Return to Video

Kamera, joka voi nähdä kulman taakse

  • 0:01 - 0:02
    Tulevaisuudessa
  • 0:02 - 0:04
    itseajavat autot ovat turvallisempia
  • 0:04 - 0:06
    ja luotettavampia kuin ihmiset.
  • 0:06 - 0:07
    Jotta tämä tapahtuisi,
  • 0:07 - 0:10
    tarvitsemme teknologioita,
    joilla autot voivat reagoida
  • 0:10 - 0:11
    nopeammin kuin ihmiset,
  • 0:11 - 0:15
    tarvitsemme algoritmeja,
    jotka voivat ajaa ihmisiä paremmin
  • 0:15 - 0:19
    ja tarvitsemme kameroita,
    jotka näkevät enemmän kuin ihmiset.
  • 0:20 - 0:25
    Kuvittele itseajava auto,
    joka on kääntymässä sokeaan kulmaan,
  • 0:25 - 0:26
    ja kulman takaa tulee auto
  • 0:26 - 0:29
    tai ehkä siellä on lapsi,
    joka juoksee kadulle.
  • 0:29 - 0:33
    Onneksi tulevaisuuden autollamme
    tulee olemaan tämä supervoima,
  • 0:33 - 0:37
    kamera, joka näkee kulmien taakse
    ja huomaa nämä vaarat.
  • 0:38 - 0:40
    Parina viime vuonna
    olen jatko-opiskelijana
  • 0:40 - 0:42
    Stanfordin Computational
    Imaging -laboratoriossa
  • 0:42 - 0:45
    kehittänyt kameraa,
    joka voi tehdä juuri tämän --
  • 0:45 - 0:48
    muodostaa kuvia esineistä,
    jotka ovat piilossa kulman takana
  • 0:48 - 0:51
    tai joihin ei ole suoraa näkölinjaa.
  • 0:51 - 0:55
    Tässä on esimerkki siitä,
    mitä kameramme voi nähdä.
  • 0:55 - 0:57
    Tämä on ulkona tehty testi,
  • 0:57 - 1:01
    jossa kamerasysteemi skannaa
    rakennuksen seinää laserilla,
  • 1:01 - 1:03
    ja näköala, jonka
    haluamme nähdä
  • 1:03 - 1:06
    on piilossa kulman takana
    tämän verhon takana.
  • 1:06 - 1:09
    Eli kamerasysteemimme ei voi
    nähdä sitä suoraan.
  • 1:10 - 1:11
    Ja silti kuitenkin
  • 1:11 - 1:15
    kameramme voi muodostaa
    3D-kuvan paikan geometriasta.
  • 1:16 - 1:17
    Miten teemme tämän?
  • 1:17 - 1:20
    Taikuus löytyy
    kamerasysteemistä.
  • 1:20 - 1:24
    Tätä voi ajatella
    eräänlaisena nopeana kamerana.
  • 1:24 - 1:27
    Ei sellaisena, joka näkee
    1 000 kuvaruutua sekunnissa
  • 1:27 - 1:30
    tai edes miljoona
    kuvaruutua sekunnissa,
  • 1:30 - 1:32
    mutta biljoona
    kuvaruutua sekunnissa.
  • 1:33 - 1:38
    Se on niin nopea, että se voi tallentaa
    jopa valonsäteiden liikkeitä.
  • 1:39 - 1:42
    Esimerkkinä siitä, miten
    nopeasti valo liikkuu,
  • 1:42 - 1:47
    verrataan sitä nopeasti juoksevaan
    sarjakuvasankariin
  • 1:47 - 1:49
    joka voi liikkua kolme kertaa
    äänen nopeudella.
  • 1:50 - 1:54
    Valopulssilla kestää noin
    3,3 sekunnin miljardisosaa,
  • 1:54 - 1:56
    tai 3,3 nanosekuntia
  • 1:56 - 1:58
    kulkea metrin matka.
  • 1:58 - 2:00
    Tässä samassa ajassa
  • 2:00 - 2:04
    supersankarimme on liikkunut vähemmän
    kuin ihmisen hiuskarvan leveyden verran.
  • 2:05 - 2:06
    Aika nopeasti siis.
  • 2:06 - 2:09
    Mutta meidän täytyy luoda kuva
    paljon nopeammin,
  • 2:09 - 2:12
    jos haluamme nähdä valon liikkeitä
    alle senttimetrin mittakaavassa.
  • 2:13 - 2:15
    Joten kamerasysteemimme voi
    tallentaa fotoneita
  • 2:15 - 2:19
    jopa 50 biljoonasosasekunnin
    mittakaavassa,
  • 2:19 - 2:21
    eli 50 pikosekunnissa.
  • 2:22 - 2:24
    Joten otamme tämän ultranopean kameran
  • 2:24 - 2:28
    ja yhdistämme sen laseriin,
    joka lähettää lyhyitä valopulsseja.
