Görünmez hareketleri bakın, sessiz sesleri duyun. Harika? Korkunç? Karar veremeyiz.

"Hareket mikroskobu" ile tanışın, çıplak gözle görülmesi imkansız olan hareket ve renklerdeki küçük değişiklikler vurgulayan bir video işleme aracı. Vİdeo araştırmacısı Miceal Rubinstein bize kısa bir filmden alınan kişinin kalp atışını ve nabzını nasıl takip edebildiğini gösteren hayret verici bir klipten sonra video gösteriyor. Bir cips paketinden yansıyan ses dalgalarının hareketlerini artırarak bir konuşmayı tekrar oluşturduğunu izleyin. Gördüklerinize inanmanız gereken bu teknolojinin vay canına diyeceğiniz ve tekin olmayan uygulamaları...

Birkaç yüzyıldır, mikroskoplar
dünyamızda devrim yaptı.

Çıplak gözle göremeyeceğimiz
kadar küçük nesnelerin,

canlıların, yapıların küçük
dünyasını bizlere açtı.

Bilim ve teknolojiye katkıları inanılmaz.

Bugün sizlere yeni bir tip
mikroskop tanıtmak istiyorum,

bir değişim mikroskobu.

Normal mikroskoplar gibi
nesneleri büyütmek için

optikleri kullanmaz,

onun yerine bir video kamera
ve görüntü işleme kullanarak

nesne ve insanlardaki en küçük
hareketleri ortaya çıkarır.

Çıplak gözlerimizle görmenin
imkansız olduğu değişiklikler.

Ve bu bizim dünyaya tamamen
yeni bir gözle bakmamızı sağlıyor.

Peki renk değişimiyle neyi kastediyorum?

Örneğin derimiz, altından kan akarken

rengini çok hafif değiştirir.

Bu değişim son derece belirsizdir,

bu yüzden, diğer insanlara baktığınızda,

yanınızda oturan kişiye baktığınızda,

derilerinin veya yüzlerinin
renginin değiştiğini görmezsiniz.

Steve'in bu videosuna baktığımızda
bize durağan bir resim gibi geliyor,

fakat bu videoya bizim yeni,
özel mikroskobumuzdan bakınca

birden tamamen farklı bir resim görüyoruz.

Burada gördüğünüz şey Steve'in
deri rengindeki ufak değişikliklerin

görünür olması için
100 kat büyütülmüş hâlidir.

İnsan nabzını gerçekten görebiliriz.

Steve'in kalbinin atış hızını görebiliriz,

ve ayrıca kanın suratına
akışını da görebiliriz.

Ve bunu sadece nabzı görselleştirmek için değil

ayrıca kalp atım hızını da

ölçmek için kullanabiliriz.

Ve bunu normal kameralarla
ve hastalara dokunmadan yapabiliriz.

Ve burada, sıradan bir DSLR
kamera ile çektiğimiz videodan

yeni doğmuş bir bebeğin nabzını
ve kalp atım hızı çıkardık

ve elde ettiğimiz kalp atım hızı

standart bir hastane monitöründe
elde edeceğiniz kadar kesindir.

Ve bunun bizim kaydettiğimiz
bir video olması gerekmiyor.

Bunu aslında başka
videolarla da yapabiliriz.

Burada sırf Christian Bale'nin
nabzını göstermek için

"Batman Başlıyor"dan
kısa bir kesit aldım.

(Kahkaha)

Bildiğiniz gibi, muhtemelen
yüzünde makyaj var,

burada ışıklandırma biraz zorluyor

ama yine de videodan
nabzını çıkartabilir

ve oldukça iyi gösterebiliriz.

Peki bunu nasıl yapıyoruz?

Temel olarak, zamanla
her pikselde kaydedilen

ışıktaki değişimi analiz ediyoruz

ve bu değişimleri hareketlendiriyoruz.

Görebilmemiz için onları büyütüyoruz.

İşin zor kısmı o sinyallerin,

istediğimiz değişimlerin
aşırı belirsiz olması.

