Ver movimiento invisible, escuchar sonidos silenciosos. ¿Genial? ¿Horripilante? No podemos decidir
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0:01 - 0:09En los últimos siglos, los microscopios
han revolucionado nuestro mundo. -
0:09 - 0:14Nos han revelado un diminuto mundo
de objetos, vidas y estructuras, -
0:14 - 0:17que son muy pequeños
para verlos a simple vista. -
0:17 - 0:20Una enorme contribución
a la ciencia y la tecnología. -
0:20 - 0:23Hoy quisiera presentarles
un nuevo tipo de microscopio, -
0:23 - 0:26un microscopio de cambios.
-
0:26 - 0:29No usa la óptica de
un microscopio ordinario -
0:29 - 0:31para agrandar objetos pequeños,
-
0:31 - 0:35sino una cámara de video
y procesamiento de imágenes -
0:35 - 0:41para revelar cambios de color y diminutos
movimientos en personas y objetos, -
0:41 - 0:44cambios que serían imposibles
de ver a simpe vista. -
0:44 - 0:48Nos permite ver nuestro mundo
de una forma completamente nueva. -
0:48 - 0:50¿Qué quiero decir con cambios de color?
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0:50 - 0:53Nuestra piel, por ejemplo,
cambia de color muy ligeramente, -
0:53 - 0:55cuando la sangre fluye por ella.
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0:55 - 0:58Ese cambio es increíblemente sutil,
-
0:58 - 1:00por eso cuando ven a los demás,
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1:00 - 1:02cuando ven a la persona
sentada junto a Uds. -
1:02 - 1:06no ven que su piel o su cara
cambie de color. -
1:06 - 1:10Cuando vemos este video de Steve,
nos parece una imagen estática. -
1:10 - 1:14Pero cuando lo vemos mediante
nuestro nuevo microscopio especial -
1:14 - 1:16repentinamente vemos una imagen
completamente diferente. -
1:16 - 1:20Lo que ven aquí son los leves
cambios de color de la piel de Steve, -
1:20 - 1:25magnificados 100 veces
para hacerlos visibles. -
1:25 - 1:28De hecho vemos el pulso humano.
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1:28 - 1:31Podemos ver la frecuencia
del pulso de Steve, -
1:31 - 1:37y también cómo fluye
la sangre en su cara. -
1:37 - 1:39Podemos hacer eso
no solo para ver el pulso -
1:39 - 1:43sino para recuperar
el ritmo cardiaco -
1:43 - 1:44y medirlo.
-
1:44 - 1:49Y lo podemos hacer con cámaras
comunes sin tocar a los pacientes. -
1:49 - 1:54Aquí vemos el pulso y ritmo cardiaco
de un bebé recién nacido -
1:54 - 1:57a partir de un video que tomamos
con una cámara DSLR común -
1:57 - 2:00y la medición que obtuvimos
del ritmo cardiaco -
2:00 - 2:04es tan precisa como la que se obtiene
de un monitor estándar de hospital -
2:04 - 2:07y ni siquiera tiene que ser
un video grabado por nosotros. -
2:07 - 2:10En esencia podemos hacerlo
con otros videos también. -
2:10 - 2:14Tomé una secuencia de "Batman inicia"
-
2:14 - 2:16solo para mostrar
el pulso de Christian Bale. -
2:16 - 2:17(Risas)
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2:17 - 2:19Es de suponer que tiene maquillaje,
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2:19 - 2:21la luz aquí lo dificulta;
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2:21 - 2:24aun así, del video,
pudimos extraer su pulso -
2:24 - 2:26y se muestra bastante bien.
-
2:26 - 2:28¿Cómo lo hacemos?
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2:28 - 2:33Analizamos los cambios
de luz que se registran -
2:33 - 2:35en cada pixel del video en el tiempo
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2:35 - 2:37y luego empalmamos esos cambios.
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2:37 - 2:39Los magnificamos para poder verlos.
