1 00:00:01,114 --> 00:00:08,606 Za posledných pár storočí mikroskopy zmenili náš svet. 2 00:00:09,036 --> 00:00:13,442 Odhalili nám maličký svet živých i neživých objektov, 3 00:00:13,442 --> 00:00:17,158 štruktúr, ktoré sa nedajú vidieť voľným okom. 4 00:00:17,158 --> 00:00:19,777 Obrovsky prospeli vede a technike. 5 00:00:19,777 --> 00:00:23,404 Dnes by som vám rád predstavil nový typ mikroskopu, 6 00:00:23,404 --> 00:00:25,230 mikroskop na zmeny. 7 00:00:25,476 --> 00:00:28,884 Nevyužíva optiku, ako bežný mikroskop, 8 00:00:28,884 --> 00:00:30,881 na zväčšovanie malých objektov. 9 00:00:30,881 --> 00:00:35,257 Miesto toho pomocou kamery a spracovania obrazu 10 00:00:35,257 --> 00:00:39,643 odhaľuje jemné pohyby a farebné zmeny vecí i ľudí, 11 00:00:40,513 --> 00:00:43,875 zmeny, ktoré voľným okom nezbadáme. 12 00:00:44,355 --> 00:00:47,955 Dovoľuje nám vidieť náš svet úplne novým spôsobom. 13 00:00:48,115 --> 00:00:50,385 Čo myslím pod farebnými zmenami? 14 00:00:50,385 --> 00:00:53,217 Napríklad pleť jemnúčko mení farbu, 15 00:00:53,217 --> 00:00:55,214 keď pod ňou prúdi krv. 16 00:00:55,214 --> 00:00:57,611 Tá zmena je neuveriteľne malá, 17 00:00:57,611 --> 00:00:59,674 preto, keď sa na niekoho pozriete, 18 00:00:59,914 --> 00:01:02,085 na človeka, čo sedí vedľa vás, 19 00:01:02,145 --> 00:01:05,250 nevidíte, že by jeho pleť menila farbu. 20 00:01:05,250 --> 00:01:09,860 Pozrime sa na Stevea na tomto videu. Vyzerá to ako statická fotka. 21 00:01:09,860 --> 00:01:13,720 Ale keď sa na video pozrieme naším novým špeciálnym mikroskopom, 22 00:01:13,720 --> 00:01:16,320 zrazu uvidíme úplne iný obrázok. 23 00:01:16,320 --> 00:01:20,250 To čo tu vidíte, sú malé farebné zmeny Steveovej pokožky 24 00:01:20,250 --> 00:01:24,686 zvýraznené 100-krát, takže sa dajú vidieť. 25 00:01:24,686 --> 00:01:27,953 Vidíme vlastne ľudský tep. 26 00:01:27,953 --> 00:01:31,180 Vidíme, ako rýchlo bije Steveovi srdce, 27 00:01:31,180 --> 00:01:36,535 a tiež cesty, ktorými prúdi krv v jeho tvári. 28 00:01:36,544 --> 00:01:39,175 Nielen, že vieme tep zviditeľniť, 29 00:01:39,175 --> 00:01:42,536 môžeme aj určiť jeho frekvenciu 30 00:01:42,536 --> 00:01:44,289 a merať tak tep. 31 00:01:44,289 --> 00:01:48,892 Stačí na to obyčajná kamera a pacienta sa netreba ani dotknúť. 32 00:01:48,892 --> 00:01:54,509 Tu vidíte tep a srdcovú frekvenciu novorodenca, 33 00:01:54,509 --> 00:01:57,390 ktoré sme získali z videa, natočeného obyčajnou DSLR kamerou. 34 00:01:57,390 --> 00:02:00,206 Naše meranie je rovnako presné 35 00:02:00,206 --> 00:02:04,017 ako štandardný monitorovací prístroj v nemocnici. 36 00:02:04,017 --> 00:02:06,659 A to ani nemusíme video natočiť sami. 37 00:02:06,659 --> 00:02:09,654 Môžme v podstate použiť aj iné videá. 38 00:02:09,654 --> 00:02:13,555 Tu som vybral krátky záber z filmu Batman začína, 39 00:02:13,555 --> 00:02:15,459 aby som vám ukázal tep Christiana Balea. 