לראות תנועה נסתרת, לשמוע קולות נעלמים. מגניב? מצמרר? קשה לנו להחליט
-
0:01 - 0:09במהלך מאות השנים האחרונות,
מיקרוסקופים הביאו למהפכה בעולם. -
0:09 - 0:14הם גילו לעינינו את עולם
העצמים הזעירים, צורות חיים ומבנים -
0:14 - 0:17הקטנים מדי מכדי שנבחין
בהם בעין עירומה. -
0:17 - 0:20הם מהווים תרומה אדירה למדע וטכנולוגיה.
-
0:20 - 0:23היום ברצוני להציג בפניכם
מיקרוסקופ מסוג חדש, -
0:23 - 0:26מיקרוסקופ של שינויים.
-
0:26 - 0:29שלא כמו מיקרוסקופ רגיל,
הוא אינו משתמש באופטיקה -
0:29 - 0:31כדי להגדיל עצמים קטנים,
-
0:31 - 0:35אלא הוא משתמש במצלמת
וידאו ובעיבוד תמונה -
0:35 - 0:41כדי לחשוף בפנינו את השינויים הכי זעירים
בצבע ובתנועות של חפצים ואנשים, -
0:41 - 0:44שינויים שבלתי-אפשרי לראותם בעין עירומה.
-
0:44 - 0:48זה מאפשר לנו להביט
בעולם בדרך חדשה לגמרי. -
0:48 - 0:50מה הכוונה בשינויי צבע?
-
0:50 - 0:53עורנו, לדוגמא, משנה את צבעו מעט מאוד
-
0:53 - 0:55כאשר הדם זורם תחתיו.
-
0:55 - 0:58שינוי זה עדין באופן קיצוני,
-
0:58 - 1:00ולכן, כאשר מביטים באנשים אחרים,
-
1:00 - 1:02כאשר מביטים באדם היושב לידך,
-
1:02 - 1:06לא רואים את עורם או פניהם משנים צבע.
-
1:06 - 1:10אם צופים בסרטון זה של סטיב,
הוא נראה כמו תמונה עומדת, -
1:10 - 1:14אבל ברגע שצופים בו דרך
המיקרוסקופ החדש והמיוחד שלנו, -
1:14 - 1:16לפתע רואים תמונה שונה לחלוטין.
-
1:16 - 1:20מה שרואים זה שינויים
קטנים בצבע עורו של סטיב, -
1:20 - 1:25המוגברים פי-100
כדי שיהיו נראים לעין. -
1:25 - 1:28ניתן ממש לראות דופק אנושי.
-
1:28 - 1:31ניתן להבחין באיזה קצב
פועם ליבו של סטיב, -
1:31 - 1:37אבל ניתן גם לראות את
מסלולי זרימת הדם בפניו. -
1:37 - 1:39ניתן לעשות זאת לא רק
כדי לראות את הדופק, -
1:39 - 1:43אלא גם כדי לפקח ולמדוד
-
1:43 - 1:44את פעימות הלב.
-
1:44 - 1:49ניתן לבצע זאת עם מצלמות
רגילות ומבלי לגעת במטופלים. -
1:49 - 1:55כאן ניתן לראות את הדופק
ופעימות הלב של תינוק דרך וידאו -
1:55 - 1:57שצילמנו באמצעות מצלמה דיגיטלית רגילה,
-
1:57 - 1:59וקצב פעימות הלב שמדדנו
-
1:59 - 2:04הוא מדוייק כמו זה שמדדנו בעזרת
מכשיר ניטור רגיל בבית-חולים. -
2:04 - 2:07וזה לא חייב להיות וידאו שצילמנו.
-
2:07 - 2:10ניתן לעשות זאת באותה מידה
עם כל וידאו אחר. -
2:10 - 2:14נטלתי קטע קצר מסרט של
באטמן רק כדי להראות -
2:14 - 2:15את הדופק של כריסטיאן בל.
-
2:15 - 2:17(צחוק)
-
2:17 - 2:19כידוע, יש עליו איפור,
-
2:19 - 2:21התאורה מערימה קשיים,
-
2:21 - 2:24אבל בכל זאת, אך ורק מהוידאו
אנו מסוגלים לחלץ -
2:24 - 2:26את הדופק שלו ולהציגו די טוב.