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2:39 - 2:41El truco es que esas señales,
-
2:41 - 2:44esos cambios que buscamos
son en extremo sutiles, -
2:44 - 2:47por eso debemos ser
cuidadosos al separarlos. -
2:47 - 2:51del ruido que siempre hay en los videos.
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2:51 - 2:54Así que usamos técnicas
de procesamiento ingeniosas -
2:54 - 2:58para obtener mediciones precisas
del color de cada pixel en el video -
2:58 - 3:00y la forma como cambia
el color con el tiempo -
3:00 - 3:03para luego amplificar esos cambios.
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3:03 - 3:07Los agrandamos para crear videos
realzados o magnificados, -
3:07 - 3:09que en efecto nos muestran esos cambios.
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3:09 - 3:13Pero resulta que podemos hacer eso
no solo para cambios leves de color, -
3:13 - 3:16sino también para movimientos leves,
-
3:16 - 3:19y eso se debe a que la luz grabada
por nuestras cámaras, -
3:19 - 3:22cambiará no solo si el color
del objeto cambia, -
3:22 - 3:24sino también cuando el objeto se mueve.
-
3:24 - 3:28Esta es mi hija cuando tenía
dos meses de edad. -
3:28 - 3:31Es un video que grabé hace tres años.
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3:31 - 3:34Como todo padre primerizo, queremos
saber que nuestros bebés están bien, -
3:34 - 3:37que están respirando y
que están vivos, claro. -
3:37 - 3:39Así que también teníamos
uno de esos monitores de bebé -
3:39 - 3:41para poder ver a mi hija cuando dormía.
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3:41 - 3:45Y esto es lo que verían con
un monitor de bebé estándar. -
3:45 - 3:48Pueden ver al bebé durmiendo,
pero no hay mucha más información. -
3:48 - 3:50No hay mucho que podamos ver.
-
3:50 - 3:53¿No sería mejor o más útil
o más informativo -
3:53 - 3:56si en cambio pudiéramos ver esto?
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3:56 - 4:02Grabé estos movimientos
y los magnifiqué 30 veces. -
4:02 - 4:06Y puedo ver claramente que mi hija
en efecto está viva y respirando. -
4:06 - 4:08(Risas)
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4:08 - 4:10Aquí tienen una comparación en paralelo
-
4:10 - 4:13del video fuente, el video original,
-
4:13 - 4:14en el que no podemos ver mucho;
-
4:14 - 4:18pero una vez magnificados,
la respiración se hace más visible. -
4:18 - 4:20Y resulta que hay muchos fenómenos
-
4:20 - 4:24que podemos revelar y magnificar
con nuestro microscopio de movimiento. -
4:24 - 4:28Podemos ver cómo pulsan
nuestras venas y arterias del cuerpo, -
4:28 - 4:31que nuestros ojos están
en movimiento constante -
4:31 - 4:33en este movimiento tembloroso.
-
4:33 - 4:34Y ese es de hecho mi ojo
-
4:34 - 4:37y este video fue tomado justo
después de que nació mi hija; -
4:37 - 4:42pueden ver que no había
dormido mucho. (Risas) -
4:42 - 4:44Incluso si una persona está quieta,
-
4:44 - 4:46hay mucha información
que podemos extraer -
4:46 - 4:50sobre sus patrones de respiración,
leves expresiones faciales. -
4:50 - 4:52Quizá pudiéramos usar esos movimientos
-
4:52 - 4:55para que nos digan algo de
nuestros pensamientos y emociones. -
4:55 - 4:58También podemos magnificar
movimientos mecánicos diminutos -
4:58 - 5:00como las vibraciones en máquinas
-
5:00 - 5:03que pueden servir para detectar
problemas mecánicos -
5:03 - 5:08o ver cómo edificios y estructuras
reaccionan con el viento o fuerzas. -
5:08 - 5:13Todas ellas son mediciones
que hacemos de varias formas, -
5:13 - 5:15pero medir esos movimientos es una cosa
-
5:15 - 5:17y en efecto verlos cuando ocurren
-
5:17 - 5:20es algo totalmente diferente.