40 00:02:15,459 --> 00:02:17,281 (smiech) 41 00:02:17,281 --> 00:02:19,404 Zrejme má make-up 42 00:02:19,404 --> 00:02:21,357 a osvetlenie je trochu problematické, 43 00:02:21,357 --> 00:02:24,308 ale aj tak vieme len na základe videa určiť jeho tep 44 00:02:24,308 --> 00:02:26,326 a celkom pekne ho ukázať. 45 00:02:26,326 --> 00:02:28,246 Takže ako to celé robíme? 46 00:02:28,246 --> 00:02:32,844 V podstate analyzujeme svetelné zmeny 47 00:02:32,844 --> 00:02:35,115 každého pixelu v priebehu času 48 00:02:35,115 --> 00:02:36,913 a potom ich zvýrazníme. 49 00:02:36,913 --> 00:02:39,075 Zmeny zväčšíme, aby sme ich videli. 50 00:02:39,075 --> 00:02:40,977 Háčik je v tom, že tieto signály, 51 00:02:40,977 --> 00:02:43,910 zmeny, ktoré nás zaujímajú, sú extrémne slabé. 52 00:02:43,910 --> 00:02:46,689 Musíte byť veľmi opatrní pri ich rozlíšení 53 00:02:46,689 --> 00:02:50,520 od ruchu, ktorý je v každom videu. 54 00:02:50,520 --> 00:02:53,515 Pomocou rôznych šikovných techník spracovania obrazu 55 00:02:53,515 --> 00:02:57,509 vieme veľmi presne určiť farbu v každom pixeli, 56 00:02:57,509 --> 00:03:00,179 a tiež farebné zmeny v čase 57 00:03:00,179 --> 00:03:02,872 a nakoniec tieto zmeny zvýrazniť. 58 00:03:02,872 --> 00:03:06,112 Vytvoríme tak takéto vylepšené či zosilnené videá, 59 00:03:06,112 --> 00:03:08,148 na ktorých sú zmeny viditeľné. 60 00:03:08,148 --> 00:03:10,044 [Pohybový mikroskop] 61 00:03:10,044 --> 00:03:13,462 Ukázalo sa, že takto dokážeme zobraziť nielen malé zmeny farieb, 62 00:03:13,462 --> 00:03:15,503 ale aj jemné pohyby, 63 00:03:15,503 --> 00:03:19,079 pretože svetlo, ktoré kamera zachytí, 64 00:03:19,079 --> 00:03:21,889 sa nemení len s farbou objektu, 65 00:03:21,889 --> 00:03:24,257 ale tiež, keď sa objekt hýbe. 66 00:03:24,257 --> 00:03:27,893 Toto je moja dcéra, keď mala tak dva mesiace. 67 00:03:27,893 --> 00:03:30,892 Video som natočil asi pred troma rokmi. 68 00:03:30,892 --> 00:03:34,100 Ako čerství rodičia si všetci chceme byť istí, že naše bábätko 69 00:03:34,100 --> 00:03:36,432 je zdravé, že dýcha, že žije, samozrejme. 70 00:03:36,432 --> 00:03:38,784 Takže aj ja som si kúpil baby monitor, 71 00:03:38,784 --> 00:03:41,193 aby som mohol vidieť malú, keď spí. 72 00:03:41,193 --> 00:03:44,780 Takto nejako to vyzerá na bežnom baby monitore. 73 00:03:44,780 --> 00:03:48,462 Vidíme, že bábo spí, ale príliš veľa informácií nemáme. 74 00:03:48,474 --> 00:03:50,078 Nevidíme toho zas tak veľa. 75 00:03:50,078 --> 00:03:52,902 Nebolo by lepšie, informatívnejšie, užitočnejšie, 76 00:03:52,902 --> 00:03:55,892 keby sme sa na to mohli pozrieť takto? 77 00:03:55,892 --> 00:04:02,248 30-krát som zvýraznil zachytené pohyby 78 00:04:02,248 --> 00:04:06,074 a hneď som videl, že malá fakt žije a dýcha. 79 00:04:06,074 --> 00:04:08,327 (smiech) 80 00:04:08,327 --> 00:04:10,249 Pre porovnanie. 81 00:04:10,249 --> 00:04:12,732 Na pôvodnom videu 82 00:04:12,732 --> 00:04:14,368 veľa nevidieť, 83 00:04:14,368 --> 00:04:18,075 ale keď zvýrazníme pohyby, dýchanie je oveľa lepšie vidno. 