WEBVTT

00:00:01.114 --> 00:00:08.606
За последние несколько столетий
микроскопы произвели революцию в мире.

00:00:09.036 --> 00:00:14.252
Они открыли нам крошечный мир
предметов, живых организмов и структур,

00:00:14.252 --> 00:00:17.158
которые слишком малы, 
чтобы увидеть их невооружённым глазом.

00:00:17.158 --> 00:00:20.177
Это огромный вклад в науку и технику.

00:00:20.177 --> 00:00:23.404
Сегодня я хочу представить вам
новый тип микроскопа —

00:00:23.404 --> 00:00:25.982
микроскоп для изменений.

00:00:25.982 --> 00:00:28.884
Он не использует оптику,
как обычный микроскоп,

00:00:28.884 --> 00:00:30.881
для увеличения мелких объектов.

00:00:30.881 --> 00:00:35.257
Вместо этого он использует видеокамеру 
и процессор обработки изображения,

00:00:35.257 --> 00:00:40.513
чтобы показать нам мельчайшие движения
и изменения цвета в предметах и людях,

00:00:40.513 --> 00:00:44.355
изменения, которые невозможно
увидеть невооружённым глазом.

00:00:44.355 --> 00:00:48.475
Это позволяет нам
по-новому взглянуть на мир.

NOTE Paragraph

00:00:48.475 --> 00:00:50.385
Что я подразумеваю
под изменениями цвета?

00:00:50.385 --> 00:00:53.217
Наша кожа, к примеру,
изменяет свой цвет едва заметно,

00:00:53.217 --> 00:00:55.214
когда под ней циркулирует кровь.

00:00:55.214 --> 00:00:57.611
Это едва уловимое изменение,

00:00:57.611 --> 00:00:59.674
поэтому, когда вы смотрите
на других людей,

00:00:59.674 --> 00:01:01.925
когда вы смотрите на человека,
сидящего рядом,

00:01:01.925 --> 00:01:05.500
вы не видите изменения
цвета их кожи и лица.

00:01:05.500 --> 00:01:09.860
Когда мы смотрим на это видео Стива,
оно кажется нам статичным изображением,

00:01:09.860 --> 00:01:13.720
но как только мы посмотрим на него
через наш новый особый микроскоп,

00:01:13.720 --> 00:01:16.320
неожиданно мы видим 
совершенно другую картину.

00:01:16.320 --> 00:01:20.250
То, что мы видим здесь, —
это небольшие изменения цвета кожи Стива,

00:01:20.250 --> 00:01:24.686
увеличенные в 100 раз,
и теперь их можно увидеть.

00:01:24.686 --> 00:01:27.953
Мы можем фактически разглядеть
человеческий пульс.

00:01:27.953 --> 00:01:31.180
Мы можем увидеть,
как быстро бьётся сердце Стива

00:01:31.180 --> 00:01:36.535
и как именно
кровь приливает к его лицу.

00:01:36.544 --> 00:01:39.175
Подобная технология применима 
не только для визуализации пульса,

00:01:39.175 --> 00:01:42.646
но и для того,
чтобы воспроизвести наш пульс

00:01:42.646 --> 00:01:44.439
и измерить его.

00:01:44.439 --> 00:01:48.892
Мы можем сделать это обычной камерой,
не касаясь пациентов.

00:01:48.892 --> 00:01:54.509
Здесь вы можете увидеть пульс и частоту
сердечных сокращений новорождённого

00:01:54.509 --> 00:01:57.390
из видео, снятого на обычную
цифровую зеркальную камеру,

00:01:57.390 --> 00:01:59.206
и полученные нами показания,

00:01:59.206 --> 00:02:04.017
настолько же точные,
как и показания медицинских приборов.

00:02:04.017 --> 00:02:06.659
И видео не обязательно 
должно быть записано нами.

00:02:06.659 --> 00:02:09.654
Мы с таким же успехом можем
проделывать это с другими видео.

00:02:09.654 --> 00:02:13.555
Я взял короткий отрывок
из фильма «Бэтмэн: Начало»,

00:02:13.555 --> 00:02:15.459
чтобы показать пульс
Кристиана Бейла.

