-
إذاً. خلال القرون القليلة الماضية، أحدثت المجاهر تغييراً لعالمنا
-
فقد أظهرت لنا الأجسام والحياة والتركيبات الدقيقة
-
والتي من الصعوبة بمكان النظر إليها بالعين المجردة
-
إنها مساهمة جبارة للعلم والتقنية
-
اليوم... أريد أن أعرفكم على نوع جديد من المجهر
-
مجهر للتغيير
-
إنه لا يستخدم الأضواء المرئية، مثل المجهر البسيط
-
لتكبير الأجسام الصغيرة،
-
لكنه يستخدم بدلاً من ذلك كاميرا الفيديو مع معالجة الصور
-
ليكشف لنا أصغر تغيرات الحركات والألوان في الأجسام والبشر،
-
التغيرات المستحيل علينا إدراكها بالعين المجردة.
-
والتي تسمح لنا بمشاهدة عالمنا بطريقة جديدة تماماً.
-
لذلك ما الذي أقصده بالتغيرات اللونية؟
-
جلودنا على سبيل المثال تتغير ألوانها قليلاً جداً
-
عندما يتدفق الدم تحته.
-
هذا التغيير دقيق لا يصدق،
-
وهذا هو السبب، عندما تنظر إلى الناس الآخرين،
-
عندما تنظر إلى الشخص الذي يجلس إلى جانبك،
-
فإنك لا تشاهد تغير ألوان جلودهم أو وجههم.
-
عندما ننظر إلى هذا الفيديو من ستيف، يبدو لنا وكأنه صورة ثابتة،
-
ولكن عندما ننظر إلى هذا الفيديو من خلال مجهرنا الخاص الجديد،
-
نفاجأ بأننا نرى صورة مختلفة تماما.
-
ما تراه هنا هو تغييرات صغيرة في لون جلد ستيف،
-
مكبرة 100 مرة بحيث تكون مرئية.
-
باستطاعتنا ،في الحقيقة، رؤية نبض الإنسان.
-
يمكننا أن نرى مدى سرعة ضربات قلب ستيف،
-
ولكن يمكننا أيضاً رؤية طريقة تدفق الدم الفعلي إلى وجه ستيف.
-
ويمكننا أن نفعل أكثر من إظهار النبض،
-
ولكن أيضا لاستعادة معدل ضربات قلوبنا،
-
وقياس معدل ضربات قلوبنا
-
ويمكننا ان نعمل ذلك بالكاميرات العادية وبدون لمس المرضى.
-
هكذا كما ترون معدل النبض ومعدل نبض القلب، التي اخذناها من طفل حديث الولادة
-
من شريط فيديو اخذنا بكاميرا الرقمية العادية،
-
وحصلنا على قياس معدل ضربات القلب
-
وحصلنا على قياس معدل ضربات القلب بنفس الدقة؛ كما لو قمت به في بالجهاز المخصص في المستشفى.
-
ولا يستلزم استخدام مقطع فيديو قمنا بتسجيله
-
بل يمكننا أيضا استخدام أي مقطع فيديو آخر
-
لذلك أخذت مقطع قصير من فلم "الرجل الوطواط يبدأ"
-
فقط لاظهار نبض كريستيان بايل
-
(ضحك)
-
وكما تعرفون، مفترضاً، انه يضع ماكياج،
-
الإضاءة هنا فيها نوع من التحدي،
-
ولكن ما زالنا، بواسطة شريط الفيديو، قادرون على معرفة نبضه
-
وإظهارها بشكل جيد نسبياً.
-
إذاً كيف نفعل كل ذلك؟
-
ببساطة، نقوم بتحليل التغييرات في الضوء والتي قمنا بتسجيلها
-
ومع مرور الوقت نكون قد حللنا كل بكسل
-
وبعد ذلك، نقوم برفع هذه التغييرات
-
فنقوم بتكبيرها، لنتمكن من رؤيتها
-
الجزء المحير هو تلك الإشارات
-
هذه التغييرات، التي نحن نتابعها، خفية للغاية،
-
لذلك علينا التروي عندما نريد تفريقهم
-
من الضوضاء التي تحدث في مقاطع الفيديو.
-
لذلك نقوم باستخدام تقنيات ذكية لمعالجة الصور
-
للحصول على معدل قياس دقيق للون في كل بكسل في مقطع الفيديو،
-
وبعد ذلك، يتغير اللون مع الوقت،
-
ثم نقوم بتضخيم هذه التغيرات.