84 00:04:18,075 --> 00:04:20,145 Ukázalo sa, že je veľa javov, 85 00:04:20,145 --> 00:04:23,768 ktoré vie náš nový pohybový mikroskop odhaliť. 86 00:04:23,768 --> 00:04:28,145 Vidíme, ako nám v tele pulzujú žily a tepny. 87 00:04:28,172 --> 00:04:30,960 Vidíme, že oči máme 88 00:04:30,960 --> 00:04:32,847 v neustálom pohybe. 89 00:04:32,847 --> 00:04:34,356 Toto je moje oko, 90 00:04:34,356 --> 00:04:37,421 z videa natočeného po narodení dcérky. 91 00:04:37,421 --> 00:04:41,503 Vidno, že som toho veľa nenaspal. 92 00:04:41,503 --> 00:04:44,339 Aj keď človek len kľudne sedí, 93 00:04:44,339 --> 00:04:46,383 vieme získať kopu informácií 94 00:04:46,383 --> 00:04:49,642 o jeho dýchacích vzorcoch, jemných výrazoch tváre. 95 00:04:49,642 --> 00:04:51,537 Možno by nám tieto pohyby 96 00:04:51,537 --> 00:04:54,691 mohli niečo prezradiť o našich myšlienkach či pocitoch. 97 00:04:54,691 --> 00:04:57,946 Zvýrazniť vieme aj malé mechanické pohyby, 98 00:04:57,946 --> 00:04:59,501 ako sú vibracie motoru, 99 00:04:59,501 --> 00:05:03,193 a pomôcť tak inžinierom detekovať problémy strojného zariadenia 100 00:05:03,193 --> 00:05:07,931 alebo vidieť, ako sa konštrukcie kývu vo vetre a reagujú na sily. 101 00:05:07,931 --> 00:05:12,512 Všetky tieto veci vieme merať aj inak, 102 00:05:12,512 --> 00:05:14,965 ale merať pohyby je jedna vec 103 00:05:14,965 --> 00:05:17,241 a vidieť ich prebiehať v reálnom čase 104 00:05:17,241 --> 00:05:19,795 je niečo úplne iné. 105 00:05:19,795 --> 00:05:22,836 Hneď ako sme túto techniku vyvinuli, 106 00:05:22,836 --> 00:05:26,789 zverejnili sme softvér na internete, aby s ňou mohol každý experimentovať. 107 00:05:26,789 --> 00:05:28,664 Uživateľsky veľmi jednoduché. 108 00:05:28,664 --> 00:05:30,708 Funguje s vašimi videami. 109 00:05:30,708 --> 00:05:33,901 Naši spolupracovníci v Quanta Research vytvorili dokonca stránku, 110 00:05:33,901 --> 00:05:36,579 kde môžte nahrať vaše video a spracovať ho online, 111 00:05:36,579 --> 00:05:40,395 takže aj keď nemáte skúsenosti s IT a programovaním, 112 00:05:40,395 --> 00:05:43,331 ľahko môžete experimentovať s týmto novým mikroskopom. 113 00:05:43,331 --> 00:05:45,735 Rád by som vám ukázal pár príkladov 114 00:05:45,735 --> 00:05:47,780 od používateľov. 115 00:05:48,470 --> 00:05:53,787 Toto video dal na youtube istý Tamez85. 116 00:05:53,787 --> 00:05:55,250 Neviem, kto to je, 117 00:05:55,250 --> 00:05:57,595 ale použil alebo použila náš soft 118 00:05:57,595 --> 00:06:01,310 na zvýraznenie jemných pohybov brucha v tehotenstve. 119 00:06:01,310 --> 00:06:02,912 Trošku desivé. 120 00:06:02,912 --> 00:06:04,525 (smiech) 121 00:06:04,525 --> 00:06:09,486 Iní zosilňujú pulzujúce žily na ruke. 122 00:06:09,486 --> 00:06:13,268 A nič nie je skutočná veda, kým nepoužijete morča. 