00:02:15.459 --> 00:02:17.281
(Смех)

00:02:17.281 --> 00:02:19.404
И вы знаете, вероятно, на нём грим,

00:02:19.404 --> 00:02:21.357
и освещение не самое лучшее,

00:02:21.357 --> 00:02:24.308
тем не менее, из простого ролика
мы можем получить его пульс

00:02:24.308 --> 00:02:26.326
и достаточно наглядно его показать.

NOTE Paragraph

00:02:26.326 --> 00:02:28.246
Как же нам это удаётся?

00:02:28.246 --> 00:02:32.844
В сущности, мы анализируем
изменения света, зафиксированные

00:02:32.844 --> 00:02:35.115
в каждом пикселе видео
в течение записи,

00:02:35.115 --> 00:02:36.913
а затем максимально раскручиваем их.

00:02:36.913 --> 00:02:39.075
Мы увеличиваем изменения,
чтобы увидеть их.

00:02:39.075 --> 00:02:40.977
Вся сложность в том, что эти сигналы,

00:02:40.977 --> 00:02:43.910
эти изменения, которые мы отслеживаем,
едва уловимы,

00:02:43.910 --> 00:02:46.689
и нужно быть очень внимательным,
пытаясь отделить их

00:02:46.689 --> 00:02:50.520
от шума, который всегда
присутствует на видео.

00:02:50.520 --> 00:02:53.515
Мы используем умные технологии
обработки изображения,

00:02:53.515 --> 00:02:57.509
чтобы получить очень точные данные
о цвете в каждом пикселе видео

00:02:57.509 --> 00:03:00.179
и о том, как меняется цвет
с течением времени,

00:03:00.179 --> 00:03:02.872
после чего мы усиливаем эти изменения.

00:03:02.872 --> 00:03:06.852
Мы увеличиваем их, чтобы получились
те самые продвинутые, улучшенные видео,

00:03:06.852 --> 00:03:09.024
которые показывают нам эти изменения.

NOTE Paragraph

00:03:09.024 --> 00:03:13.262
Но мы можем не только показывать
мельчайшие изменения цвета,

00:03:13.262 --> 00:03:15.503
но и незаметные движения,

00:03:15.503 --> 00:03:19.079
потому что свет, записанный на камеру,

00:03:19.079 --> 00:03:21.889
меняется не только
от изменения цвета объекта,

00:03:21.889 --> 00:03:24.257
но и от его движения.

00:03:24.257 --> 00:03:27.893
Это моя дочка в возрасте
около 2 месяцев.

00:03:27.893 --> 00:03:30.892
Я записал это видео
примерно 3 года назад.

00:03:30.892 --> 00:03:34.100
Как все молодые родители,
мы хотим быть уверенными,

00:03:34.100 --> 00:03:36.642
что наши дети здоровы,
что они дышат, что они живы.

00:03:36.642 --> 00:03:38.784
Я тоже приобрёл видеоняню,

00:03:38.784 --> 00:03:41.253
чтобы видеть свою дочь, пока она спит.

00:03:41.253 --> 00:03:44.780
Вот что вы увидите 
с помощью обычной видеоняни.

00:03:44.780 --> 00:03:48.462
Видно, что ребёнок спит,
и это вся информация.

00:03:48.474 --> 00:03:50.078
Чего-то большего не увидеть.

00:03:50.078 --> 00:03:52.902
Не было бы лучше, 
более информативно или полезно,

00:03:52.902 --> 00:03:55.892
если бы мы могли видеть 
изображение таким?

00:03:55.892 --> 00:04:02.248
Все движения я усилил в 30 раз,

00:04:02.248 --> 00:04:06.074
чтобы я мог отчётливо увидеть,
что моя дочь действительно жива и дышит.

00:04:06.074 --> 00:04:08.327
(Смех)

00:04:08.327 --> 00:04:10.249
Вот наглядное сравнение.

00:04:10.249 --> 00:04:12.732
Повторюсь, в оригинале, 
в полученной записи,

00:04:12.732 --> 00:04:14.368
мало что можно увидеть,

00:04:14.368 --> 00:04:18.075
но если усилить движения,
дыхание видно гораздо лучше.

00:04:18.075 --> 00:04:20.145
Оказывается, есть множество явлений,

00:04:20.145 --> 00:04:23.768
которые можно обнаружить и усилить
с помощью микроскопа отслеживания движений.