-
5:20 - 5:23Desde que descubrimos
esta nueva tecnología, -
5:23 - 5:27pusimos nuestro código en línea para que
otros puedan usarlo y experimentar con él. -
5:27 - 5:29Es muy sencilla de usar.
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5:29 - 5:31Puede funcionar con sus propios videos.
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5:31 - 5:33Nuestros colaboradores en
Quantum Research incluso crearon -
5:33 - 5:37un sitio web donde pueden
subir sus videos y procesarlos en línea. -
5:37 - 5:40Así, aunque no tengan
experiencia en programación, -
5:40 - 5:43pueden fácilmente experimentar
con este nuevo microscopio. -
5:43 - 5:46Quisiera mostrarles
un par de ejemplos -
5:46 - 5:48de lo que otros han hecho con él.
-
5:48 - 5:54Este video lo hizo para
YouTube, el usuario Tamez85, -
5:54 - 5:55a quien no conozco,
-
5:55 - 5:58pero él o ella usó nuestro código
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5:58 - 6:01para magnificar los leves movimientos
del vientre durante el embarazo. -
6:01 - 6:03Es un poco escalofriante.
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6:03 - 6:05(Risas)
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6:05 - 6:09La gente lo ha usado para magnificar
las venas de sus manos. -
6:09 - 6:13No es ciencia real a menos
de que usen conejillos de indias -
6:13 - 6:17y aparentemente este conejillo
de indias se llama Tiffany. -
6:17 - 6:20Y este usuario de YouTube afirma
que es el primer roedor -
6:20 - 6:22del planeta cuyo movimiento
ha sido magnificado. -
6:22 - 6:24También pueden hacer arte.
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6:24 - 6:28Este video me lo envió
una estudiante de diseño de Yale. -
6:28 - 6:29Quiso ver si había diferencias
-
6:29 - 6:31en los movimientos
de sus compañeros de clase. -
6:31 - 6:35Les pidió que estuvieran quietos
y luego magnificó sus movimientos. -
6:35 - 6:39Es como ver fotos fijas que toman vida.
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6:39 - 6:41Lo agradable de todos estos ejemplos
-
6:41 - 6:43es que no tenemos
nada que ver con ellos. -
6:43 - 6:47Solo ofrecimos una nueva herramienta,
una forma nueva de ver el mundo -
6:47 - 6:52y la gente encuentra formas nuevas,
creativas e interesantes de usarla. -
6:52 - 6:54Pero no nos quedamos ahí.
-
6:54 - 6:58Esta herramienta no solo nos permite
ver el mundo de una nueva manera, -
6:58 - 7:00también redefine lo que podemos hacer
-
7:00 - 7:03y reduce los límites de lo que podemos
hacer con nuestras cámaras. -
7:03 - 7:05Como científicos
nos empezamos a preguntar, -
7:05 - 7:09¿qué otros fenómenos físicos
producen movimientos diminutos -
7:09 - 7:12que podamos ahora medir
con nuestras cámaras? -
7:12 - 7:16Uno de esos fenómenos al
que nos enfocamos es el sonido. -
7:16 - 7:18El sonido, como sabemos, es en esencia
-
7:18 - 7:20cambios en la presión de aire
que viaja por el aire. -
7:20 - 7:24Esas ondas de presión golpean objetos
y crean diminutas vibraciones -
7:24 - 7:26que es como escuchamos
y grabamos el sonido. -
7:26 - 7:30Pero resulta que el sonido también
produce movimientos visuales -
7:30 - 7:33que no son visibles para nosotros,
-
7:33 - 7:36pero sí para una cámara
con el procesamiento correcto. -
7:36 - 7:37He aquí dos ejemplos.