  • 2:29 - 2:31
    Jokainen pulssi kulkee tähän
    näkyvään seinään
  • 2:31 - 2:33
    ja osa valosta hajoaa
    takaisin kameraamme,
  • 2:33 - 2:37
    mutta seinä myös hajottaa
    valoa kulman taakse
  • 2:37 - 2:39
    piilotettuun esineeseen ja takaisin.
  • 2:39 - 2:42
    Me toistamme tämän mittauksen
    monta kertaa
  • 2:42 - 2:44
    ja tallennamme fotonien saapumisajat
  • 2:44 - 2:46
    seinän eri kohdista.
  • 2:46 - 2:49
    Kun olemme tallentaneet nämä tulokset,
    voimme luoda
  • 2:49 - 2:52
    biljoona kuvaa sekunnissa
    -videon seinästä.
  • 2:52 - 2:55
    Vaikka seinä näyttää
    tavalliselta meidän silmillemme,
  • 2:55 - 3:00
    biljoona kuvaa sekunnissa
    paljastaa jotain uskomatonta.
  • 3:00 - 3:05
    Voimme nähdä valon aallot,
    jotka hajosivat takaisin piilosta
  • 3:05 - 3:07
    ja osuivat seinään.
  • 3:07 - 3:10
    Jokainen näistä aalloista
    sisältää informaatiota
  • 3:10 - 3:12
    piilossa olevasta esineestä,
    joka lähetti ne.
  • 3:12 - 3:14
    Voimme siis mitata näitä arvoja
  • 3:14 - 3:17
    ja syöttää ne algoritmiin,
    joka kokoaa ne uudelleen
  • 3:17 - 3:20
    ja paljastaa piilotetun
    3D-geometrian.
  • 3:21 - 3:25
    Haluan näyttää teille vielä yhden
    esimerkin sisätiloista,
  • 3:25 - 3:28
    tällä kertaa usealla erilaisella
    piilotetulla esineellä.
  • 3:28 - 3:30
    Nämä esineet
    näyttävät erilaisilta,
  • 3:30 - 3:32
    ja ne heijastavat valoa
    eri tavoilla.
  • 3:32 - 3:36
    Esimerkiksi tämä kiiltävä
    lohikäärme heijastaa valoa eri tavalla
  • 3:36 - 3:38
    kuin kiiltävä discopallo
  • 3:38 - 3:41
    tai valkoinen kiekonheittäjäpatsas.
  • 3:41 - 3:44
    Voimme nähdä erot heijastetussa valossa
  • 3:44 - 3:47
    visualisoimalla ne tähän
    3D-tilavuuskuvaajaan,
  • 3:47 - 3:51
    jossa olemme ottaneet videon kuvaruudut
    ja pinonneet ne päällekkäin.
  • 3:51 - 3:55
    Aika on esitetty tässä
    kuution syvyysmittana.
  • 3:56 - 3:59
    Nämä kirkkaat pisteet
    ovat valon heijastumia
  • 3:59 - 4:02
    discopallon jokaisesta
    peilipinnasta,
  • 4:02 - 4:04
    jotka siroavat seinää vasten
    ajan kuluessa.
  • 4:04 - 4:08
    Kirkkaat valojuovat,
    jotka saapuvat ajallisesti nopeiten
  • 4:08 - 4:12
    ovat kiiltävästä lohikäärmeestä
    joka on lähinnä seinää,
  • 4:12 - 4:16
    ja muut valojuovat ovat heijastuksia
    kirjahyllystä
  • 4:16 - 4:17
    ja patsaasta.
  • 4:18 - 4:22
    Voimme myös visualisoida
    nämä mittaustulokset kuva kuvalta
  • 4:22 - 4:23
    videomuodossa
  • 4:23 - 4:25
    jotta näemme valon hajoamisen suoraan.
  • 4:25 - 4:29
    Näemme taas ensin
    valon heijastumia lohikäärmeestä,
  • 4:29 - 4:30
    lähinnä seinää,
  • 4:30 - 4:34
    jonka jälkeen kirkkaat pisteet
    discopallosta
  • 4:34 - 4:37
    ja muita heijastuksia kirjahyllystä.
  • 4:37 - 4:41
    Viimeisenä näemme heijastuneet
    valoaallot patsaasta.
  • 4:42 - 4:45
    Nämä valoaallot,
    jotka valaisevat seinää
  • 4:45 - 4:49
    ovat kuin ilotulitteita,
    jotka kestävät biljoonasosasekunnin.
  • 4:54 - 4:57
    Vaikka eri esineet
    heijastavat valoa eri tavoilla,
  • 4:57 - 5:00
    voimme silti saada niiden muodot näkyviin.
  • 5:00 - 5:02
    Ja tämä on mitä voi nähdä
    kulman takaa.
  • 5:04 - 5:07
    Seuraava esimerkki
    on vähän erilainen.
  • 5:07 - 5:10
    Tässä videossa näette minut
    pukeutuneena heijastavaan pukuun
  • 5:10 - 5:15
    ja kamerasysteemimme kuvaa seinää
    neljä kertaa sekunnissa.