00:04:23.768 --> 00:04:28.332
Можно увидеть, как вены и артерии
пульсируют в нашем теле.

00:04:28.332 --> 00:04:30.960
Можно увидеть, как наши глаза
непрерывно перемещаются

00:04:30.960 --> 00:04:32.847
колебательными движениями.

00:04:32.847 --> 00:04:34.356
А это, собственно, мой глаз,

00:04:34.356 --> 00:04:37.421
и это видео было снято сразу
после рождения дочери,

00:04:37.421 --> 00:04:41.623
и вы видите, что спал я
не слишком много. (Смех)

00:04:41.623 --> 00:04:44.339
Даже когда человек сидит неподвижно,

00:04:44.339 --> 00:04:46.383
мы можем почерпнуть
много информации

00:04:46.383 --> 00:04:49.912
про манеру его дыхания,
мелкие выражения лица.

00:04:49.912 --> 00:04:51.537
Вероятно, мы можем 
использовать эти движения

00:04:51.537 --> 00:04:54.691
чтобы определять мысли и эмоции.

00:04:54.691 --> 00:04:57.946
Мы также можем усилить
небольшие механические движения,

00:04:57.946 --> 00:04:59.501
такие как вибрации двигателя,

00:04:59.501 --> 00:05:03.193
что может помочь механикам находить
и определять проблемы в механизме,

00:05:03.193 --> 00:05:07.931
или увидеть колебания зданий и конструкций
под воздействием ветра и внешних сил.

00:05:07.931 --> 00:05:12.512
Все подобные вещи в нашем обществе 
умеют рассчитывать множеством способов,

00:05:12.512 --> 00:05:14.965
но рассчитать движения — это одно,

00:05:14.965 --> 00:05:17.241
а увидеть их в действии —

00:05:17.241 --> 00:05:19.795
это совершенно другое.

NOTE Paragraph

00:05:19.795 --> 00:05:22.836
С тех пор как мы открыли
эту новую технологию,

00:05:22.836 --> 00:05:26.789
мы сделали нашу программу доступной онлайн
для тестирования другими людьми.

00:05:26.789 --> 00:05:28.664
Она очень проста в использовании.

00:05:28.664 --> 00:05:30.708
Она может работать с вашими
собственными видео.

00:05:30.708 --> 00:05:33.901
Наши коллеги из Quanta Research
даже создали замечательный сайт,

00:05:33.901 --> 00:05:36.579
где вы можете загрузить своё видео
и обработать его онлайн,

00:05:36.579 --> 00:05:40.395
поэтому, даже если у вас нет опыта
в информатике и программировании,

00:05:40.395 --> 00:05:43.331
вы всё равно можете легко
испробовать этот новый микроскоп.

00:05:43.331 --> 00:05:45.735
Я покажу вам несколько примеров того,

00:05:45.735 --> 00:05:48.470
как его использовали другие.

NOTE Paragraph

00:05:48.470 --> 00:05:53.787
Это видео снято пользователем
YouTube под ником Tamez85.

00:05:53.787 --> 00:05:55.250
Я не знаю этого пользователя,

00:05:55.250 --> 00:05:57.595
но он, или она, 
использовал нашу программу,

00:05:57.595 --> 00:06:01.310
чтобы усилить маленькие движения
живота во время беременности.

00:06:01.310 --> 00:06:02.912
Выглядит жутковато.

00:06:02.912 --> 00:06:04.525
(Смех)

00:06:04.525 --> 00:06:09.486
Люди использовали её для усиления 
пульсации вен в руках.

00:06:09.486 --> 00:06:13.268
И какая настоящая наука
может обойтись без морских свинок?

00:06:13.268 --> 00:06:16.658
По-видимому, эту зовут Тиффани,

00:06:16.658 --> 00:06:19.607
и этот пользователь YouTube заявляет, 
что это первый грызун на Земле,

00:06:19.607 --> 00:06:22.295
чьи движения подвергались усилению.

NOTE Paragraph

00:06:22.295 --> 00:06:24.483
Всё это применимо и в искусстве.

00:06:24.483 --> 00:06:27.501
Это видео мне прислала студентка-дизайнер
из Йельского университета.