Bu yüzden, onları videolarda
her zaman olan gürültüden ayırırken

çok dikkatli olmamız gerekiyor.

Bu yüzden, çok akıllı görüntü
işleme teknikleri kullanarak

videodaki her pikselin renginden
kesin ölçümler elde ediyor

ve sonra zamanla rengin
değişim şeklini buluyor

ve sonra bu değişimleri büyütüyoruz.

Onları büyüterek bize bu
değişimleri gösteren bu tür

abartılı veya büyütülen
videolar yaratıyoruz.

Fakat anlaşıldı ki, renk
değişimlerini göstermenin yanında

ufak hareketleri de gösterebiliyoruz.

Ve bu yüzden kameralarımıza kaydedilen ışık

sadece nesnenin rengi değiştiğinde değil

nesne hareket ettiğinde de değişiyor.

Burada kızım 2 aylık kadar.

3 sene önce çektiğim bir video.

Yeni anne-babalar olarak tek istediğimiz
bebeğimizin sağlıklı olduğundan,

nefes aldığından ve tabii ki hayatta
olduğundan emin olmaktır.

Bu yüzden ben de kızımı
uyurken görebilmek için

şu bebek monitörlerinden aldım.

Ve normal bir bebek monitöründe
göreceğiniz şey böyle bir şeydir.

Bebeğin uyuduğunu görüyorsunuz ama
burada çok da bir bilgi yok.

Görebileceğimiz pek bir şey yok.

Görüntü şöyle olsa, daha iyi,

daha bilgilendirici veya
daha kullanışlı olmaz mıydı?

Bu yüzden hareketleri aldım
ve onları 30 kat büyüttüm

ve sonrasında kızımın hayatta olduğunu
ve nefes aldığını açıkça görebildim.

(Kahkaha)

Bu da yan yana karşılaştırma.

Yine, kaynak videoda,
orijinal videoda

görülecek pek bir şey yok,

fakat hareketleri büyüttüğümüzde
nefes alış çok daha görünür hâle geliyor.

Gördük ki, yeni hareket mikroskobumuz ile

ortaya çıkarabileceğimiz ve
büyütebileceğimiz bir çok olay var.

Vücudumuzdaki damar ve atardamarlarımızın
nasıl attıklarını görebiliyoruz.

Gözlerimizin sürekli olarak
titrek bir hareket yaptığını

görebiliyoruz.

Bu benim gözüm

ve bu video kızım doğduktan
hemen sonra çekildi

yani fazla uyumadığımı
görebilirsiniz. (Kahkaha)

Bir kişi sabit otururken bile

nefes alışı, küçük yüz ifadeleri hakkında

çıkarabileceğimiz çok fazla bilgi var.

Belki de bu hareketler bize

düşünce ve duygularımız hakkında
bir şeyler anlatabilir.

Ayrıca motorlardaki titreşimler gibi

küçük mekanik hareketleri büyüterek

mühendislerin makine problemlerini
teşhis etmesine veya bina ve yapıların

rüzgârda salınımlarını ve kuvvetlere
tepkisini görmesine yardımcı olabilir.

Bunlar insanların farklı yollardan
ölçebildiği şeylerdir

fakat bu hareketleri ölçmek bir şey

ve bu hareketleri olduğu anda görmek

tamamen farklı bir şeydir.

Ve bu yeni teknolojiyi
keşfettikten sonra

kodları internete açtık ki başkaları da
bunları kullanıp deneyebilsin.

Kullanımı çok basit.

Kendi videolarınızda da çalışabilir.

Ortaklarımızdan Quantum Araştırma
bu güzel internet sitesini hazırladı.

Burada videolarınızı yükleyebilir
ve çevirimiçi işleyebilirsiniz.

Bilgisayar bilimi veya programcılık
deneyiminiz yoksa bile

bu yeni mikroskobu kolay
bir şekilde deneyebilirsiniz.

Ve sizlere diğerlerinin yaptıklarından

birkaç örnek göstermek istiyorum.