-
7:37 - 7:40Aquí estoy demostrando
mis aptitudes de canto. -
7:41 - 7:43(Canta)
-
7:43 - 7:44(Risas)
-
7:44 - 7:47Tomé un video en alta velocidad
de mi garganta mientras tarareaba. -
7:47 - 7:49Y si miran fijamente el video
-
7:49 - 7:51no hay mucho que puedan ver,
-
7:51 - 7:55pero al magnificarlo 100 veces,
vemos los movimientos -
7:55 - 7:59y ondulaciones involucrados
del cuello al producir sonido. -
7:59 - 8:01Esa señal está ahí en el video.
-
8:01 - 8:04También sabemos que los cantantes
pueden romper una copa de vino, -
8:04 - 8:05si dan la nota correcta.
-
8:05 - 8:07Aquí tocaremos una nota
-
8:07 - 8:10en la frecuencia de
resonancia de esta copa -
8:10 - 8:12con un parlante a un lado.
-
8:12 - 8:16Tocamos la nota y magnificamos
el movimiento 250 veces. -
8:16 - 8:19Podemos ver claramente
cómo vibra la copa -
8:19 - 8:22y resuena en respuesta al sonido.
-
8:22 - 8:25No es algo que se suela ver a diario.
-
8:25 - 8:28Pero esto nos hizo
reflexionar en una idea loca. -
8:28 - 8:34¿Podemos invertir este proceso
y recuperar sonido del video -
8:34 - 8:38analizando las diminutas vibraciones
que las ondas sonoras crean en objetos -
8:38 - 8:42y convertirlos de vuelta en
los sonidos que los produjeron? -
8:42 - 8:47De esta forma podemos convertir
objetos cotidianos en micrófonos. -
8:47 - 8:49Y eso hicimos exactamente.
-
8:49 - 8:52Esta es una bolsa vacía
de papas sobre una mesa -
8:52 - 8:55y convertiremos esta bolsa
de papas en un micrófono -
8:55 - 8:56filmándola con una cámara de video
-
8:56 - 9:00y analizando los leves movimientos
que las ondas sonoras hacen. -
9:00 - 9:02Este es el sonido que tocamos.
-
9:02 - 9:09(Música: "María tenía un corderito")
-
9:10 - 9:13Este es un video a alta velocidad
grabado de esa bolsa de papas. -
9:13 - 9:14Otra vez, está tocando.
-
9:14 - 9:18No hay forma de que puedan ver
que suceda algo en ese video -
9:18 - 9:19con solo mirarlo,
-
9:19 - 9:22pero este es el sonido
que pudimos recuperar analizando -
9:22 - 9:24los leves movimientos del video.
-
9:24 - 9:27(Música: "María tenía un corderito")
-
9:41 - 9:42Le llamo... gracias.
-
9:42 - 9:48(Aplausos)
-
9:50 - 9:52Le llamo el micrófono visual.
-
9:52 - 9:56De hecho extraemos señales
de audio de las señales de video. -
9:56 - 9:59Solo para darles un sentido
de la escala del movimiento, -
9:59 - 10:04un sonido fuerte hará que esa bolsa de
papas se mueva menos de un micrómetro, -
10:04 - 10:07esto es una milésima de un milímetro.
-
10:07 - 10:10Así de pequeños son los movimientos
que ahora podemos sacar -
10:10 - 10:14con tan solo observar
los rebotes de luz en los objetos -
10:14 - 10:16que grabamos con nuestras cámaras.
-
10:16 - 10:19Podemos recuperar sonidos
de otros objetos como plantas. -
10:19 - 10:25(Música: "María tenía un corderito")
-
10:27 - 10:29Lo mismo que el habla.
-
10:29 - 10:32Esta es una persona hablando.