00:06:27.501 --> 00:06:29.638
Она хотела увидеть, есть ли разница

00:06:29.638 --> 00:06:31.160
в движениях её одногруппников.

00:06:31.160 --> 00:06:35.369
Она попросила их не двигаться,
а потом усилила скрытые движения.

00:06:35.369 --> 00:06:38.747
Мы как будто наблюдаем оживление
неподвижной картины.

00:06:38.747 --> 00:06:41.180
Приятный момент 
относительно всех этих примеров —

00:06:41.180 --> 00:06:43.476
нам не нужно с ними ничего делать.

00:06:43.476 --> 00:06:47.330
Мы просто дали новый инструмент,
новый способ взглянуть на мир,

00:06:47.330 --> 00:06:52.462
а люди находят ему другие интересные, 
новые и нестандартные применения.

NOTE Paragraph

00:06:52.462 --> 00:06:54.226
Но мы не остановились на этом.

00:06:54.226 --> 00:06:57.477
Эта технология позволяет не только
по-новому увидеть мир,

00:06:57.477 --> 00:06:59.845
но и переосмыслить наши возможности,

00:06:59.845 --> 00:07:03.026
расширить рамки 
использования наших камер.

00:07:03.026 --> 00:07:05.255
Как учёные, мы задумались,

00:07:05.255 --> 00:07:09.040
какие ещё типы физических явлений
вызывают едва заметные движения,

00:07:09.040 --> 00:07:11.943
которые мы теперь можем измерить
с помощью нашей новой камеры?

00:07:11.943 --> 00:07:15.944
Одно из таких явлений, на котором мы
недавно сфокусировались, — это звук.

00:07:15.944 --> 00:07:18.049
Звук, как известно, состоит
из колебаний давления,

00:07:18.049 --> 00:07:20.232
которые перемещаются 
в воздушной среде.

00:07:20.232 --> 00:07:23.853
Звуковые волны, достигая предметов,
создают в них мелкие вибрации,

00:07:23.853 --> 00:07:26.385
благодаря которым мы слышим
и записываем звук.

00:07:26.385 --> 00:07:30.053
Но оказалось, что звук создаёт
также визуальные движения.

00:07:30.053 --> 00:07:32.886
Они незаметны для нас,

00:07:32.886 --> 00:07:35.887
но заметны для камеры
с подходящей технологией.

00:07:35.887 --> 00:07:37.460
Приведу два примера.

00:07:37.460 --> 00:07:40.074
Здесь я демонстрирую
свои вокальные способности.

00:07:41.064 --> 00:07:42.698
(Поёт)

00:07:42.698 --> 00:07:44.134
(Смех)

00:07:44.134 --> 00:07:47.120
Я снял высокоскоростное видео
своего горла, пока я пел.

00:07:47.120 --> 00:07:48.884
Если присмотреться к этому видео,

00:07:48.884 --> 00:07:50.960
ничего особенного не видно,

00:07:50.960 --> 00:07:55.292
но усилив движения в 100 раз,
мы увидим все движения и пульсации на шее,

00:07:55.292 --> 00:07:58.566
которые участвуют в формировании звука.

00:07:58.566 --> 00:08:01.306
Источник пения теперь заметен на видео.

NOTE Paragraph

00:08:01.306 --> 00:08:03.976
Мы также знаем, что вокалисты
способны разбить бокал,

00:08:03.976 --> 00:08:05.439
если возьмут нужную ноту.

00:08:05.439 --> 00:08:07.204
На этом видео мы проиграем ноту

00:08:07.204 --> 00:08:09.730
на частоте резонанса бокала

00:08:09.730 --> 00:08:11.778
через громкоговоритель рядом с ним.

00:08:11.778 --> 00:08:16.197
Когда мы проигрываем эту ноту
и усиливаем движение в 250 раз,

00:08:16.197 --> 00:08:18.535
мы можем отчётливо видеть,
как стакан вибрирует

00:08:18.535 --> 00:08:22.105
и резонирует в ответ на звук.

00:08:22.105 --> 00:08:24.525
Такое не каждый день увидишь.

00:08:24.525 --> 00:08:28.054
Но это заставило нас задуматься.
Это натолкнуло нас на сумасшедшую идею.