Bu video Tamez85 rumuzlu
YouTube kullanıcısı tarafından yapıldı.

Bu kullanıcıyı tanımıyorum

ama o kodumuzu kullanarak

hamilelik sırasındaki
küçük hareketleri büyütmüş.

Bu biraz ürpertici.

(Kahkaha)

İnsanlar bunu ellerindeki atan
damarları büyütmek için kullandılar.

Ve bildiğiniz gibi, gine domuzu kullanmazsanız
bu gerçek bir bilim olmaz

ve Tiffany isimli bu gine domuzu

YouTube kullanıcısının iddiasına göre,
Dünya üzerindeki hareketi büyütülen

ilk kemirgen.

Bununla sanat da yapabilirsiniz.

Bu video Yale tasarım öğrencisi
tarafından gönderildi.

Sınıf arkadaşlarının hareketlerinde
herhangi bir farklılık

olup olmadığını görmek istemiş.

Hepsini ayakta sabit tutmuş
ve hareketlerini büyütmüş.

Sanki sabit resimlerin
hayata gelişini görmek gibi

Ve tüm bu örneklerin güzel tarafı

bunlarla hiç alakamızın olmaması.

Biz sadece bu yeni aracı,
dünyaya yeni bir bakış sağladık

ve sonra insanlar bunu kullanmanın
ilginç, yeni ve yaratıcı yollarını buldu.

Fakat burada durmadık.

Bu araç dünyaya sadece yeni bir
şekilde bakmamızı sağlamıyor,

ayrıca yapabileceklerimizi
yeniden tanımlıyor

ve kamerayla yapabileceklerimizin
limitlerini zorluyor.

Ve bilim adamları olarak,
merak etmeye başladık.

Kameralarımızı kullanarak
küçük hareketler üreten başka hangi

fiziksel olayları ölçebiliriz?

Ve yakın zamanda ses olayına odaklandık.

Ses, bildiğimiz gibi,
havada dolaşan

hava basıncındaki değişimdir.

Bu basınç dalgaları nesnelere çarpar
ve onlarda ufak titreşimler yaratır.

İşte bu şekilde işitir
ve sesi kaydederiz.

Fakat gördük ki ses
görsel hareketler de üretiyor.

Bize görünmeyen bu hareketler

doğru işleme ile kameraya görünebiliyor.

Buna iki örnek göstereceğim.

Burada şarkı söyleme
kabiliyetimi gösteriyorum.

(Şarkı söylüyor)

(Kahkaha)

Ve mırıldarken boğazımın
yüksek hızlı videosunu çektim.

Yine, videoya dikkatli bakarsanız

görebileceğiniz pek bir şey yok,

ama bu hareketleri 100 kez büyütürsek,
ses üretiminde yer alan boyundaki

tüm hareket ve dalgalanmaları görebiliriz.

Bu sinyal videoda var.

Ayrıca biliyoruz ki şarkıcılar
doğru notayı tutturursa

bardağı kırabiliyor.

Bu yüzden, yanındaki hoparlörden

bardağın rezonans frekansında

bir nota çalacağız.

Bu notayı çalıp hareketleri
250 kez büyüttüğümüzde

bardağın sese tepki
olarak nasıl titrediğini

ve çınladığını açıkça görebiliriz.

Bu her gün gördüğünüz bir şey değildi.

Fakat bu bizi düşündürdü.
Bize çılgın fikirler verdi.

Acaba ses dalgalarının nesnelerde
yarattığı ince titreşimleri analiz ederek

bu işlemi ters çevirir ve
videodaki sesi düzeltirsek,

bunları üreten asıl
sese dönüştürebilir miyiz?

Bu yolla günlük nesneleri
mikrofona dönüştürebiliriz.

Biz de bunu yaptık.

Burada masada duran boş cips paketi var.

Ve biz bu paketi kameraya alarak

mikrofona dönüştüreceğiz

ve ses dalgalarının içinde yarattığı
ufak hareketleri analiz edeceğiz.

Bu da odada çaldığımız ses.

