Se osynliga rörelser, höra tysta ljud. Häftigt? Läskigt? Vi kan inte bestämma oss.
-
0:00 - 0:06Under de senaste århundradena
-
0:06 - 0:09har mikroskopen revolutionerat vår värld.
-
0:10 - 0:14De har avslöjat en liten värld
av objekt, liv och strukturer -
0:14 - 0:17som är för små för att vi
ska kunna se dem med blotta ögat. -
0:17 - 0:20De är ett enormt bidrag
till forskning och teknik. -
0:20 - 0:23Idag skulle jag vilja introducera
en ny sorts mikroskop, -
0:23 - 0:26ett mikroskop för förändringar.
-
0:26 - 0:29Det använder inte optik
som ett vanligt mikroskop -
0:29 - 0:31för att göra små objekt större.
-
0:31 - 0:35Istället använder den en videokamera
och bildbehandling -
0:35 - 0:38för att avslöja de minsta rörelserna
-
0:38 - 0:40och färgförändringarna
hos saker och människor -
0:40 - 0:44förändringar som är omöjliga för oss
att se med blotta ögat, -
0:44 - 0:48Och det låter oss se på världen
på ett helt nytt sätt, -
0:48 - 0:50Så vad menar jag med färgförändringar?
-
0:50 - 0:53Vår hud, till exempel,
ändrar färg en liten aning -
0:53 - 0:55när blodet flödar under den.
-
0:55 - 0:58Den förändringen är otroligt subtil,
-
0:58 - 1:00så att när du tittar på andra,
-
1:00 - 1:02när du tittar på personen bredvid dig,
-
1:02 - 1:05så ser du inte att deras hud
eller deras ansikte ändrar färg. -
1:05 - 1:10När vi tittar på filmen av Steve här,
så ser det ut som en statisk bild, -
1:10 - 1:13men när vi tittar på den här filmen
genom vårt nya specialmikroskop, -
1:13 - 1:16så ser vi plötsligt en helt annan bild.
-
1:16 - 1:20Vad ni ser här är små förändringar
i färgen på Steves hud, -
1:20 - 1:24förstorade 100 gånger
så att de blir synliga. -
1:24 - 1:27Vi kan faktiskt se en mänsklig puls.
-
1:28 - 1:30Vi kan se hur fort Steves hjärta slår,
-
1:31 - 1:35men vi kan också se på vilket sätt
blodet flödar i hans ansikte. -
1:37 - 1:39Och vi kan göra det, inte bara för
att visualisera pulsen, -
1:39 - 1:43utan också för att hämta in
vår hjärtfrekvens, -
1:43 - 1:44och mäta vår hjärtfrekvens.
-
1:44 - 1:49Vi kan göra det här med vanliga kameror
och utan att röra vid patienterna. -
1:49 - 1:55Så, här ser ni pulsen och hjärtfrekvensen
hos en nyfödd bebis, som vi har tagit ut -
1:55 - 1:57från en film som har spelats in
med en vanlig DSLR-kamera. -
1:57 - 1:59Och den hjärtfrekvens
vi kan mäta upp -
1:59 - 2:04är lika exakt som en som man kan mäta upp
med standardutrustning på ett sjukhus. -
2:04 - 2:07Och filmen behöver inte ens
ha spelats in av oss. -
2:07 - 2:10Vi kan i huvudsak göra det
även med andra filmer. -
2:10 - 2:14Så jag tog bara ett kort klipp
från "Batman begins" här -
2:14 - 2:15bara för att visa Christian Bales puls.
-
2:15 - 2:17(Skratt)
-
2:17 - 2:19Och som ni vet har han antagligen smink,
-
2:19 - 2:21ljussättningen här är rätt utmanande,
-
2:21 - 2:24men ändå kan vi ta ut hans puls
från den här filmen -
2:24 - 2:26och visa upp den ganska tydligt.
-
2:26 - 2:28Så, hur gör vi allt det här?
-
2:28 - 2:33I grund och botten analyserar vi
förändringar i det inspelade ljuset -
2:33 - 2:35i varje pixel i filmen över tid.
-
2:35 - 2:37Och sen skruvar vi upp förändringarna.
-
2:37 - 2:39Vi gör dem större så att vi kan se dem.