-
نقوم بتكبيرها لنصنع هذه الأنواع المطورة او الضخمة من مقاطع الفيديو
-
وهذا في الحقيقة يبرز لنا التغيرات
-
ولكن اتضح لنا ان باستطاعتنا إبراز ليس فقط التغيرات الدقيقة في اللون
-
بل كذلك الحركات الدقيقة،
-
وهذا بسبب أن الضوء المسجل بكاميراتنا
-
لن يغير فقط لون الجسم المتغيرة،
-
بل حتى تحرك الجسم.
-
والآن.. هذه بنتي عندما كان عمرها شهرين.
-
ومقطع الفيديو هذا قمت بتسجيله منذ ثلاث سنوات.
-
وكوالدين جديدين، نريد كلناأن نبقي اطفالنا بصحة جيدة.
-
يتنفسون جيداً، وأنهم احياء بالطبع.
-
لذلك حصلت على اجهزة مراقبة الأطفال
-
لتمكنني من مراقبة طفلتي وهي نائمة.
-
وهذا إلى حد كبير ما ترونه مسجلاً من هذا الجهاز.
-
أنتم تشاهدن الطفلة نائمة، ولكن دون معلومات معتبرة عنها.
-
لا يوجد ما يستحق ملاحظته.
-
هل من الأفضل أو المفيد
-
إن شاهدنا المنظر بهذه الشكل.
-
لذلك قمت بتكبير التحركات 30 مرة.
-
لأتمكن من مشاهدة طفلتي حية ترزق.
-
(ضحك)
-
هنا المقارنة جنباً إلى جنب.
-
مرة اخرى إن كان مقطع الفيديو هو الأصلي،
-
فلا يوجد ما يمكن ملاحظته،
-
ولكن عندما نقوم بتكبير الحركات، فإننا سنلاحظها بوضوح.
-
ويتضح لنا وجود الكثير من الظواهر
-
ويمكننا إبراز وتكبير بواسطة مجهر
-
نستطيع مشاهدة كيف تنبض أوردتها وشرياننا في أجسادنا.
-
نستطيع مشاهدة الحركة الثابتة لعينينا
-
في هذه الحركة المتذبذبة.
-
وهذه في الحقيقة عيني،
-
وهذا مرة أخرى مقطع فيديو مسجل بعد ولادة طفلتي،
-
لذلك تلاحظون اني لم أنم جيداً. (ضحك)
-
حتى عندما يبقى الشخص جالساً،
-
يوجد الكثير من المعلومات التي يمكن استخراجها
-
عن أنواع التنفس، وتعابير الوجه الدقيقة.
-
من الممكن استخدام هذه الحركات
-
لمعرفة افكارنا ومشاعرنا.
-
وأيضاً بإمكاننا تكبير الحركة الصغيرة الميكانيكية،
-
مثل الاهتزازات في المحركات،
-
والتي من الممكن ان تساعد المهندسين لاكتشاف وتشخيص المشاكل الآلية،
-
أو مشاهدة كيف تتأثر المباني والمنشآت من الرياح ومقاومتها للقوة.
-
هذه هي الأشياء التي يعلم مجتمعنا كيف يقيسها بعدة طرق،
-
لكن قياس هذه الحركات شيء،
-
ومشاهدة هذه الحراكات كما تحدث
-
شيءٌ اخر تماماً.
-
ومنذ اكتشافنا لهذه التقنية الجديدة،
-
وفرنا الرمز في الشبكة العنكبوتية ليتمكن الناس من استخدامها وتجريبها.
-
إنه من السهل استخدامها.
-
يمكنك العمل عليها بمقاطع الفيديو الخاص بك.
-
مساعدينا في البحوث الكمية أنشأوا موقع رائع
-
والتي يمكنك رفع مقاطع الفيديو ومعالجتها في الانترنت،
-
حتى لو لم يكن عندك خبره في استخدام الحاسب وبرامجه،
-
يمكنك بسهولة استعماله بهذا المجهر الجديد.
-
واضرب لكم مثالين فقط
-
كيف استخدمت.
-
مقطع اليوتيوب هذا، سُجل من تامس 85
-
في الحقيقة لا اعرف هذا المستخدم،
-
لكنه او لكنها استخدمت برنامجنا
-
لتكبير حركة البطن الدقيقة أثناء الحمل.
-
إنها مخيفة.
-
(ضحك)
-
يستخدم الناس الجهاز لتكبير تنصرت الشرايين في أيديهم.