-
10:32 - 10:36Voz: María tenía un corderito
cuya lana era blanca como la nieve -
10:36 - 10:40y adonde fuera María,
el corderito seguro la seguía. -
10:40 - 10:43Michael Rubinstein: Y aquí tienen
esa alocución recuperada -
10:43 - 10:46de este video con
la misma bolsa de papas. -
10:46 - 10:51Voz: María tenía un corderito,
cuya lana era blanca como la nieve -
10:51 - 10:56y adonde fuera María,
el corderito seguro la seguía. -
10:56 - 10:58MR: Usamos "María tenía un corderito",
-
10:58 - 11:01porque se dice que esas fueron
las primeras palabras -
11:01 - 11:04que Tomás Edison dijo
con su fonógrafo en 1877. -
11:04 - 11:08Uno de los primeros dispositivos
de grabación de sonido de la historia. -
11:08 - 11:11Básicamente dirige
el sonido a un diafragma, -
11:11 - 11:15que hace vibrar una aguja
que graba el sonido en papel estaño -
11:15 - 11:17enrollado en un cilindro.
-
11:17 - 11:23Esta es una demostración de grabación y
reproducción del fonógrafo de Edison. -
11:23 - 11:26(Video) Voz: Probando,
probando, uno, dos tres. -
11:26 - 11:30María tenía un corderito
cuya lana era blanca como la nieve -
11:30 - 11:34y adonde fuera María,
el corderito seguro la seguía. -
11:34 - 11:36Probando, probando, uno, dos tres.
-
11:36 - 11:40María tenía un corderito
cuya lana era blanca como la nieve -
11:40 - 11:46y adonde fuera María,
el corderito seguro la seguía. -
11:46 - 11:50MR: Y ahora, 137 años después,
-
11:50 - 11:54podemos obtener sonido con
una calidad bastante similar -
11:54 - 11:58tan solo mirando objetos que vibran
con el sonido usando cámaras -
11:58 - 12:00e incluso podemos hacerlo con la cámara
-
12:00 - 12:04a casi 5 metros del objeto detrás
de un vidrio insonorizado. -
12:04 - 12:07Este es el sonido que pudimos
recuperar en este caso. -
12:07 - 12:13Voz: María tenía un corderito
cuya lana era blanca como la nieve -
12:13 - 12:17y adonde fuera María,
el corderito seguro la seguía. -
12:17 - 12:21MR: Claro está que la vigilancia es
la primera aplicación que imaginamos. -
12:21 - 12:24(Risas)
-
12:24 - 12:28Pero quizá también sería
útil para otras cosas. -
12:28 - 12:31Quizá en el futuro,
podamos usarlo por ejemplo, -
12:31 - 12:33para recuperar sonido del espacio
-
12:33 - 12:37porque el sonido no puede viajar
en el espacio, pero sí la luz. -
12:37 - 12:39Apenas estamos explorando
-
12:39 - 12:42otros posibles usos
para esta nueva tecnología. -
12:42 - 12:45Nos permite ver procesos
físicos que conocemos, -
12:45 - 12:49pero que nunca hemos podido verlos
con nuestros propios ojos hasta ahora. -
12:49 - 12:50Este es nuestro equipo.
-
12:50 - 12:53Todo lo mostrado hoy es
resultado de una colaboración -
12:53 - 12:55con este grandioso equipo
de gente que ven aquí. -
12:55 - 12:58Son bienvenidos a
visitar nuestro sitio web -
12:58 - 13:00para que los prueben Uds. mismos
-
13:00 - 13:02y exploren con nosotros este mundo
de movimientos diminutos. -
13:02 - 13:04Gracias.
-
13:04 - 13:05(Aplausos)
- Title:
- Ver movimiento invisible, escuchar sonidos silenciosos. ¿Genial? ¿Horripilante? No podemos decidir
- Speaker:
- Michael Rubinstein
- Description:
-
Conoce al "microscopio del movimiento", una herramienta de procesamiento de video que reproduce hasta diminutos cambios en el movimiento y el color, imposibles de ver a simple vista. El investigador Michael Rubinstein nos enseña un impresionante videoclip mostrando cómo esta tecnología puede rastrear el pulso y los latidos del corazón de una persona simplemente de una pieza de material de archivo. Verlo recrear una conversación mediante la amplificación de los movimientos de las ondas de sonido que rebotan en una bolsa de papas fritas. Las inspiradoras y siniestras aplicaciones de esta tecnología que tienes que ver para creer.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 13:18
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