-
2:39 - 2:41Det svåra är att de signalerna,
-
2:41 - 2:44de förändringar som vi är ute efter
är extremt subtila, -
2:44 - 2:47så vi måste vara väldigt försiktiga
när vi försöker separera dem -
2:47 - 2:50från störningar
som alltid finns på filmer. -
2:51 - 2:54Så vi använder några smarta
bildbehandlingstekniker -
2:54 - 2:58för att få ett väldigt exakt mått
på färgen i varje pixel i filmen -
2:58 - 3:00och sen på hur färgen förändras över tid.
-
3:00 - 3:03Därefter förstärker vi de förändringarna.
-
3:03 - 3:07Vi förstorar dem för att skapa
den sortens förstärkta filmer -
3:07 - 3:09som faktiskt kan visa upp
de förändringarna. -
3:09 - 3:12Men det visar sig att vi inte bara
kan göra det här för -
3:12 - 3:13att visa små färgförändringar,
-
3:13 - 3:16utan också små rörelser,
-
3:16 - 3:19och det beror på att det ljus
som spelas in på våra kameror -
3:19 - 3:22inte bara ändrar sig
om objektets färg ändrar sig -
3:22 - 3:24utan också om objektet rör sig.
-
3:24 - 3:28Det här är min dotter när hon var
ungefär två månader gammal. -
3:28 - 3:31Jag spelade in den här filmen
för ungefär tre år sen. -
3:31 - 3:33Och som nyblivna föräldrar
vill vi alla säkerställa -
3:33 - 3:36att våra barn mår bra, att de andas,
att de lever - förstås. -
3:36 - 3:39Så även jag skaffade en sån där babyvakt
-
3:39 - 3:41så att jag kunde se min dotter
när hon låg och sov. -
3:41 - 3:45Och det här är ungefär vad man kan se
med en vanlig babyvakt. -
3:45 - 3:48Man kan se att barnet sover, men det finns
inte så mycket information att hämta. -
3:48 - 3:50Vi kan inte se särskilt mycket.
-
3:50 - 3:53Skulle det inte vara bättre,
mer informativt, mer användbart -
3:53 - 3:56om vi istället kunde se bilden så här.
-
3:56 - 4:02Så här tog jag rörelserna
och förstorade dem 30 gånger, -
4:02 - 4:05och så kunde jag tydligt se
att min dotter fortfarande var vid liv -
4:05 - 4:06och andades.
-
4:06 - 4:08(Skratt)
-
4:08 - 4:10Här är en jämförelse sida vid sida.
-
4:10 - 4:13Så, igen, i källfilmen, i ursprungsfilmen
-
4:13 - 4:14så kan vi inte se så mycket,
-
4:14 - 4:18men när vi förstorar rörelserna
blir andningen mycket mer synlig. -
4:18 - 4:20Det visar sig att det finns
en lång rad fenomen -
4:20 - 4:24som vi kan avslöja och förstora
med vårt nya rörelsemikroskop. -
4:24 - 4:28Vi kan se hur våra vener och artärer
pulserar i våra kroppar. -
4:28 - 4:31Vi kan se att våra ögon konstant rör sig
-
4:31 - 4:33i en svajig rörelse.
-
4:33 - 4:34Och det där är faktiskt mitt öga,
-
4:34 - 4:37och igen, den här filmades
strax efter att min dotter föddes, -
4:37 - 4:39så det syns att jag inte fick
så mycket sömn. -
4:39 - 4:42(Skratt)
-
4:42 - 4:44Även när en person sitter still
-
4:44 - 4:46så finns det massor med
information att hämta -
4:46 - 4:50om andningsmönster,
små ansiktsuttryck. -
4:50 - 4:52Kanske kan vi använda rörelserna
-
4:52 - 4:55till att berätta något om
våra tankar eller känslor. -
4:55 - 4:58Vi kan också förstora
små mekaniska rörelser, -
4:58 - 5:00som vibrationer i motorer,
-
5:00 - 5:03som kan hjälpa maskinister att upptäcka
och diagnosticera maskinproblem, -
5:03 - 5:08eller se hur byggnader och konstruktioner
rör sig i vind eller andra krafter. -
5:08 - 5:13Det här är saker som vi redan kan mäta
på olika sätt i samhället, -
5:13 - 5:15men att mäta rörelserna är en sak,
-
5:15 - 5:17och att faktiskt se rörelserna
medan de pågår -
5:17 - 5:20är en helt annan sak.