(Müzik: "Mary Had a Little Lamb")

Ve bu cips paketinin
yüksek hızlı video kaydı.

Yine çalıyor.

Bu videoda olanları ona bakarak

görme şansınız yok

fakat videodaki küçük
hareketleri analiz ederek

kurtardığımız ses şöyle.

(Müzik: "Mary Had a Little Lamb")

Ben buna -- Teşekkürler.

(Alkışlar)

Ben buna görsel mikrofon diyorum.

Biz aslında video sinyallerinden
ses sinyallerini çıkardık.

Ve buradaki hareketlerin büyüklüğüne
örnek verecek olursam,

bu cips poşetinin hareket etmesini sağlayacak
oldukça gürültülü bir ses bir mikrometreden azdır.

Bu milimetrenin binde biridir.

İşte nesnelerden yansıyan ve
kameralarımızın kaydettiği

ışığı gözlemleyerek
elde ettiğimiz hareketler

bu kadar küçük.

Bitkiler gibi diğer nesnelerden de
sesleri kurtarabiliriz.

(Müzik: "Mary Had a Little Lamb")

Ve konuşmaları da kurtarabiliriz.

Bu odada bir kişi konuşuyor.

Ses: Mary'nin bir kuzusu var,
kürkü kar gibi beyaz,

Mary nereye gitse,
kuzu peşinden gider.

Michael Rubinstein: Ve aynı cips paketi

videosundan kurtardığımız o konuşma

Ses: Mary'nin bir kuzusu var,
kürkü kar gibi beyaz,

Mary nereye gitse,
kuzu peşinden gider.

MR: "Mary'nin Bir Kuzusu Var"
şarkısını kullandık

çünkü bunlar Thomas Edison'un 1877'de

fonografına söylediği
ilk kelimeler olduğu söylenir.

Bu tarihteki ilk ses kayıt
cihazlarından biridir.

Temel olarak silindir etrafına sarılmış

folyonun üzerine sesi işleyen bir iğneyi

titreten diyaframa yönlendirir.

İşte Edison'un fonografı ile ses kaydetmenin
ve kaydı oynatmanın bir gösterimi.

(Video) Ses: Test, test, bir iki üç.

Mary'nin bir kuzusu var,
kürkü kar gibi beyaz,

Mary nereye gitse,
kuzu peşinden gider.

Test, test, bir iki üç.

Mary'nin bir kuzusu var,
kürkü kar gibi beyaz,

Mary nereye gitse,
kuzu peşinden gider.

MR: Ve şimdi, 137 sene sonra,

benzer kalitede ses elde edebiliyoruz

fakat bunu kameralar ile nesnelerin
ses titreşimlerini izleyerek

ve bunu kamera nesnenin 5 metre uzağında

ve ses geçirmez camın
arkasındayken de yapabiliyoruz.

İşte bu durumda kurtarabildiğimiz ses.

Ses: Mary'nin bir kuzusu var,
kürkü kar gibi beyaz,

Mary nereye gitse,
kuzu peşinden gider.

MR: Ve tabii ki, akla
ilk gelen uygulama gözetleme.

(Kahkaha)

Ama başka şeyler için de faydalı olabilir.

Belki de gelecekte
bunu kullanabileceğiz, örneğin,

uzaydaki sesleri kurtarabileceğiz

çünkü ses uzayda yol almaz
ama ışık alabilir.

Ve bu yeni teknolojinin
kullanılabileceği alanları

yeni keşfetmeye başladık.

olduğunu bildiğimiz fakat şimdiye kadar

gözlerimizle göremediğimiz
fiziksel işlemleri görmemizi sağlıyor.

Bu bizim takımımız.

Bugün size gösterdiğim her şey
burada gördüğünüz

harika grubun ortak
çalışmasının bir sonucudur.

Ve sizleri davet ediyorum,
sitemizi ziyaret edin

ve bunu kendiniz deneyin

ve minik hareketler
dünyasını birlikte keşfedelim.

Teşekkür ederim.

(Alkış)