123 00:06:13,268 --> 00:06:16,658 Podľa všetkého sa toto morča volá Tiffany 124 00:06:16,658 --> 00:06:19,817 a daný užívateľ tvrdí, že je to prvý hlodavec na Zemi, 125 00:06:19,817 --> 00:06:22,295 ktorý bol pohybovo zosilnený. 126 00:06:22,295 --> 00:06:24,483 Dá sa použiť aj v umení. 127 00:06:24,483 --> 00:06:27,351 Toto mi poslala jedna študentka dizajnu z Yale. 128 00:06:27,359 --> 00:06:29,638 Zaujímali ju rozdiely 129 00:06:29,638 --> 00:06:31,440 v pohyboch jej spolužiakov. 130 00:06:31,440 --> 00:06:35,369 Natočila, ako pokojne stoja a potom zvýraznila pohyby. 131 00:06:35,369 --> 00:06:38,747 Ako keď fotky ožijú. 132 00:06:38,747 --> 00:06:41,180 Na týchto ukážkach je pekné to, 133 00:06:41,180 --> 00:06:43,476 že sme s nimi nemali nič spoločné. 134 00:06:43,476 --> 00:06:47,330 Len sme poskytli nový nástroj, nový spôsob, ako sa dívať na svet 135 00:06:47,330 --> 00:06:52,462 a ľudia sami našli zaujímavé, nové a tvorivé využitie. 136 00:06:52,462 --> 00:06:54,226 Tým sme ale neskončili. 137 00:06:54,226 --> 00:06:57,477 Vďaka tomuto nástroju nielen že vidíme svet novými očami, 138 00:06:57,477 --> 00:06:59,845 ale zároveň redefinujeme 139 00:06:59,845 --> 00:07:03,026 a posúvame hranice toho, čo sa s foťákom dá robiť. 140 00:07:03,026 --> 00:07:05,025 Ako vedci sme začali pátrať 141 00:07:05,025 --> 00:07:09,040 po ďalších javoch, vyvolávajúcich malé pohyby, 142 00:07:09,040 --> 00:07:11,943 ktoré teraz môžeme merať kamerou. 143 00:07:11,943 --> 00:07:15,944 A jeden z takýchto javov, na ktorý sme sa zamerali, je zvuk. 144 00:07:15,944 --> 00:07:18,049 Zvuk, ako všetci vieme, to sú zmeny tlaku, 145 00:07:18,049 --> 00:07:20,232 ktoré sa šíria vzduchom. 146 00:07:20,232 --> 00:07:23,853 Keď táto tlaková vlna narazí na objekt, jemne ho rozvibruje. 147 00:07:23,853 --> 00:07:26,385 Vďaka tomu zvuk počujeme i nahrávame. 148 00:07:26,385 --> 00:07:30,053 Ukázalo sa, že zvuk tiež vyvoláva vizuálne pohyby. 149 00:07:30,053 --> 00:07:32,886 Pohyby, ktoré oko neodhalí, 150 00:07:32,886 --> 00:07:35,887 ale video s príslušným spracovaním už áno. 151 00:07:35,887 --> 00:07:37,290 Mám tu dva príklady. 152 00:07:37,290 --> 00:07:40,074 Tu predvádzam svoj úžasný spevácky talent. 153 00:07:41,064 --> 00:07:42,698 (spev) 154 00:07:42,698 --> 00:07:44,134 (smiech) 155 00:07:44,134 --> 00:07:47,120 Nahral som svoje brumendo na vysokorýchlostné video. 156 00:07:47,120 --> 00:07:48,884 Ak sa na video pozriete, 157 00:07:48,884 --> 00:07:50,960 ani teraz neuvidíte nič moc, 158 00:07:50,960 --> 00:07:53,250 ale keď pohyby zvýrazníme 100-krát, 159 00:07:53,250 --> 00:07:57,836 vidíme, ako sa hrdlo pri vydávaní zvuku hýbe a vlní. 160 00:07:58,096 --> 00:08:01,306 Ten signál je tam. 161 00:08:01,306 --> 00:08:03,976 Vieme tiež, že speváci dokážu rozbiť pohár na víno, 162 00:08:03,976 --> 00:08:05,439 ak trafia správny tón. 163 00:08:05,439 --> 00:08:07,204 Takže pustíme tón, 164 00:08:07,204 --> 00:08:09,730 ktorý je v rezonancii s pohárom 165 00:08:09,730 --> 00:08:11,778 pomocou reproduktoru vedľa neho. 166 00:08:11,778 --> 00:08:16,197 Keď pustíme tón a pohyby zvýrazníme 250-krát, 167 00:08:16,197 --> 00:08:18,775 veľmi jasne vidíme, ako pohár vibruje 168 00:08:18,775 --> 00:08:22,105 a rezonuje v reakcii na ten zvuk. 169 00:08:22,105 --> 00:08:24,525 Toto neuvidíte každý deň. 170 00:08:24,525 --> 00:08:28,054 Nedalo nám to pokoj, prišiel ten šialený nápad. 