تقنية الفيديو الجديدة التي تكشف الخصائص المخفية للكائن

حركة خفية تحدث من حولنا في كل وقت، بما في ذلك الاهتزازات الصغيرة الناجمة عن الصوت. تكنولوجيا جديدة تظهر أننا ممكن أن نتمكن من التقاط هذه الاهتزازات وفعلا إعادة إنشاء الصوت والمحادثات فقط من شريط فيديو . ولكن الآن ابي ديفيس يأخذ خطوة أبعد: ببرنامج تجريبي يسمح لأي شخص أن يتفاعل مع هذه الخصائص الخفية، فقط من شريط فيديو بسيط.

أكثرنا يرى الحركة بإعتبارها شيئا بصريا فقط

لو مشيت عبر المسرح أو أشرت يدي بينما أتكلم

فتلك الحركة هي شئ يمكنكم رؤيته

ولكن هناك عالم من الحركات المهمة

دقيقة جدا للعين البشرية

وخلال السنوات القليلة الماضية

بدأنا بمعرفة إن الكاميرا

تستطيع رؤية الحركة حتى لو لم يتمكن البشر

لذلك دعوني اريكم ما اعني

هنا إلى اليسار ترون فلما عن معصم شخص ما

وإلى اليمين ترون فلما عن طفلة نائمة

ولكن لو لم اخبركم بانها أفلام

ستعتثدون إنكم تنظرون إلى صورتين إعتياديتين

لأن في الحالتين

يظهر هاذان الفلمان بأنهما ثابتان تماما

ولكن هناك الكثير من الحركات الدقيقة

التي تحدث هنا

وإذا تحسستم المعصم الذي على اليسار

كنتم ستشعرون بالنبض

ولو أمسكتم الطفلة التي على اليمين

لشعرتم بإرتفاع وإنخفاض صدرها

بينما تأخذ أنفاسها

وهذه الحركات تأخذ الكثير من الأهمية

ولكنها عادة دقيقة جدا علينا لنراها

وبدلا من ذلك علينا مراقبتها

من خلال الأتصال المباشر أو اللمس المباشر

ولكن قبل بضع سنوات

قام زملائي بتطوير ما سموه بمجهر الحركة

وهو برنامج يجد الحركة الدقيقة في الافلام

ويضخمها بما يجعلها كبيرة كفاية لنا لنراها

و لو استخدمنا البرنامج على الفلم الأيسر

يجعلنا نرى النبض في المعصم

وإذا اردنا حساب ذلك النبض

يمكننا تحديد معدل النبض لهذا الشخص

ولو إستخدمنا نفس البرنامج على الفلم الأيمن

يمكننا أن نرى كل تنفس تقوم به الطفلة

ويمكننا هذا من مراقبة تنفسها دون لمسها

وبهذا فإن هذه التكنولوجبا قوية فعلا

لأنها تأخذ مثل هذه الظواهر

التي نمارسها عادة باللمس

وتسمح لنا بالتقاطها بصريا وبدون احتكاك

وهكذا ومنذ بضعة سنين

بدأت بالعمل مع الذين وضعوا هذا البرنامج

وقررنا أن نتابع فكرة مجنونة

رأينا إنها فكرة جيدة بأن نستخدم برنامجا

لأستيعاب حركات دقيقة مثل هذه

ولنا أن تأخذها كطريقة لتوسيع حاسة لمسنا

ولكن ماذا لو أستطعنا عمل نفس الشيء

مع قدرتنا على السمع؟

ماذا لو تمكنا من إستخدام الأفلام

لأاتقاط ذبذبات الصوت

والتي هي ليست إلا نوع آخر من الحركة

وتحويل كل ما نراه إلى ميكروفون

وهذه حقا فكرة غريبة قليلا

لذا دعوني أضعها بالشكل الصحيح لكم

لميكروفون العادي يعمل بتحويل الحركة

لغشاء داخلي إلى إشارة كهربائية

وهذا الغشاء مصمم للحركة بسهولة تبعا للصوت

بحيث يمكن تسجيل حركته و ترجمتها إلى صوت

ولكن الصوت يسبب ذبذبة جميع الأجسام

وهذه الذبذبات عادة تكون دقيقة جدا

وسريعة جدا لنا لنراها

أي إننا عندما نسجلها بكاميرا ذات سرع عالية

ونستخدم البرنامج لأستخلاص الحركات الدقيقة

من فلمنا العالي السرعة

ثم نحلل هذه الحركات

لنجد أي صوت هو الذي سبّبها؟

وهذا يسمح لنا بتحويل الأشياء المنظورة

إلى مكروفونات بصرية بعيدة

وهكذا جربنا ذلك

وهذه واحدة من إحدى تجاربنا

حيث أخذنا نبتة مزروعة نراها على اليمين

وصورناها بكاميرا عالية السرعة

بينما كان مكبر صوت مجاور يظهر الصوت

(موسيقى بأغنية أطفال)