00:08:28.054 --> 00:08:33.662
Можем ли мы обратить процесс
и извлечь звук из видео,

00:08:33.662 --> 00:08:37.697
анализируя предметы на мельчайшие 
вибрации, которые создают звуковые волны,

00:08:37.697 --> 00:08:42.474
и главное, обратить их снова в звук, 
который их вызвал.

00:08:42.474 --> 00:08:46.931
Таким образом, мы можем превратить
повседневные предметы в микрофоны.

NOTE Paragraph

00:08:46.931 --> 00:08:49.163
Именно это мы и сделали.

00:08:49.163 --> 00:08:51.979
Возьмём пустую упаковку от чипсов,
лежащую на столе,

00:08:51.979 --> 00:08:54.804
теперь мы собираемся превратить
эту упаковку в микрофон,

00:08:54.804 --> 00:08:56.395
записав её на камеру

00:08:56.395 --> 00:08:59.623
и проанализировав её мельчайшие
движения от звуковых волн.

00:08:59.623 --> 00:09:02.419
Мы проиграли в комнате следующий звук.

NOTE Paragraph

00:09:02.419 --> 00:09:06.853
(Музыка: «У Мэри был барашек»)
[американский фольклор]

NOTE Paragraph

00:09:10.007 --> 00:09:13.032
Мы записали высокоскоростное видео
с этой упаковки чипсов.

00:09:13.032 --> 00:09:14.306
Вы смотрите его.

00:09:14.306 --> 00:09:17.648
Вы никогда не сможете увидеть
хоть что-то происходящее на этом видео,

00:09:17.648 --> 00:09:18.706
просто глядя на него,

00:09:18.706 --> 00:09:21.690
но послушайте звук, полученный
путем простого анализа

00:09:21.690 --> 00:09:23.873
незаметных движений на видео.

NOTE Paragraph

00:09:23.873 --> 00:09:26.682
(Музыка: «У Мэри был барашек»)

NOTE Paragraph

00:09:40.985 --> 00:09:42.471
Я называю это... Спасибо.

00:09:42.471 --> 00:09:47.696
(Аплодисменты)

00:09:49.878 --> 00:09:52.223
Я называю это визуальным микрофоном.

00:09:52.223 --> 00:09:55.613
Мы извлекаем звуковые сигналы
из видеосигналов.

00:09:55.613 --> 00:09:58.794
И чтобы вы хорошо понимали
масштабы записанных движений,

00:09:58.799 --> 00:10:04.135
довольно громкий звук заставит упаковку
пошевелиться не более, чем на микрометр.

00:10:04.135 --> 00:10:06.874
Это одна тысячная миллиметра.

00:10:06.874 --> 00:10:10.435
Вот насколько крошечные движения
мы теперь можем выявить,

00:10:10.435 --> 00:10:13.678
просто наблюдая за тем, 
как свет отражается от предметов

00:10:13.678 --> 00:10:15.814
и записывается нашими камерами.

NOTE Paragraph

00:10:15.814 --> 00:10:19.064
Мы можем воспроизвести звук
из других предметов, например растений.

NOTE Paragraph

00:10:19.064 --> 00:10:25.380
(Музыка: «У Мэри был барашек»)

NOTE Paragraph

00:10:27.214 --> 00:10:29.211
Кроме того, мы можем воспроизвести речь.

00:10:29.211 --> 00:10:31.788
На примере голоса человека в комнате.

NOTE Paragraph

00:10:31.788 --> 00:10:35.991
Голос: «У Мэри был барашек,
он снега был белей,

00:10:35.991 --> 00:10:40.221
идёт куда-то Мэри,
и он идёт за ней».

NOTE Paragraph

00:10:40.221 --> 00:10:42.980
И вот эта же речь, восстановленная

00:10:42.980 --> 00:10:46.254
по этому видео 
всё из той же упаковки чипсов.

NOTE Paragraph

00:10:46.254 --> 00:10:51.085
Голос: «У Мэри был барашек,
он снега был белей,

00:10:51.085 --> 00:10:55.944
идёт куда-то Мэри,
и он идёт за ней».