-
2:26 - 2:28כיצד אנו עושים כל זאת?
-
2:28 - 2:33בעיקרון אנו מנתחים את השינויים בבהירות
-
2:33 - 2:35בכל פיקסל בוידאו
לאורך זמן, ואז מגבירים -
2:35 - 2:37את השינויים הללו.
-
2:37 - 2:39אנו מגבירים אותם כדי שנוכל לראותם.
-
2:39 - 2:41החוכמה בכל העניין היא שהאותות,
-
2:41 - 2:44אותם שינויים שאנו מחפשים,
הם מאוד עדינים, -
2:44 - 2:47ולכן עלינו להיות מאוד זהירים
-
2:47 - 2:51כאשר מנסים להפרידם
מהרעש שתמיד קיים בוידאו. -
2:51 - 2:54אנו משתמשים בטכניקות
חכמות לעיבוד תמונה -
2:54 - 2:58כדי להגיע למדידה מאוד מדוייקת
של הצבע בכל פיקסל בוידאו, -
2:58 - 3:00ושל האופן בו הצבע משתנה לאורך זמן,
-
3:00 - 3:03ובסוף אנו מגבירים את השינויים הללו.
-
3:03 - 3:07אנו מגבירים אותם כדי ליצור את
הסרטונים המשופרים, או המוגדלים, -
3:07 - 3:09שמציגים בפנינו את השינויים.
-
3:09 - 3:13אבל מתברר שניתן לעשות זאת לא רק
כדי להראות שינויי צבע זעירים, -
3:13 - 3:16אלא גם תנועות זעירות,
-
3:16 - 3:19וזה כי האור שמצולם במצלמותינו ישתנה
-
3:19 - 3:22לא רק כאשר צבע העצם משתנה,
-
3:22 - 3:24אלא גם כאשר העצם נע.
-
3:24 - 3:28זו בתי בהיותה בת חודשיים.
-
3:28 - 3:31זה סרטון שצילמתי לפני כ-3 שנים.
-
3:31 - 3:34בתור הורים צעירים, כולנו רוצים
לוודא שהתינוקות שלנו בריאים, -
3:34 - 3:37שהם נושמים, שהם בחיים.
-
3:37 - 3:39לכן גם אני השגתי
מכשיר ניטור לתינוקות -
3:39 - 3:41כדי שאוכל לראות את בתי בעודה ישנה.
-
3:41 - 3:45וזה בערך מה שתראו
דרך מכשיר ניטור רגיל. -
3:45 - 3:48ניתן לראות שהתינוקת ישנה,
אבל גם אין הרבה מידע. -
3:48 - 3:50לא ניתן לראות הרבה.
-
3:50 - 3:53לא היה יותר טוב או יותר
מועיל או יותר שימושי, -
3:53 - 3:56אם במקום זה יכולנו לראות תמונה כזו?
-
3:56 - 4:02כאן לקחתי את התנועות
והגדלתי אותן פי-30, -
4:02 - 4:06ואז יכולתי לראות בבירור
שבתי חיה ונושמת. -
4:06 - 4:08(צחוק)
-
4:08 - 4:10הנה השוואה זו-מול-זו.
-
4:10 - 4:13שוב, בסרטון המקורי
-
4:13 - 4:14אין הרבה שאפשר לראות,
-
4:14 - 4:18אבל ברגע שמגדילים את התנועות,
הנשימה הופכת לגלויה יותר לעין. -
4:18 - 4:20ומתברר שיש המון תופעות
-
4:20 - 4:24שניתן לגלות ולהגדיל עם
מיקרוסקופ התנועה החדש שלנו. -
4:24 - 4:28ניתן לראות כיצד כלי-הדם פועמים בגופנו.
-
4:28 - 4:31ניתן לראות שעינינו נעות כל הזמן
-
4:31 - 4:33באופן בלתי יציב.