-
5:20 - 5:23Och redan när vi upptäckte
den här nya tekniken -
5:23 - 5:27gjorde vi koden tillgänglig online
så att andra kunde experimentera med den. -
5:27 - 5:29Den är väldigt enkel att använda.
-
5:29 - 5:31Den kan fungera på dina egna filmer.
-
5:31 - 5:34Våra partners på Quantum Research
har skapat den här fina webbplatsen -
5:34 - 5:37där man kan ladda upp filmer
och behandla dem online, -
5:37 - 5:40så även om du inte har någon erfarenhet
av datorvetenskap eller programmering -
5:40 - 5:43så kan du ändå enkelt experimentera
med det nya mikroskopet. -
5:43 - 5:46Och jag skulle vilja visa
bara några exempel -
5:46 - 5:48av vad andra har gjort med det.
-
5:48 - 5:52Den här filmen är gjord
av en YouTube-användare -
5:52 - 5:54som kallar sig Tamez85.
-
5:54 - 5:55Jag vet inte vem användaren är,
-
5:55 - 5:58men han, eller hon, har använt vår kod
-
5:58 - 6:01till att förstora små magrörelser
under en graviditet. -
6:01 - 6:03Det är ganska läskigt.
-
6:03 - 6:05(Skratt)
-
6:05 - 6:09Folk har använt den till att förstora
pulserande vener på händerna. -
6:09 - 6:13Och du vet att det inte är riktig
forskning om det inte innefattar marsvin, -
6:13 - 6:16och tydligen heter det
här marsvinet Tiffany, -
6:16 - 6:20och den här YouTube-användaren påstår
att det är den första gnagaren på jorden -
6:20 - 6:22som har fått sina rörelser förstorade.
-
6:22 - 6:24Man kan också skapa konst med den.
-
6:24 - 6:27Jag fick den här filmen
av en designstudent från Yale. -
6:27 - 6:29Hon ville se om det fanns några skillnader
-
6:29 - 6:31i hur hennes klasskamrater rör sig.
-
6:31 - 6:35Hon fick dem att stå still
och förstorade sen rörelserna. -
6:35 - 6:38Det är som att se stillbilder få liv.
-
6:39 - 6:41Och det fina med de här exemplen
-
6:41 - 6:43är att vi inte hade något
med dem att göra. -
6:43 - 6:47Vi tillhandahöll bara ett nytt verktyg,
ett nytt sätt att se på världen, -
6:47 - 6:52och sen hittar folk andra intressanta,
nya och kreativa sätt att använda det. -
6:52 - 6:54Men vi stannade inte vid det.
-
6:54 - 6:57Det här verktyget låter oss inte bara
se på världen på ett nytt sätt, -
6:57 - 7:00det omdefinierar vad vi kan göra
-
7:00 - 7:03och flyttar gränserna
för vad vi kan göra med våra kameror. -
7:03 - 7:05Så, som vetenskapsmän
började vi fundera på -
7:05 - 7:09om det fanns andra fysiska fenomen
som skapar små rörelser -
7:09 - 7:12som vi kunde mäta med våra kameror?
-
7:12 - 7:15Och ett sånt fenomen
som vi nyligen fokuserade på är ljud. -
7:15 - 7:18Ljud är, som vi alla känner till,
i huvudsak förändringar -
7:18 - 7:20i lufttryck som förflyttas genom luften.
-
7:20 - 7:24De tryckvågorna träffar objekt
och skapar små vibrationer i dem, -
7:24 - 7:26det är så vi hör och så vi spelar in ljud.
-
7:26 - 7:30Men det visar sig att ljud
också producerar synliga rörelser. -
7:30 - 7:32Det är rörelser
som inte är synliga för oss -
7:33 - 7:36men som är synliga för kameran,
med rätt behandling. -
7:36 - 7:37Här är två exempel.
-
7:37 - 7:40Det här är jag som visar upp
min fantastiska sångförmåga. -
7:41 - 7:43(Sjunger)
-
7:43 - 7:44(Skratt)
-
7:44 - 7:47Och jag gjorde en höghastighetsfilm
av min hals medan jag hummade. -
7:47 - 7:49Igen, om du stirrar på filmen
-
7:49 - 7:50så är det inte så mycket som syns,
-
7:50 - 7:55men när vi förstorar rörelserna 100 gånger
ser vi alla rörelser och krusningar -
7:55 - 7:58i halsen som är involverade
i att producera ljudet. -
7:58 - 8:01Den signalen syns där i filmen.