171 00:08:28,054 --> 00:08:33,452 Mohli by sme tento proces obrátiť a dostať zvuk z videa 172 00:08:33,452 --> 00:08:37,697 analýzou vibrácií, vytvorených v objektoch zvukovými vlnami 173 00:08:37,697 --> 00:08:42,114 a konvertovať ich späť na pôvodný zvuk? 174 00:08:42,474 --> 00:08:46,931 Takto spravíme z bežných vecí mikrofóny. 175 00:08:46,931 --> 00:08:49,163 Presne to sme urobili. 176 00:08:49,163 --> 00:08:51,979 Tu máme prázdny obal od zemiačkov ležiaci na stole 177 00:08:51,979 --> 00:08:54,474 a spravíme z neho mikrofón 178 00:08:54,804 --> 00:08:56,395 tým, že ho nafilmujeme 179 00:08:56,395 --> 00:08:59,413 a zanalyzujeme jemné pohyby, ktoré v ňom zvukové vlny vytvorili. 180 00:08:59,413 --> 00:09:02,419 Toto hralo v tej miestnosti. 181 00:09:02,419 --> 00:09:06,853 (pesnička Mary mala ovečku) 182 00:09:10,477 --> 00:09:13,482 a toto je vysokorýchlostné video nášho vrecka. 183 00:09:13,482 --> 00:09:15,108 Video je pustené, 184 00:09:15,108 --> 00:09:17,178 ale ako vždy, nič nevidíme 185 00:09:17,178 --> 00:09:18,496 prostým pohľadom. 186 00:09:18,496 --> 00:09:21,690 Ale tu máme zvuk, ktorý sme získali len analýzou 187 00:09:21,690 --> 00:09:23,873 jemného pohybu na videu. 188 00:09:25,143 --> 00:09:28,012 (pesnička Mary mala ovečku) 189 00:09:40,845 --> 00:09:42,471 Volám to… Ďakujem. 190 00:09:42,471 --> 00:09:45,316 (potlesk) 191 00:09:49,878 --> 00:09:52,223 Volám to vizuálny mikrofón. 192 00:09:52,223 --> 00:09:55,613 Extrahujeme audio signál z video signálu. 193 00:09:55,613 --> 00:09:58,794 Aby ste mali predstavu o mierke, 194 00:09:58,799 --> 00:10:04,135 fakt silný zvuk pohne vreckom o menej než mikrometer. 195 00:10:04,135 --> 00:10:06,874 To je tisícina milimetra. 196 00:10:06,874 --> 00:10:10,435 Tak maličké sú pohyby, ktoré teraz vieme vytiahnuť 197 00:10:10,435 --> 00:10:13,678 tým, že svetlo, ktoré sa odrazí od predmetu 198 00:10:13,678 --> 00:10:15,814 nahráme na kameru. 199 00:10:15,814 --> 00:10:19,064 Pôvodný zvuk vieme dostať aj z iných predmetov, napríklad z rastlín. 200 00:10:19,884 --> 00:10:23,300 (pesnička Mary mala ovečku) 201 00:10:27,214 --> 00:10:29,211 Funguje to aj s rečou. 202 00:10:29,211 --> 00:10:31,788 Tu niekto rozpráva v miestnosti. 203 00:10:31,788 --> 00:10:35,991 Hlas: Mary mala ovečku s bielučkou vlnou 204 00:10:35,991 --> 00:10:40,221 a všade kam Mary šla, šla ovečka s ňou. 205 00:10:40,221 --> 00:10:42,980 A toto sme z toho dostali 206 00:10:42,980 --> 00:10:46,254 pomocou nášho vrecka od zemiačkov. 