-
4:33 - 4:34זו העין שלי,
-
4:34 - 4:37ושוב, סרטון זה צולם
מייד לאחר הולדת בתי, -
4:37 - 4:42וניתן לראות שחסרות לי שעות שינה. (צחוק)
-
4:42 - 4:44אפילו כשאדם יושב ללא תנועה,
-
4:44 - 4:46ניתן לאסוף הרבה מידע
-
4:46 - 4:50לגבי דפוס נשימה
והבעות פנים חולפות. -
4:50 - 4:52ייתכן וניתן יהיה להשתמש
-
4:52 - 4:55בתנועות הללו כדי לדעת משהו
על מחשבותינו ורגשותינו. -
4:55 - 4:58ניתן גם להגדיל תנועות מיכניות זעירות,
-
4:58 - 5:00כגון תנודות של מנועים,
-
5:00 - 5:03העשויות לסייע למהנדסים
לאתר ולנתח בעיות מכאניות, -
5:03 - 5:08או לראות כיצד בניינים ומבנים
מתנודדים ברוח ומגיבים לכוחות. -
5:08 - 5:13אנו יודעים כיצד למדוד את כל
הדברים הללו בדרכים שונות, -
5:13 - 5:15אבל למדוד את התנועות זה דבר אחד,
-
5:15 - 5:17ולראות ממש את התנועות בזמן התרחשותן
-
5:17 - 5:20זה דבר אחר לחלוטין.
-
5:20 - 5:23ומאז שגילינו טכנולוגיה חדשה זו,
-
5:23 - 5:27העלנו את קוד התוכנה לרשת כך
שאחרים ישתמשו בו וינסו אותו. -
5:27 - 5:29זה פשוט מאוד להשתמש בו.
-
5:29 - 5:31הוא יכול לעבוד במצלמות שלכם.
-
5:31 - 5:34שותפינו ב-Quanta Research
אפילו יצרו אתר נחמד זה -
5:34 - 5:37בו ניתן להעלות סרטונים
ולעבדם באופן מקוון, -
5:37 - 5:40כך שאפילו אם מישהו חסר ניסיון
במדעי מחשב או תיכנות, -
5:40 - 5:43הוא יכול בקלות רבה להתנסות
עם מיקרוסקופ חדש זה. -
5:43 - 5:46אציג לכם רק כמה דוגמאות
-
5:46 - 5:48של מה שאנשים עשו עם זה.
-
5:48 - 5:54סרטון זה יצר משתמש
יוטיוב בשם Tamez85. -
5:54 - 5:55איני יודע מי הוא אותו משתמש,
-
5:55 - 5:58אבל הוא, או היא, השתמשו בתוכנה שלנו
-
5:58 - 6:01כדי להגדיל תנועות בטן קטנות בזמן היריון.
-
6:01 - 6:03זה קצת מצמרר.
-
6:03 - 6:05(צחוק)
-
6:05 - 6:09אנשים השתמשו בזה כדי להגדיל
כלי-דם פועמים בידיהם. -
6:09 - 6:13וכידוע זה לא מדעי עד שמנסים
את זה על שפן-ניסיונות, -
6:13 - 6:17וכנראה קראו לשפן זה טיפאני,
-
6:17 - 6:20ומשתמש יוטיוב זה טוען שזהו
המכרסם הראשון בעולם -
6:20 - 6:22שתנועותיו עברו הגדלה.
-
6:22 - 6:24ניתן לעשות גם קצת אומנות.
-
6:24 - 6:28סרטון זה נשלח אליי על-ידי
סטודנטית לעיצוב ב-ייל. -
6:28 - 6:30היא רצתה לבדוק אם יש הבדל
-
6:30 - 6:31באופן בו חבריה לשיעור נעים.
-
6:31 - 6:35היא ביקשה מהם לעמוד דום
ואז הגדילה את תנועותיהם. -
6:35 - 6:39זה כאילו לראות תמונות
דוממות מקבלות חיים. -
6:39 - 6:41ומה שנחמד בכל הדוגמאות הללו
-
6:41 - 6:43הוא שלא היה עלינו לעשות כלום.