  • 5:15 - 5:16
    Puku on heijastava,
  • 5:16 - 5:19
    jotta voimme napata tarpeeksi fotoneita
  • 5:19 - 5:23
    ja nähdä, missä olen
    ja mitä olen tekemässä
  • 5:23 - 5:26
    ilman, että kamera kuvaa
    minua suoraan.
  • 5:26 - 5:30
    Tallentamalla fotoneita, jotka heijastuvat
    seinästä pukuuni,
  • 5:30 - 5:32
    takaisin seinään ja sieltä kameraan,
  • 5:32 - 5:36
    voimme nähdä tämän epäsuoran videon
    reaaliajassa.
  • 5:37 - 5:40
    Mielestämme tämänlainen
    käytännöllinen, näkölinjaton kuvantaminen
  • 5:40 - 5:44
    voisi olla hyödyllinen
    itseajavissa autoissa,
  • 5:44 - 5:46
    mutta myös
    biokuvantamisessa,
  • 5:46 - 5:50
    jossa tarvitsemme tietoa
    kehon pienenpienistä rakenteista.
  • 5:50 - 5:53
    Voisimme ehkä käyttää samanlaisia
    kameroita niissä roboteissa,
  • 5:53 - 5:56
    joita lähetämme tutkimaan
    muita planeettoja.
  • 5:57 - 6:00
    Olette ehkä kuulleet kulman taakse
    näkemisestä ennenkin,
  • 6:00 - 6:02
    mutta se mitä näytin teille
    olisi ollut mahdotonta
  • 6:02 - 6:03
    kaksi vuotta sitten.
  • 6:03 - 6:07
    Voimme esimerkiksi nähdä isoja,
    huoneen kokoisia tilanteita ulkona,
  • 6:07 - 6:09
    reaaliajassa,
  • 6:09 - 6:14
    ja olemme kehittäneet teknologiaa
    merkittävästi käytännöllisemmäksi,
  • 6:14 - 6:16
    jota voit nähdä
    jokin päivä autoissa.
  • 6:16 - 6:19
    Mutta tietenkin meillä on
    vielä haasteita.
  • 6:19 - 6:23
    Voimmeko esim. nähdä piilossa
    olevia asioita kaukaa,
  • 6:23 - 6:26
    jolloin voimme kerätä
    hyvin harvoja fotoneita
  • 6:26 - 6:29
    matalatehoisilla lasereilla,
    jotka ovat turvallisia silmille?
  • 6:30 - 6:32
    Tai voimmeko luoda kuvia
    fotoneista,
  • 6:32 - 6:34
    jotka ovat heijastuneet
    monesti useammin
  • 6:34 - 6:37
    kuin vain yhden kerran kulman ympäri?
  • 6:37 - 6:41
    Voimmeko ottaa prototyyppimme,
    joka on iso ja kömpelö,
  • 6:41 - 6:44
    ja pienentää sen johonkin,
    josta on hyötyä
  • 6:44 - 6:45
    biokuvantamisessa
  • 6:45 - 6:48
    tai vaikka parannellussa
    kodin hälytysjärjestelmässä,
  • 6:48 - 6:54
    tai voimmeko käyttää tätä uutta
    kuvantamismenetelmää muuten?
  • 6:54 - 6:56
    Tämä teknologia
    on jännittävää
  • 6:56 - 6:59
    ja voi olla monia tilanteita,
    joita emme ole ajatelleet,
  • 6:59 - 7:00
    missä sitä voi käyttää.
  • 7:00 - 7:02
    Joten tulevaisuus
    itseajavilla autoilla
  • 7:02 - 7:05
    voi tuntua nyt kaukaiselta,
  • 7:05 - 7:07
    mutta olemme kehittämässä
    teknologioita
  • 7:07 - 7:09
    turvallisempiin
    ja älykkäämpiin autoihin.
  • 7:10 - 7:13
    Tieteellisen tutkimuksen ja keksintöjen
    nopea tahti tarkoittaa,
  • 7:13 - 7:16
    että koskaan ei tiedä mitä uusia
    ja jännittäviä mahdollisuuksia
  • 7:16 - 7:18
    on kulman takana.
  • 7:19 - 7:22
    (Aplodit)
Title:
Kamera, joka voi nähdä kulman taakse
Speaker:
David Lindell
Description:

Jotta itseajavat autot voivat toimia turvallisesti, niiden täytyy välttää esteitä -- mukaanlukien niitä, joita ei voi vielä nähdä. Tämän toteutumiseksi tarvitsemme teknologiaa, joka näkee paremmin kuin ihmiset, sanoo sähköinsinööri David Lindell. Valmistaudu nopeaan, uraauurtavaan teknologiaesittelyyn, jossa Lindell esittelee erityisnopean kameran. Se on merkittävä ja monikäyttöinen laite, joka voi nähdä piilossa olevia esineitä kulman takaa.
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TEDTalks
Duration:
07:34

Finnish subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.