-
8:01 - 8:04Vi vet också att sångare
kan spräcka ett vinglas -
8:04 - 8:05om de träffar rätt ton.
-
8:05 - 8:07Så här ska vi spela en ton
-
8:07 - 8:10som ligger inom glasets resonansfrekvens
-
8:10 - 8:12genom en högtalare precis bredvid.
-
8:12 - 8:16När vi spelar tonen
och förstorar rörelserna 250 gånger, -
8:16 - 8:19så kan vi väldigt tydligt se
hur glaset vibrerar -
8:19 - 8:22och resonerar som svar på ljudet.
-
8:22 - 8:25Det här är ingenting
som man är van vid att se. -
8:25 - 8:28Men det fick oss att tänka till.
Vi fick en galen idé. -
8:28 - 8:34Kan vi faktiskt invertera processen
och hämta in ljud från filmen -
8:34 - 8:38genom att analysera de små vibrationerna
som ljudvågorna orsakar i objekten, -
8:38 - 8:42och egentligen konvertera dem
tillbaka till de ljud som producerade dem. -
8:42 - 8:47På det här sättet kan vi omvandla
vardagliga saker till mikrofoner. -
8:47 - 8:49Så det var precis vad vi gjorde.
-
8:49 - 8:52Här är en tom chipspåse
som låg på bordet, -
8:52 - 8:55och vi ska göra om chipspåsen
till en mikrofon -
8:55 - 8:56genom att filma den med en kamera
-
8:56 - 9:00och analysera de små rörelserna
som ljudvågorna skapar i den. -
9:00 - 9:02Här är ljudet som vi spelade i rummet.
-
9:02 - 9:10(Musik: "Mary har ett litet lamm")
-
9:10 - 9:13Och här är en höghastighetsfilm
av chipspåsen som vi spelade in. -
9:13 - 9:14Den spelar igen.
-
9:14 - 9:17Det finns ingen möjlighet att se
vad vad som händer i filmen -
9:17 - 9:18bara genom att titta på den,
-
9:18 - 9:20men här är ljudet som vi kunde återskapa
-
9:20 - 9:24genom att analysera
de små rörelserna i filmen. -
9:24 - 9:27(Musik: "Mary har ett litet lamm")
-
9:41 - 9:42Jag kallar det för... Tack.
-
9:42 - 9:45(Applåder)
-
9:50 - 9:52Jag kallar det för
den visuella mikrofonen. -
9:52 - 9:56Vi extraherar faktiskt ljudsignaler
från videosignaler. -
9:56 - 9:59Och bara för att ge er en känsla
för rörelseskalan här: -
9:59 - 10:04Ett ganska högt ljud skulle få chipspåsen
att röra sig mindre än en mikrometer. -
10:04 - 10:07Det är en tusendels millimeter.
-
10:07 - 10:10Så små är de rörelser
som kan vi nu dra ut -
10:10 - 10:14bara genom att observera
hur ljuset studsar på objekt -
10:14 - 10:16och spelas in av våra kameror.
-
10:16 - 10:18Vi kan hämta in ljud
från andra objekt, som växter. -
10:19 - 10:22(Musik: "Mary har ett litet lamm")
-
10:27 - 10:29Och vi kan hämta in tal.
-
10:29 - 10:32Här talar en person i ett rum.
-
10:32 - 10:36Röst: Mary har ett litet lamm
med ull så len och vit -
10:36 - 10:40och vart än lilla Mary går,
går lammet också dit. -
10:40 - 10:42Michael Rubinstein:
Och här är samma tal igen, -
10:42 - 10:46inhämtat från den här filmen
med samma chipspåse. -
10:46 - 10:51Röst: Mary har ett litet lamm
med ull så len och vit -
10:51 - 10:55och vart än lilla Mary går,
går lammet också dit. -
10:56 - 10:58MR: Vi använde "Mary har ett litet lamm"
-
10:58 - 11:00därför att det påstås
att de var de första orden -
11:00 - 11:05som Thomas Edison talade in
i sin fonograf 1877. -
11:05 - 11:08Det var en av historiens
första ljudinspelningsmaskiner. -
11:08 - 11:12Den riktade helt enkelt in ljuden
på ett membran som vibrerade en nål -
11:12 - 11:15som egentligen graverade in ljudet
på aluminiumfolie -
11:15 - 11:17som var lindad runt cylindern.