-
6:43 - 6:47רק סיפקנו את הכלי --
דרך חדשה להביט על העולם, -
6:47 - 6:52ואנשים מצאו דרכים אחרות חדשות,
מעניינות ויצירתיות כדי להשתמש בזה. -
6:52 - 6:54אבל לא עצרנו כאן.
-
6:54 - 6:57כלי זה לא רק מאפשר לנו
להביט על העולם בדרך חדשה, -
6:57 - 7:00אלא הוא מגדיר מחדש את מה שניתן לעשות
-
7:00 - 7:03ומרחיב את הגבולות של מה
שניתן לעשות עם מצלמותינו. -
7:03 - 7:05לכן בתור מדענים, התחלנו לשאול את עצמנו,
-
7:05 - 7:09אלו עוד תופעות פיזיקליות
יוצרות תנועות זעירות -
7:09 - 7:12שאפשר יהיה למדוד עם מצלמותינו?
-
7:12 - 7:16ותופעה אחת כזו שהתמקדנו בה היא קול.
-
7:16 - 7:18קול, כידוע, הוא בעיקרון שינויים
-
7:18 - 7:20בלחץ אויר הנעים באויר.
-
7:20 - 7:24גלי לחץ הללו פוגעים בעצמים
ויוצרים בהם תנודות זעירות, -
7:24 - 7:26וכך אנו שומעים קול ומקליטים אותו.
-
7:26 - 7:30אבל מתברר שהקול יוצר גם תנועות חזותיות.
-
7:30 - 7:33אלו הן תנועות הסמויות מהעין
-
7:33 - 7:36אבל מובחנות על-ידי מצלמה
בעלת כושר עיבוד מתאים. -
7:36 - 7:37הנה שתי דוגמאות:
-
7:37 - 7:40זה אני שמפגין כישורי שירה מרשימים.
-
7:41 - 7:43(שר)
-
7:43 - 7:44(צחוק)
-
7:44 - 7:47צילמתי סרטון במהירות גבוהה
של גרוני בעודי שרתי. -
7:47 - 7:49שוב, אם מסתכלים על הסרטון,
-
7:49 - 7:51לא ניתן לראות הרבה,
-
7:51 - 7:55אבל ברגע שמגדילים את התנועות
פי-100, ניתן לראות את כל -
7:55 - 7:59התנועות והתנודות בצוואר
הקשורות ביצירת הקול. -
7:59 - 8:01האות קיים בוידאו.
-
8:01 - 8:04אנו גם יודעים שזמרים
מסוגלים לשבור כוס יין -
8:04 - 8:05אם הם עולים על הצליל הנכון.
-
8:05 - 8:07הנה, אנו עומדים לנגן צליל
-
8:07 - 8:10שהוא בתדירות התהודה של הכוס
-
8:10 - 8:12באמצעות רמקול לידו.
-
8:12 - 8:16ברגע שמנגנים את הצליל
ומגבירים את התנועות פי-250, -
8:16 - 8:19ניתן לראות בבירור כיצד הכוס
-
8:19 - 8:22רוטטת ויוצרת תהודה בתגובה לקול.
-
8:22 - 8:25זה לא משהו שנתקלים בו כל יום.
-
8:25 - 8:28אבל זה גרם לנו לחשוב
והעלה רעיון מטורף. -
8:28 - 8:34האם ניתן להפוך את התהליך
ולהפיק קול מוידאו -
8:34 - 8:38על-ידי ניתוח של התנודות הזעירות
שגלי קול יוצרים בעצמים, -
8:38 - 8:42ולהפוך אותן בחזרה לקולות שיצרו אותן?
-
8:42 - 8:47בדרך זו, נוכל להפוך עצמים
רגילים למיקרופונים. -
8:47 - 8:49וזה מה שבדיוק עשינו.
-
8:49 - 8:52הנה שקית צ'יפס ריקה המונחת על שולחן,
-
8:52 - 8:55ואנו נהפוך אותה למיקרופון עלי-ידי
-
8:55 - 8:56צילומה במצלמת וידאו
-
8:56 - 9:00וניתוח של התנודות הזעירות
שגלי הקול יוצרים עליה. -
9:00 - 9:02זה הקול שניגנו בחדר.
