,

0:09:58.799,0:10:04.135
довольно громкий звук заставит упаковку[br]пошевелиться не более, чем на микрометр.

0:10:04.135,0:10:06.874
Это одна тысячная миллиметра.

0:10:06.874,0:10:10.435
Вот насколько крошечные движения[br]мы теперь можем выявить,

0:10:10.435,0:10:13.678
просто наблюдая за тем, [br]как свет отражается от предметов

0:10:13.678,0:10:15.814
и записывается нашими камерами.

0:10:15.814,0:10:19.064
Мы можем воспроизвести звук[br]из других предметов, например растений.

0:10:19.064,0:10:25.380
(Музыка: «У Мэри был барашек»)

0:10:27.214,0:10:29.211
Кроме того, мы можем воспроизвести речь.

0:10:29.211,0:10:31.788
На примере голоса человека в комнате.

0:10:31.788,0:10:35.991
Голос: «У Мэри был барашек,[br]он снега был белей,

0:10:35.991,0:10:40.221
идёт куда-то Мэри,[br]и он идёт за ней».

0:10:40.221,0:10:42.980
И вот эта же речь, восстановленная

0:10:42.980,0:10:46.254
по этому видео [br]всё из той же упаковки чипсов.

0:10:46.254,0:10:51.085
Голос: «У Мэри был барашек,[br]он снега был белей,

0:10:51.085,0:10:55.944
идёт куда-то Мэри,[br]и он идёт за ней».

0:10:55.944,0:10:58.290
Мы взяли песню «У Мэри был барашек»,

0:10:58.290,0:11:00.413
потому что считается, [br]что это были первые слова,

0:11:00.413,0:11:04.574
произнесённые Томасом Эдисоном[br]в его фонограф в 1877.

0:11:04.574,0:11:07.802
Это было одно из первых [br]звукозаписывающих устройств в истории.

0:11:07.802,0:11:11.129
Оно направляло звук на диафрагму,

0:11:11.129,0:11:15.208
которая раскачивала иглу,[br]и та оставляла след на оловянной оболочке,

0:11:15.208,0:11:17.483
обмотанной вокруг цилиндра.

0:11:17.483,0:11:23.426
Послушайте, как записывается[br]и воспроизводится звук фонографом Эдисона.

0:11:23.426,0:11:26.446
(Видео) Голос: «Проверка, проверка.[br]Раз, два, три.

0:11:26.446,0:11:29.859
У Мэри был барашек,[br]он снега был белей,

0:11:29.859,0:11:33.528
идёт куда-то Мэри,[br]и он идёт за ней.

0:11:33.528,0:11:36.268
Проверка, проверка.[br]Раз, два, три.

0:11:36.268,0:11:40.424
У Мэри был барашек,[br]он снега был белей,

0:11:40.424,0:11:45.648
идёт куда-то Мэри,[br]и он идёт за ней».

0:11:45.648,0:11:49.665
И теперь, 137 лет спустя,

0:11:49.665,0:11:53.752
мы способны получить звук[br]практически такого же качества,

0:11:53.752,0:11:57.831
всего лишь наблюдая через камеру,[br]как предметы резонируют от звука.

0:11:57.831,0:11:59.765
Мы можем сделать это,[br]даже когда камера

0:11:59.765,0:12:03.999
удалена от объекта почти на 5 метров[br]и находится за звукоизолирующим стеклом.

0:12:03.999,0:12:07.219
Послушайте звук, [br]полученный нами в этом случае.

0:12:07.219,0:12:12.513
Голос: «У Мэри был барашек,[br]он снега был белей,

0:12:12.513,0:12:17.272
Идёт куда-то Мэри,[br]и он идёт за ней».

0:12:17.404,0:12:21.034
Конечно, слежка — это первое применение,[br]которое приходит на ум.

0:12:21.034,0:12:24.029
(Смех)

0:12:24.029,0:12:28.085
Но это может оказаться полезным[br]и для других вещей.

0:12:28.085,0:12:30.925
Может быть, в будущем мы сможем[br]использовать это, например,

0:12:30.925,0:12:33.177
чтобы получать звуки из космоса,

0:12:33.177,0:12:36.753
потому что звук не распространяется[br]в космосе, в отличие от света.

0:12:36.753,0:12:39.157
Мы только начали исследовать

0:12:39.157,0:12:42.176
другие возможные способы[br]применения этой новой технологии.

0:12:42.176,0:12:45.008
Она позволяет нам увидеть[br]физические процессы, о которых мы знаем,

0:12:45.008,0:12:48.564
но которые были не в состоянии[br]увидеть собственными глазами до сих пор.

0:12:48.564,0:12:49.768
Это наша команда.

0:12:49.768,0:12:52.647
Всё, что я показал вам сегодня, —[br]результат сотрудничества

0:12:52.647,0:12:54.838
с этой замечательной группой людей.

0:12:54.838,0:12:58.005
Я призываю и приглашаю вас[br]ознакомиться с нашим сайтом.

0:12:58.005,0:12:59.451
Заходите на него

0:12:59.451,0:13:02.423
и присоединяйтесь к нам в исследовании[br]этого мира крошечных движений.

0:13:02.423,0:13:04.048
Спасибо.

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