-
11:17 - 11:23Här är en demonstration av in- och
uppspelning av ljud med Edisons fonograf. -
11:23 - 11:26(Video) Röst: Testar, testar, ett två tre.
-
11:26 - 11:30Mary har ett litet lamm
med ull så len och vit, -
11:30 - 11:34och vart än lilla Mary går,
går lammet också dit. -
11:34 - 11:36Testar, testar, ett två tre.
-
11:36 - 11:40Mary har ett litet lamm
med ull så len och vit, -
11:40 - 11:45och vart än lilla Mary går,
går lammet också dit. -
11:46 - 11:50MR: Och nu, 137 år senare,
-
11:50 - 11:54kan vi få ut ljud
med i princip samma kvalitet, -
11:54 - 11:58men genom att bara titta på objekt
som vibrerar till ljud via kameror, -
11:58 - 12:00vi kan till och med göra det när kameran
-
12:00 - 12:04är 4,5 m bort från objektet
bakom ljudisolerat glas. -
12:04 - 12:07Det här är det ljud
vi kunde hämta in i det fallet. -
12:07 - 12:12Röst: Mary har ett litet lamm
med ull så len och vit, -
12:12 - 12:17och vart än lilla Mary går,
går lammet också dit. -
12:17 - 12:21MR: Och självklart är övervakning
det första som dyker upp på näthinnan. -
12:21 - 12:24(Skratt)
-
12:24 - 12:28Men det kan faktiskt komma till nytta
i andra sammanhang också. -
12:28 - 12:31Kanske kommer vi i framtiden
till exempel kunna -
12:31 - 12:33hämta in ljud genom rymden,
-
12:33 - 12:37därför att ljud kan inte färdas
i rymden, men det kan ljus. -
12:37 - 12:39Vi har bara börjat att utforska
-
12:39 - 12:42andra möjliga användningsområden
för den här nya teknologin. -
12:42 - 12:45Det låter oss se fysiska processer
som vi vet finns där -
12:45 - 12:49men som vi aldrig har kunnat observera
med blotta ögat förrän nu. -
12:49 - 12:50Det här är vårt team.
-
12:50 - 12:53Det som jag har visat här idag
är resultatet av samarbete -
12:53 - 12:55med den här fantastiska gruppen,
-
12:55 - 12:58och jag uppmuntrar och välkomnar er
att kolla in vår webbplats, -
12:58 - 12:59testa själva,
-
12:59 - 13:03och göra oss sällskap i utforskandet
av de små rörelsernas värld. -
13:03 - 13:04Tack.
-
13:04 - 13:05(Applåder)
- Title:
- Se osynliga rörelser, höra tysta ljud. Häftigt? Läskigt? Vi kan inte bestämma oss.
- Speaker:
- Michael Rubinstein
- Description:
-
Möt ”rörelsemikroskopet”, ett videobearbetningsverktyg som spelar upp små förändringar i rörelse och färg som är omöjliga att se med blotta ögat. Videoforskaren Michael Rubinstein spelar upp klipp efter häpnadsväckande klipp som visar hur den här tekniken kan mäta en människas puls och hjärtslag bara med hjälp av lite film. Se honom återskapa en konversation genom att förstärka rörelser från ljudvågor som studsar på en chipspåse. Den här teknikens wow-inspirerande och lömska användningsområden kan du tro på först när du ser dem.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 13:18
Annika Bidner approved Swedish subtitles for See invisible motion, hear silent sounds. Cool? Creepy? We can't decide | ||
Annika Bidner accepted Swedish subtitles for See invisible motion, hear silent sounds. Cool? Creepy? We can't decide | ||
Annika Bidner edited Swedish subtitles for See invisible motion, hear silent sounds. Cool? Creepy? We can't decide | ||
Annika Bidner edited Swedish subtitles for See invisible motion, hear silent sounds. Cool? Creepy? We can't decide | ||
Annika Bidner edited Swedish subtitles for See invisible motion, hear silent sounds. Cool? Creepy? We can't decide | ||
Annika Bidner edited Swedish subtitles for See invisible motion, hear silent sounds. Cool? Creepy? We can't decide | ||
Annika Bidner edited Swedish subtitles for See invisible motion, hear silent sounds. Cool? Creepy? We can't decide | ||
Annika Bidner edited Swedish subtitles for See invisible motion, hear silent sounds. Cool? Creepy? We can't decide |