207 00:10:46,254 --> 00:10:51,085 Hlas: Mary mala ovečku s bielučkou vlnou 208 00:10:51,085 --> 00:10:55,944 a všade kam Mary šla, šla ovečka s ňou. 209 00:10:55,944 --> 00:10:58,290 Použili sme Mary mala ovečku, 210 00:10:58,290 --> 00:11:00,413 lebo to sú vraj prvé slová, 211 00:11:00,413 --> 00:11:04,574 ktoré Edison nahral svojím fonografom v roku 1877. 212 00:11:04,574 --> 00:11:07,802 To bol jeden z prvých nahrávacích prístrojov v dejinách. 213 00:11:07,802 --> 00:11:11,129 Zvuk dopadal na membránu, 214 00:11:11,129 --> 00:11:15,208 tá rozvibrovala ihlu, ktorá zvuk vyryla do staniolu 215 00:11:15,208 --> 00:11:17,483 obtočeného okolo valčeku. 216 00:11:17,483 --> 00:11:23,426 Tu je ukážka nahrávania s Edisonovým fonografom. 217 00:11:23,426 --> 00:11:26,446 Hlas: Skúška, skúška raz, dva, tri. 218 00:11:26,446 --> 00:11:29,859 Mary mala ovečku s bielučkou vlnou 219 00:11:29,859 --> 00:11:33,528 a všade kam Mary šla, šla ovečka s ňou. 220 00:11:33,528 --> 00:11:36,268 Skúška, skúška, raz, dva, tri. 221 00:11:36,268 --> 00:11:40,424 Mary mala ovečku s bielučkou vlnou 222 00:11:40,424 --> 00:11:45,648 a všade kam Mary šla, šla ovečka s ňou. 223 00:11:45,648 --> 00:11:49,665 Dnes, o 137 rokov neskôr, 224 00:11:49,665 --> 00:11:53,752 vieme dostať zvuk porovnateľnej kvality 225 00:11:53,752 --> 00:11:57,831 len na základe videa vibrujúceho predmetu, 226 00:11:57,831 --> 00:11:59,765 a to aj keď je kamera 227 00:11:59,765 --> 00:12:03,999 5 metrov od predmetu za zvukotesným sklom. 228 00:12:03,999 --> 00:12:07,219 Za takých podmienok sme získali toto: 229 00:12:07,219 --> 00:12:12,513 Hlas: Mary mala ovečku s bielučkou vlnou 230 00:12:12,513 --> 00:12:17,272 a všade kam Mary šla, šla ovečka s ňou. 231 00:12:17,404 --> 00:12:21,034 Samozrejme, odpočúvanie je prvá vec, čo človeka napadne. 232 00:12:21,034 --> 00:12:24,029 (smiech) 233 00:12:24,029 --> 00:12:28,085 Ale dá sa to využiť aj inak. 234 00:12:28,085 --> 00:12:30,925 Možno sa nám v budúcnosti podarí 235 00:12:30,925 --> 00:12:33,177 nahrať zvuky z vesmíru, 236 00:12:33,177 --> 00:12:36,753 pretože zvuk sa v kozme nešíri, ale svetlo áno. 237 00:12:36,753 --> 00:12:39,157 Len sme začali objavovať 238 00:12:39,157 --> 00:12:42,176 možnosti využitia tejto novej techniky. 239 00:12:42,176 --> 00:12:45,008 Môžme vidieť fyzikálne javy, o ktorých sme síce vedeli, 240 00:12:45,008 --> 00:12:48,564 ale doteraz sme ich nikdy nevideli na vlastné oči. 241 00:12:48,564 --> 00:12:49,768 Toto je náš tím. 242 00:12:49,768 --> 00:12:52,647 Všetko, čo som vám dnes ukázal, je výsledok spolupráce 243 00:12:52,647 --> 00:12:54,838 s touto skvelou partou 244 00:12:54,838 --> 00:12:58,005 a odporúčam vám navštíviť našu stránku, 245 00:12:58,005 --> 00:12:59,451 vyskúšajte si to sami, 246 00:12:59,451 --> 00:13:02,423 a pridajte sa k nám pri objavovaní sveta malých pohybov. 247 00:13:02,423 --> 00:13:04,048 Ďakujem vám. 248 00:13:04,048 --> 00:13:05,302 (potlesk)