-
9:02 - 9:07(מוזיקה)
-
9:10 - 9:13וזהו וידאו שצולם במהירות
גבוהה מאותה שקית צ'יפס. -
9:13 - 9:14הוא מנגן.
-
9:14 - 9:18אין סיכוי שתצליחו לראות
שקורה משהו בתוך הוידאו -
9:18 - 9:19אך ורק מהצפייה בו,
-
9:19 - 9:22אבל הנה הקול שהצלחנו להפיק רק מאנליזה
-
9:22 - 9:24של התנודות הזעירות באותו וידאו.
-
9:24 - 9:27(מוזיקה)
-
9:41 - 9:42תודה.
-
9:42 - 9:48(מחיאות כפיים)
-
9:50 - 9:52אני קורא לזה מיקרופון חזותי.
-
9:52 - 9:56בעצם הפקנו קול מאותות וידאו
-
9:56 - 9:59ורק כדי לתת מושג על גודל התנודות כאן,
-
9:59 - 10:04קול די חזק יגרום לשקית
הצ'יפס לנוע פחות ממיקרומטר. -
10:04 - 10:07שזה אלפית המילימטר.
-
10:07 - 10:10עד כדי כך קטנות התנועות
שאנו מסוגלים היום להפיק -
10:10 - 10:14רק מצפייה באור המוחזר מעצמים
-
10:14 - 10:16והמוקלט במצלמותינו.
-
10:16 - 10:19אנו מסוגלים להפיק קול
מעצמים אחרים, כמו צמחים. -
10:19 - 10:25(מוזיקה)
-
10:27 - 10:29כמו-כן אנו גם מסוגלים להפיק דיבור.
-
10:29 - 10:32הנה אדם המדבר בחדר.
-
10:32 - 10:36קול: למרי היה טלה קטן
שהצמר שלו היה לבן כשלג, -
10:36 - 10:40ולכל מקום שמרי הלכה,
הטלה היה הולך אחריה. -
10:40 - 10:43מייקל רובינשטיין: וזהו אותו דיבור שהופק
-
10:43 - 10:46מהוידאו מאותה שקית צ'יפס.
-
10:46 - 10:51קול: למרי היה טלה קטן
שהצמר שלו היה לבן כשלג, -
10:51 - 10:56ולכל מקום שמרי הלכה,
הטלה היה הולך אחריה. -
10:56 - 10:58מ.ר.: השתמשנו במילים הללו
-
10:58 - 11:00כי אומרים שאלו היו המילים הראשונות
-
11:00 - 11:05שתומאס אדיסון אמר לתוך הפונוגרף ב-1877.
-
11:05 - 11:08זה היה אחד ממכשירי ההקלטה
הראשונים בהיסטוריה. -
11:08 - 11:11בעיקרון, הוא הסיט את
הקולות אל עבר דיאפרגמה -
11:11 - 11:15שהרטיטה מחט אשר חרטה
את הקול על גבי נייר כסף -
11:15 - 11:17שהיה מלופף סביב גליל.
-
11:17 - 11:23הנה הדגמה של הקלטה וניגון
של קול עם הפונוגרף של אדיסון. -
11:23 - 11:26קול (וידאו): בדיקה, בדיקה -- אחת, שתיים, שלוש.
-
11:26 - 11:30למרי היה טלה קטן
שהצמר שלו היה לבן כשלג, -
11:30 - 11:34ולכל מקום שמרי הלכה,
הטלה היה הולך אחריה. -
11:34 - 11:36בדיקה, בדיקה -- אחת, שתיים, שלוש.
