WEBVTT

00:00:00.807 --> 00:00:04.686
In de toekomst zullen zelfrijdende auto's
veiliger en betrouwbaarder zijn

00:00:04.686 --> 00:00:05.790
dan mensen.

00:00:06.175 --> 00:00:08.418
Maar dan hebben we technologieën nodig

00:00:08.418 --> 00:00:11.455
die auto's sneller dan de mens
laten reageren,

00:00:11.455 --> 00:00:15.260
hebben we algoritmen nodig
die beter kunnen rijden dan mensen

00:00:15.260 --> 00:00:19.307
en hebben we camera’s nodig 
die meer kunnen zien dan de mens.

NOTE Paragraph

00:00:20.061 --> 00:00:21.494
Stel je bijvoorbeeld voor

00:00:21.494 --> 00:00:24.815
dat een zelfrijdende auto
een blinde bocht gaat nemen

00:00:24.815 --> 00:00:26.149
en dat er een auto aankomt

00:00:26.149 --> 00:00:28.958
of dat een kind de straat op loopt.

00:00:29.458 --> 00:00:33.022
Gelukkig zullen onze toekomstige auto’s 
een superkracht hebben,

00:00:33.022 --> 00:00:37.145
een camera die rond hoeken kan kijken 
om mogelijke gevaren te detecteren.

NOTE Paragraph

00:00:37.726 --> 00:00:40.054
De afgelopen paar jaar
werkte ik als promovendus

00:00:40.054 --> 00:00:42.256
bij het Stanford
Computational Imaging Lab

00:00:42.256 --> 00:00:45.034
aan een camera die net dit kan doen --

00:00:45.034 --> 00:00:47.346
een camera die objecten kan zien

00:00:47.346 --> 00:00:51.252
als ze achter hoeken
of hindernissen verborgen zijn.

NOTE Paragraph

00:00:51.252 --> 00:00:54.728
Ik geef jullie een voorbeeld 
van wat onze camera kan zien.

00:00:54.728 --> 00:00:57.315
Dit is een experiment dat we buiten deden:

00:00:57.315 --> 00:01:01.149
ons camerasysteem scant
de zijkant van het gebouw met een laser

00:01:01.149 --> 00:01:03.133
en de scène die we willen vastleggen

00:01:03.133 --> 00:01:06.117
is rond de hoek
achter het gordijn verborgen.

00:01:06.117 --> 00:01:09.561
Ons camerasysteem kan het dus 
eigenlijk niet direct zien.

00:01:09.561 --> 00:01:11.783
En toch kan onze camera
op een of andere manier

00:01:11.783 --> 00:01:15.301
de 3D-geometrie van deze scène vastleggen.

NOTE Paragraph

00:01:15.704 --> 00:01:17.104
Hoe kunnen we dit?

00:01:17.498 --> 00:01:20.220
De magie gebeurt hier
in dit camerasysteem.

00:01:20.220 --> 00:01:23.569
Denk aan een soort hogesnelheidscamera.

00:01:23.569 --> 00:01:27.063
Niet één die werkt 
met duizend frames per seconde,

00:01:27.063 --> 00:01:29.832
of zelfs een miljoen frames per seconde,

00:01:29.832 --> 00:01:32.219
maar een biljoen frames per seconde.

00:01:32.923 --> 00:01:37.858
Zo snel dat het daadwerkelijk de beweging 
van het licht zelf kan vastleggen.

00:01:38.652 --> 00:01:42.295
Om je een voorbeeld te geven 
van hoe snel licht reist,

00:01:42.295 --> 00:01:46.604
laten we het vergelijken met de snelheid 
van een hardlopende stripboek-superheld

00:01:46.604 --> 00:01:49.466
die drie keer zo snel
als geluid kan bewegen.

00:01:50.131 --> 00:01:54.400
Het kost een lichtpuls ongeveer
3,3 miljardste van een seconde,

00:01:54.400 --> 00:01:56.297
of 3,3 nanoseconden,

00:01:56.297 --> 00:01:58.450
om een afstand van één meter af te leggen.

00:01:58.450 --> 00:02:01.321
In diezelfde tijd heeft onze superheld

00:02:01.321 --> 00:02:04.547
minder dan de breedte 
van een menselijke haar afgelegd.