وههذا هو الفيديو الذي سجلناه

وصورناه بسرعة عدة ألاف من الأطر بالثانية

ولكن حتى إذا نظرت إليه عن قرب

سترى أن هناك بعض الاوراق

لا تفعل شيئا سوى البقاء ساكنة

لأن الصوت لم يحرك هذه الأوراق

إلا أقل من ميكروميتر

وهو جزء من عشرة آلاف من السنتمتر

والذي يمتد بين واحد بالمائة وواحد بالألف

من البكسل من هذه الصورة

ويمكنك أن تحدق كما تريد

ولكن حركة بهذا الصغر تبقى غير قابلة للرؤية

غير إنه ظهر إن هناك شيئا يمكن رؤيته

ويبقى رقميا شيئا مهما

لأننا باستخدام الخوارزمية الصحيحة

لأننا سنأخذ الفلم الصامت الذي يبدو ساكنا

ونستطيع استعادة ذلك الصوت

(موسيقى أطفال )

(تصفيق)

كيف كان ذلك ممكنا ؟

كيف تمكنا من الحصول على هذا القدر

من المعلومات من هذه الحركة القليلة؟

حسنا، لنقل بأن هذه الأوراق

تحركت ميكروميترا واحدا

ولنقل بأن ذلك سيحرك الصورة

بمقدار واحد بالألف من البكسل

ولا يبدو هذا كثيرا

ولكن صورة واحدة من الفلم الفيديو

يمكن ن يكون فيها مئات الآلاف من البكسلات

لذلك اذا أدمجنا جميع الحركات الدقيقة

التي نشاهدها عبر الصورة بكاملها

و فجأة يمكن لواحد بالألف من البكسل

أن يبدأ ليكون شيئا مهما جدا

وأقول بأننا أصبنا بالجنون عندما عرفنا ذلك

(ضحك)

ولكن حتى مع الخوارزمية الصحيحة

لا نزال نفتقد جزءا مهما من الحزورة

ترون إن هناك العديد من العوامل تؤثر في

متى وكيف ستعمل هذه التقنية

هناك الموضوع وكم يبعد

هناك الكاميرا والعدسة المستعملة

كمبة الضوء النازل على الجسم و إرتفاع الصوت

وحتى مع الخوارزمية الصحيحة

يجب أن نعتني جدا بتجاربنا الأولية

إذ لو إخترنا أي من هذه العوامل بشكل خاطئ

لن نتمكن من معرفة ماذا كانت المشكلة

وسنحصل على ضجيج فقط

وهكذا بدت العديد من تجاربنا الأولية

وها أنا الآن

وعلى اليسار تشاهدون الكاميرا عالية السرعة

تشير إلى كيس من الرقاقات

وكل شئ مضاء بهذه المصابيح القوية

وكما قلت يجب أن نهتم بهذه التجارب الأولية

وهكذا جرت التجربة أخيرا

ئيب ديفز: ثلاثة إثنين واحد إبدأ

أغنية أطفال

(ضحك)

إذا تبدو هذه التجربة سخيفة تماما

(ضحك)

أقصد إنني أصرخ على كيس من الرقاقات

(ضحك)

ونحن نحاول تدميرها بهذه الكمية من الضوء

وبالفعل فقد أذبنا الكيس الأول

الذي أجرينا التجربة عليه (ضحك)

ولكن مهما بدت التجربة سخيفة

فقد كانت فعلا مهمة جدا

لأننا إستطعنا إستعادة هذا الصوت

صوت أغنية الاطفال

(تصفيق)