-
11:36 - 11:40למרי היה טלה קטן
שהצמר שלו היה לבן כשלג, -
11:40 - 11:46ולכל מקום שמרי הלכה,
הטלה היה הולך אחריה. -
11:46 - 11:50מ.ר.: והיום, 137 שנה אחרי,
-
11:50 - 11:54אנו יכולים להפיק קול באותה איכות
-
11:54 - 11:58רק על-ידי צפייה בעצמים
הרוטטים מקול בעזרת מצלמות, -
11:58 - 12:00וניתן לעשות זאת אפילו כאשר
-
12:00 - 12:04המצלמה נמצאת במרחק 5 מטר מהעצם,
מאחורי זכוכית חסינת רעש. -
12:04 - 12:07ובכן, זה הקול שאנו מסוגלים
להפיק במקרה כזה. -
12:07 - 12:13קול: למרי היה טלה קטן
שהצמר שלו היה לבן כשלג, -
12:13 - 12:17ולכל מקום שמרי הלכה,
הטלה היה הולך אחריה. -
12:17 - 12:21מ.ר.: וכמובן, ריגול זה הדבר
הראשון שעולה על הדעת. -
12:21 - 12:24(צחוק)
-
12:24 - 12:28אבל למעשה זה יכול להיות
שימושי גם לדברים אחרים. -
12:28 - 12:31אולי בעתיד, נוכל להשתמש בזה לדוגמא,
-
12:31 - 12:33להפיק קולות מהרחק בחלל,
-
12:33 - 12:37כי קול אינו יכול לנוע בחלל, אבל אור כן.
-
12:37 - 12:39רק התחלנו לגלות
-
12:39 - 12:42שימושים אפשריים אחרים
לטכנולוגיה חדשה זו. -
12:42 - 12:45היא מאפשרת לנו לראות תהליכים
פיזיקליים שאנו יודעים שהם קיימים -
12:45 - 12:49אבל מעולם לא היינו מסוגלים
לראותם בעיניים שלנו עד עכשיו. -
12:49 - 12:50זהו הצוות שלנו.
-
12:50 - 12:53כל מה שהראיתי לכם היום
הוא תוצאה של שיתוף-פעולה -
12:53 - 12:55עם קבוצה נהדרת זו של אנשים,
-
12:55 - 12:58ואני מעודד אתכם וקורא לכם לבקר באתרנו,
-
12:58 - 12:59ולנסות את זה בעצמכם,
-
12:59 - 13:02ולהצטרף אלינו לגילוי
עולם של תנועות זעירות. -
13:02 - 13:04תודה.
-
13:04 - 13:05(מחיאות כפיים)
- Title:
- לראות תנועה נסתרת, לשמוע קולות נעלמים. מגניב? מצמרר? קשה לנו להחליט
- Speaker:
- מיכאל רובינשטיין
- Description:
-
more » « less
הכירו את "מיקרוסקופ התנועה", כלי לעיבוד וידאו אשר מגביר שינויים זעירים בתנועה וצבע שבלתי אפשרי לראותם בעין עירומה. חוקר הוידאו מייקל רובינשטיין, מקרין סרטונים מדהימים אחד אחר השני אשר מציגים כיצד טכנולוגיה זו יכולה לעקוב אחר דופק של אדם ופעימות ליבו פשוט מקטע מצולם. צפו בו משחזר שיחה על-ידי הגברת תנודות קול המוחזרות משקית צ'יפס. עליכם לראות כדי להאמין את היישומים המפליאים והמצמררים.
- Video Language:
- English
- Team:
closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 13:18
|
Ido Dekkers edited Hebrew subtitles for See invisible motion, hear silent sounds. Cool? Creepy? We can't decide | |
|
Helene Batt edited Hebrew subtitles for See invisible motion, hear silent sounds. Cool? Creepy? We can't decide | |
|
|
Ido Dekkers approved Hebrew subtitles for See invisible motion, hear silent sounds. Cool? Creepy? We can't decide | |
|
|
Ido Dekkers accepted Hebrew subtitles for See invisible motion, hear silent sounds. Cool? Creepy? We can't decide | |
|
|
Ido Dekkers edited Hebrew subtitles for See invisible motion, hear silent sounds. Cool? Creepy? We can't decide | |
|
|
Ido Dekkers edited Hebrew subtitles for See invisible motion, hear silent sounds. Cool? Creepy? We can't decide | |
|
|
Ido Dekkers edited Hebrew subtitles for See invisible motion, hear silent sounds. Cool? Creepy? We can't decide | |
|
Yubal Masalker edited Hebrew subtitles for See invisible motion, hear silent sounds. Cool? Creepy? We can't decide |