NOTE Paragraph

00:10:55.944 --> 00:10:58.290
Мы взяли песню «У Мэри был барашек»,

00:10:58.290 --> 00:11:00.413
потому что считается, 
что это были первые слова,

00:11:00.413 --> 00:11:04.574
произнесённые Томасом Эдисоном
в его фонограф в 1877.

00:11:04.574 --> 00:11:07.802
Это было одно из первых 
звукозаписывающих устройств в истории.

00:11:07.802 --> 00:11:11.129
Оно направляло звук на диафрагму,

00:11:11.129 --> 00:11:15.208
которая раскачивала иглу,
и та оставляла след на оловянной оболочке,

00:11:15.208 --> 00:11:17.483
обмотанной вокруг цилиндра.

NOTE Paragraph

00:11:17.483 --> 00:11:23.426
Послушайте, как записывается
и воспроизводится звук фонографом Эдисона.

NOTE Paragraph

00:11:23.426 --> 00:11:26.446
(Видео) Голос: «Проверка, проверка.
Раз, два, три.

00:11:26.446 --> 00:11:29.859
У Мэри был барашек,
он снега был белей,

00:11:29.859 --> 00:11:33.528
идёт куда-то Мэри,
и он идёт за ней.

00:11:33.528 --> 00:11:36.268
Проверка, проверка.
Раз, два, три.

00:11:36.268 --> 00:11:40.424
У Мэри был барашек,
он снега был белей,

00:11:40.424 --> 00:11:45.648
идёт куда-то Мэри,
и он идёт за ней».

NOTE Paragraph

00:11:45.648 --> 00:11:49.665
И теперь, 137 лет спустя,

00:11:49.665 --> 00:11:53.752
мы способны получить звук
практически такого же качества,

00:11:53.752 --> 00:11:57.831
всего лишь наблюдая через камеру,
как предметы резонируют от звука.

00:11:57.831 --> 00:11:59.765
Мы можем сделать это,
даже когда камера

00:11:59.765 --> 00:12:03.999
удалена от объекта почти на 5 метров
и находится за звукоизолирующим стеклом.

NOTE Paragraph

00:12:03.999 --> 00:12:07.219
Послушайте звук, 
полученный нами в этом случае.

NOTE Paragraph

00:12:07.219 --> 00:12:12.513
Голос: «У Мэри был барашек,
он снега был белей,

00:12:12.513 --> 00:12:17.272
Идёт куда-то Мэри,
и он идёт за ней».

NOTE Paragraph

00:12:17.404 --> 00:12:21.034
Конечно, слежка — это первое применение,
которое приходит на ум.

00:12:21.034 --> 00:12:24.029
(Смех)

00:12:24.029 --> 00:12:28.085
Но это может оказаться полезным
и для других вещей.

00:12:28.085 --> 00:12:30.925
Может быть, в будущем мы сможем
использовать это, например,

00:12:30.925 --> 00:12:33.177
чтобы получать звуки из космоса,

00:12:33.177 --> 00:12:36.753
потому что звук не распространяется
в космосе, в отличие от света.

NOTE Paragraph

00:12:36.753 --> 00:12:39.157
Мы только начали исследовать

00:12:39.157 --> 00:12:42.176
другие возможные способы
применения этой новой технологии.

00:12:42.176 --> 00:12:45.008
Она позволяет нам увидеть
физические процессы, о которых мы знаем,

00:12:45.008 --> 00:12:48.564
но которые были не в состоянии
увидеть собственными глазами до сих пор.

NOTE Paragraph

00:12:48.564 --> 00:12:49.768
Это наша команда.

00:12:49.768 --> 00:12:52.647
Всё, что я показал вам сегодня, —
результат сотрудничества

00:12:52.647 --> 00:12:54.838
с этой замечательной группой людей.

00:12:54.838 --> 00:12:58.005
Я призываю и приглашаю вас
ознакомиться с нашим сайтом.

00:12:58.005 --> 00:12:59.451
Заходите на него

00:12:59.451 --> 00:13:02.423
и присоединяйтесь к нам в исследовании
этого мира крошечных движений.

NOTE Paragraph

00:13:02.423 --> 00:13:04.048
Спасибо.

NOTE Paragraph

00:13:04.048 --> 00:13:05.302
(Аплодисменты)