وكان هذا مهما فعلا

لأنها كانت المرة الأولى

التي إستعدنا فيها كلاما بشريا مفهوما

من الفلم الصامت لشيء ما

وهكذا أعطتنا نقطة للبداية

وتدريجيا بدأنا بتطوير التجربة

بإستخدام مواضيع مختلفة

أو تغيير موضعها وبعدها

وإستخدام ضوء أقل أو اصوات أهدأ

وقمنا بتحليل كل هذه التجارب

حتى فهمنا فعلا حدود تقنياتنا

وما أن فهمنا هذه الحدود

فقد عرفنا كيف نوسعها

وقادنا هذا إلى تجارب مثل هذه

حيث سأعود مجددا للتكلم مع كيس رقاقات

لكن هذه المرة ابعدنا الكاميرا 15 قدما

وفي الخارج من خلف نافذة عازلة للصوت

وكان كل شيء مضاءا بنور الشمس الطبيعي فقط

والأن ها هو الفيديو الذي حصلنا عليه

وهذا ما بدا مسموعا من الداخل

من قرب كيس الرقاقات

صوت أغنية الأطفال

وهذا ما أمكننا إستعادته من الفيديو الصامت

الذي صورناه من الخارج من خلف تلك النافذة

صوت أغنية الأطفال

(تصفيق)

إعلان: وهناك طرق أخرى نستطيع بها

دفع هذه الحدود ابعد وابعد

وإليكم هنا تجربة أهدأ

حيث صورنا سماعات أذنية مركبة على حاسبة

وفي هذه الحالة كان هدفنا إستعادة موسيقى

تدور على الحاسبة من فيديو صامت

ومن سماعتي الأذن البلاستيكية الصغيرة هذه

تمكنا من القيام بهذا جيدا

بحيث كان يمكن أن أنشر النتائج

(ضحك)

(موسيقى)

(تصفيق)