-
وأنتم تعرفون انها ليست علمية، ما لم تستخدم الخنزير المنقرض في جنوب قارة امريكا،
-
ومن الظاهر ان هذا الخنزير يدعى تفني،
-
ويدعي هذا المستخدم انه اول منقرض على الارض
-
كانت هذه حركة مكبرة.
-
يمكنك أيضاً استخدام الفن بها.
-
هذا المقطع أرسل لي من طالب تصميم من جامعة ييل.
-
انها تريد معرفة ما اذا كان هناك اختلاف.
-
في تحركات زملاءها بالجامعة.
-
طلبت منهم الوقوف ثابتين لكي تتمكن من تكبير حركتهم.
-
إنها تشبه الصور الثابتة التي تبعث للحياة.
-
وأجمل ما في هذين المثالين
-
اننا لا يمكن ان نتصرف بهما.
-
نحن فقط نزودك بأدواتنا لتتمكن من رؤية العالم بطريقة جديدة،
-
والنَّاس بعد ذلك سيجدون طرق أخرى مثيرة وجديدة وإبداعيةلاستخدامها.
-
ولكن لم نتوقف عند ذلك.
-
هذه الاداة لم تسمح لنا بالنظر للعالم بطريقة جديدة أيضاً،
-
نستطيع إعادة تحديد ما يمكننا عمله
-
ودفع حدود ما يمكننا عمله بكاميراتنا.
-
لذلك كعلماء، بدأنا نتسآئل،
-
ما هي أنواع المظاهر الفيزيائية التي تنتج هذه الحركات الدقيقة
-
والتي نستطيع بكاميراتنا قياسها؟
-
وإحدى المظاهر التي نركز عليها حالياً هو الصوت.
-
الصوت، كما نعرف، مُتَغير
-
بواسطة ضغط الهواء، والذي ينتقل عن طريق الهواء.
-
فيضرب الضغط الأجسام، تقوم بإنشاء تردد صغير بداخلها،
-
وهذا يوضح ما نسمعه وما نسجله.
-
واتضح كذلك أن الصوت ينتج حركات مرئيّة.
-
هذه الحركات لا نستطيع مشاهدتها
-
لكنها مرئيّة للكاميرا مع المعالج المناسب.
-
والآن يوجد مثالين.
-
هذا أنا اجرب مهارات صوتي العظيم
-
(غناء)
-
(ضحك)
-
وأخذت مقطع مسّرع لحلقي وأنا أهمهم.
-
مرة اخرى، ان قمت بالتركيز في مقطع الفيديو هذا،
-
فلا يمكن أن تشاهد ما يلفت الانتباه،
-
ولكن عندما نكبر الصور 100 ضعفاً، فإننا نتمكن من مشاهدة كل الحركات التموجات
-
في العنق الذي يشارك في إنتاج الصوت.
-
تلك الإشارة في مقطع الفيديو هذا.
-
ونعرف أيضاً أن المغنين يستطيع كسر كأس من الخمر
-
إذا تمكنوا من العزف على الوتر الحساس.
-
والآن، سنقوم بعزف نوتة
-
تردد صدى الكأس هذا
-
من مكبر الصوت الذي بجانبه.
-
وعندما نعزف النوتة ونكبر الحركات 250 مرة،
-
نستطيع بوضوح تاماً أن نرى كيف يتذبذب الكأس
-
والصدى في استجابة للصوت.
-
إنه ليس من المعتاد مشاهدته يوميًا.
-
لكن هذا حثنا على التفكير. اعطانا الفكرة المجنونة هذه.
-
هل يمكننا قلب هذه العملية واسترجاع الصوت من الفيديو
-
بواسطة التذبذبات الدقيقة والتي ينشؤها تموج الصوت في الأجسام،
-
و نقل الصوت الذي ينتجهم.
-
بهذه الطريقة، باستطاعتنا تحويل الأجسام في المايكروفونات.
-
وهذا بالضبط ما عملناه.
-
والآن، هنا كيس فارغ من رقائق البطاطس الموضوع على الطاولة،
-
وستحول هذا الكيس إلى مايكروفون
-
من خلال تسجيله بالكاميرا
-
وتحليل التحركات الدقيقة، المكّونة من تموجات الصوت بداخله.
-
والآن، هذا هو الصوت الذي شغلناه في الغرفة.
-
(موسيقى)
-
وهذا فيديو مسّرع ومسجل في الكيس.
-
مرة اخرى، تشغيل الصوت.
-
لا يوجد فرصة لمشاهدة أي شيء في مقطع الفيديو
-
بمجرد رؤيته،
-
ولكن نستطيعوا استعادة هذا الصوت بمجرد تحليل
-
تحركاته الدقيقة في الفيديو.
-
(موسيقى)
-
انا اطلق عليه... شكراً لكم.
-
(تصفيق)
-
انا اطلق عليه المايكرفون المرئي.
-
في الحقيقة، استخرجنا الإشارات الصوتية من إشارات الفيديو.
-
ولاعطاءكم فكرة عن مقدار الحركات هنا،
-
الصوت العالي نسبيا سوف يتسبب بحركة الكيس باقل من مايكروميتر.
-
هذا واحد على الألف مليمتر.
-
هذه دقة الحركات، والتي استطعنا استخرجها
-
بملاحظة فقط كيف يتردد الضوء خارج الأجسام
-
وتسجيله بكاميرتنا
-
نستطيع استخراج الصوت من أجسام اخرى كالشجر
-
(موسيقى)
-
وتستطيع استرجاع الخطاب كذلك.
-
هنا شخص يتحدث في الغرفة.
-
صوت: ماري تملك خروف صغير، صوفه ابيض كالثلج،
-
واينما ذهبت ماري، يتبعها الخروف.
-
مايكل روبنسون: والآن الكلام بعد استخراجه
-
فقط من خلال هذا الفيديو من نفس كيس البطاطس.
-
صوت: ماري تملك خروف صغير، صوفه ابيض كالثلج،
-
واينما ذهبت ماري، يتبعها الخروف.
-
السيد: نحن استخدمنا "ماري تملك خروف صغير"
-
لأن هذه الكلمات قيلت لتكون الأُولى
-
من توماس إديسون من خلال نسجله في عام 1877.
-
إنه أول صوت مسجل بأجهزة في التاريخ.
-
إنه ببساطة توجيه الصوت إلى طبلة الهاتف
-
والتي هزت الابرة المثبتة أساساً للصوت على صفيحة الألمونيوم
-
والملفوفة حول الأسطوانة.
-
هنا مثال لعملية تسجيل وإعادة تشغيل الصوت من مسجل إديسون.
-
(فيديو) صوت: اختبار، اختبار، واحد، اثنين، ثلاثة.
-
ماري تملك خروف صغير، صوفه ابيض كالثلج،
-
واينما ذهبت ماري، يتبعها الخروف.
-
صوت: اختبار، اختبار، واحد، اثنين، ثلاثة.
-
ماري تملك خروف صغير، صوفه ابيض كالثلج،
-
واينما ذهبت ماري، يتبعها الخروف.
-
السيد: والآن بعد 137'
-
بإمكاننا الحصول على الصوت نفس جودة الصوت تقريباً
-
ولكن بمجرد مشاهدة الأجسام المهتزة من الصوت عن طريق الكاميرا
-
بإمكاننا عمل ذلك عندما تكون الكاميرا
-
على بعد 15 قدم من الجسم، خلف الزجاج العازل للصوت.
-
وهذا هو الصوت الذي تمكنا من استخراجه في هذا الأمر.
-
صوت: ماري تملك خروف صغير، صوفه ابيض كالثلج،
-
واينما ذهبت ماري، يتبعها الخروف.
-
السيد: وبالطبع، الرقابة اول شيء يخطر على البال.
-
(ضحك)
-
ولكن من المحتمل أن تكون مفيدة من نواحي أخرى أيضاً.
-
ربما في المستقبل نستطيع ان نستخدمها على سبيل المثال،
-
لمعرفة الأصوات القادمة من الفضاء،
-
لأن الصوت لا يمكنه الانتقال عبر الفضاء، بعكس الضوء.
-
نحن لتونا بدانا بالاكتشاف
-
الأسباب الاخرى المُحتملة لاستخدام هذه التقنية الجديدة.
-
إنها تمكننا من مشاهدة العمليات الفيزيائية والتي نعلم وجودها
-
ولكن لم نتمكن من مشاهدتها بأعيننا حتى الان.
-
هذا هو فريقنا.
-
كل ما شاهدتموه هو نتيجة من تعاوننا
-
مع فريق العمل العظيم الذي تنظرن إليه،
-
وأشجعكم وأرحب بكم للتحقق من موقعنا،
-
بتجردها بأنفسكم،
-
وانضموا لنا في استكشاف عالم الحركات الدقيقة.
-
شكراً لكم.
-
(تصفيق)