كما إننا نستطيع دفع الأمور والتوسع

بإستبدال أجهزتنا التي نستعملها

لأن التجارب التي قمنا بها لحد الآن

تمت بكاميرا ذات سرعة عالية

تستطيع تصوير وتسجيل الفيديو 100 مرة اسرع

من أكثر الهواتف الخلوية

ولكننا وجدنا ايضا طريقة

لإستخدام هذه التقنية بكاميرات عادية أكثر

و بذلك بالإستفادة مما يسمى المغلاق الدوار

تعرفون إن معظم الكاميرات تسجل الصور

بصف واحد كل مرة

لهذا إذا تحرك الشيء خلال تسجيل صورة واحدة

سيكون هناك تأخير طفيف بين كل صف

ويسبب هذا حركة طفيفة

تتحول إلى رمز في كل إطار من ذلك الفيديو

ووجدنا إننا بتحليل هذه الحركات الطفيفة

سنتمكن فعلا من إستعادة الصوت

بإستخدام نسخة مطورة من الخوارزمية

وإليكم التجربة التي قمنا بها

حيث صورنا كيسا من الحلويات

بينما كان مكبر صوت قريب يعمل

ونفس أغنية الأطفال السابقة

ولكننا هذه المرة إستخدمنا كاميرا عادية

إشتريناها من مخزن

وهكذا سأعرض عليكم خلال ثواني

الصوت الذي إستعدناه

لكنه سيبدو مشوها هذه المرة

ولكن إسمعوا وإعرفوا إذا كان بإمكانكم

تمييز هذه الموسيقى

وهكذا من جديد يبدو الصوت مشوها

ولكن العجيب هنا إننا إستطعنا القيام بذلك

بشيء كان يمكن أن نفقده

ونشتري آخر منه من اي محزن

هذه هي النقطة

الكثير من الناس يشاهدون هذا العمل

ويفكرون بالمراقبة

ولنكن منصفين

ليس من الصعب أن تتخيل استخدام هذه التقنية

للتجسس على شخص ما

ولكن يجب أن تعرف بأن هناك تقنيات أكثر نضجا

تستخدم حاليا للمراقبة

في الواقع إن الناس بدأت بإستخدام الليزر

للتنصت على الناس من مسافات بعيدة قبل عقود

ولكن الجديد هنا فعلا

والمختلف هنا فعلا

إن لدينا الآن طريقة لتصوير ذبذبات شيء ما

مما يعطينا عدسات جديدة ننظر خلالها للعالم

ونستطيع غستخدام هذه العدسات

لنتعلم ليس فقط عن القوى

التي تجعل الشياء تتذبذب مثل الصوت

ولكن عن الشيء نفسه

لذا أريد أن اعود خطوة إلى الوراء

والتفكير في كيف إننا قد نغير

أساليب إستخدامنا للفيديو

لأننا عادة نستخدم الفيديو لننظر الى الأشياء

بينما عرضت عليكم كيف يمكن إستخدامها

للأستماع إلى الاشياء

ولكن هناك طريقة أخرى مهمة

يمكن معرفة العالم بها

وذلك بالتفاعل معه

نحن ندفع ونسحب ونلكز ونحث الشياء

نحن نهز الأشياء و نرى ما يحدث

وهذه أشياء لا يسمح لنا الفيديو القيام بها

على الأقل ليس تقليديا

اذلك أريد أن أعرض عليكم عملا جديدا

وأساسها فكرة جاءتني قبل بضعة شهور

وهذه فعلا أول مرة أريها لمشاهدين عامة

والفكرة الاساسية هي إننا

سنستخدم الذبذبات في فيديو

لتصوير أشياء بطريقة تجعلنا نتفاعل معها

ولنرى كيف تتفاعل معنا

هاكم أحد المواضيع أو الأجسام

و هو جسم من الأسلاك على شكل إنسان

وسنصور هذا الجسم بكاميرا عادية

ولا يوجد شيء خاص بهذه الكاميرا

وفي الواقع قمت بذلك سابقا بهاتفي الخلوي

ولكننا نريد أن نرى الجسم يتذبذب

ولنجعل ذلك يحدث

سنقرع قليلا على السطح الذي يستقر عليه

بينما نسجل هذا الفيديو

وهذا كل شيء فقط خمس ثواني من فيديو إعتيادي

بينما نحن نقرع على السطح

وسنستخدم الذبذبة في ذلك الفيديو

لنعرف عن خواص هيكلية ومواد ذلك الجسم

و بتلك الخواص نصنع شيئا جديدا وتفاعليا

وهكذا إليكم ما صنعناه

ويبدو مثل اي صورة عادية

ولكن هذه ليست صورة كما إنها ليست فيديو

لأنني استطيع إستخدام فارة الحاسبة

والتفاعل مع هذا الشيء

لذلك فإن ما ترونه هنا

هو محاكاة لكيفية لستجابة

هذا الجسم لقوى جديدة لم يشاهدها قبلا

وهذا ما صنعناه من خمس ثواني فيديو عادي فقط

(تصفيق)

وبالفعل فهذه طريقة فعالة

ننظر بها الى العالم

لأنها تسمح لكم بالتنبؤ برد فعل الأجسام

للأوضاع الجديدة

فيمكن لك أن تتصور مثلا النظر الى جسر قديم

وأن تتخيل ماذا سيحدث وكم سيتحمل ذلك الجسر

إذا أردت قيادة سيارتي عبره

وهذا سؤال قد تريد الإجابة عليه

قبل القيادة عبر هذا الجسر

وبالطبع سيكون ناك تحديدات لهذه التقنية

كما كانت للميكرفون البصري

لكننا وجدنا إنها تعمل في الكثير من الحالات

التي قد لا تتوقعها

خاصة اذا اعطيتها فيديوات أطول

مثلا هذا فيديو أنا صورته

لشجيرات خارج شقتي

ولم افعل شيئا لهذه ااشجيرات

لكن عند إلتقاطي الفيديو ذو الدقيقة الواحدة

سبب بعض النسيم ذبذبة كافية

مما أمكننا من التعرف كفاية

على هذه الشجيرات لصنع هذه المحاكاة

(تصفيق)

وتخيل لو أعطيت هذا الفلم لمخرج سينمائي

وتركت له أن يتحكم مثلا

بقوة وإتجاه الريح في لقطة ما بعد تصويرها

حسنا .. في هذه الحالة

وجهنا كاميرتنا إلى ستارة معلقة

ولا تستطيع أن ترى اي حركة في هذا الفيديو

ولكن بتصوير فيديو بطول دقيقتين

فإن التيارات الهوائية العادية في الغرفة

ولدت الكافي من الحركات الدقيقة

والتي لا يمكن ملاحظتها ومن الذبذبات

وهكذا سنعرف ما يكفي لتوليد هذه المحاكاة

وللسخرية

لقد تعودنا على هذا النوع من التفاعلية

عندما عملنا بالأجسام الأفتراضية

وعندما حركنا الألعاب الفيديوية أوالمجسمات

ولكن للحصول على هذه المعلومات

لأجسام حقيقية في العالم الحقيقي

باستخدام كاميرا عادية بسيطة

فهو شيء جديد له الكثير من الأمكانيات

وها هم الاشخاص الرائعون

الذين عملوا معي على هذه المواضيع

(تصفيق)

وما عرضته عليكم اليوم هو البداية فقط

لقد بدأنا الآن بخدش السطح فقط

لما يمكن أن نقوم به بمثل هذا التصوير

لأنه يعطينا طريقا جديدا

لألتقاط محيطنا بواسطة تقنيات عامة و متوفرة

وعندما ننظر غلى المستقبل

سيكون من الممتع إستكشاف

ما يمكن أن يخبرنا هذا عن العالم

شكرا لكم