00:02:04.547 --> 00:02:05.814
Dat is behoorlijk snel.

00:02:06.306 --> 00:02:08.760
Maar eigenlijk moet het nog veel sneller

00:02:08.760 --> 00:02:12.148
als we licht willen vangen 
op subcentimeterschalen.

00:02:12.784 --> 00:02:15.281
Dus kan ons camerasysteem 
fotonen vastleggen

00:02:15.281 --> 00:02:18.797
in tijden van slechts 
50 biljoenste van een seconde,

00:02:18.797 --> 00:02:20.542
of 50 picoseconden.

NOTE Paragraph

00:02:21.821 --> 00:02:24.323
We nemen deze ultra-hogesnelheidscamera

00:02:24.323 --> 00:02:27.997
en we koppelen hem met een laser 
die korte lichtpulsen uitstuurt.

00:02:28.553 --> 00:02:31.048
Elke puls gaat naar deze zichtbare muur

00:02:31.048 --> 00:02:33.311
en een beetje licht
keert terug naar de camera,

00:02:33.311 --> 00:02:36.665
maar we gebruiken de muur ook
om licht om de hoek te verstrooien --

00:02:36.665 --> 00:02:38.536
naar het verborgen object en terug.

00:02:39.363 --> 00:02:41.601
We herhalen deze meting vele malen

00:02:41.601 --> 00:02:44.165
om de aankomsttijden 
van vele fotonen te vangen

00:02:44.165 --> 00:02:46.300
vanuit verschillende locaties op de muur.

00:02:46.300 --> 00:02:48.413
En na het vastleggen van deze metingen

00:02:48.413 --> 00:02:52.115
kunnen we een video van de muur creëren
met een biljoen beelden per seconde.

NOTE Paragraph

00:02:52.371 --> 00:02:55.379
Hoewel deze muur in onze ogen 
gewoon kan lijken,

00:02:55.379 --> 00:03:00.028
kunnen we iets echt ongelooflijks zien
bij een biljoen frames per seconde.

00:03:00.275 --> 00:03:02.630
We kunnen lichtgolven zien

00:03:02.630 --> 00:03:04.747
die vanaf de verborgen scène
verstrooid raken

00:03:04.747 --> 00:03:07.063
en tegen de muur spatten.

00:03:07.063 --> 00:03:12.341
Elk van deze golven draagt informatie
over het verborgen object dat ze uitzond.

00:03:12.341 --> 00:03:16.569
Dan kunnen we deze metingen doorgeven
aan een reconstructie-algoritme

00:03:16.569 --> 00:03:20.450
om vervolgens de 3D-geometrie 
van deze verborgen scène te herstellen.

NOTE Paragraph

00:03:21.346 --> 00:03:25.189
Nu toon ik een voorbeeld 
van een indoorscène die we vastlegden,

00:03:25.189 --> 00:03:28.222
maar dit keer met verschillende 
verborgen voorwerpen.

00:03:28.222 --> 00:03:30.474
Deze objecten hebben
een verschillend uiterlijk,

00:03:30.474 --> 00:03:32.355
zodat ze het licht anders reflecteren.

00:03:32.355 --> 00:03:36.109
Zo weerspiegelt deze glanzende draak
het licht bijvoorbeeld anders

00:03:36.109 --> 00:03:37.910
dan de spiegelende discobal

00:03:37.910 --> 00:03:40.545
of het het witte discuswerperbeeld.

00:03:40.998 --> 00:03:44.417
We kunnen die verschillen 
in het gereflecteerde licht zien

00:03:44.417 --> 00:03:47.282
door het te visualiseren 
als dit 3D-volume,

00:03:47.282 --> 00:03:50.616
waarin we de videoframes samen namen.

00:03:50.616 --> 00:03:54.939
En de tijd wordt hier voorgesteld 
als de dieptedimensie van deze kubus.

NOTE Paragraph

00:03:55.914 --> 00:03:59.105
Deze lichtpuntjes die je ziet 
zijn reflecties van licht

00:03:59.105 --> 00:04:01.792
van elk van de gespiegelde 
facetten van de discobal,

00:04:01.792 --> 00:04:03.872
met de tijd verstrooid tegen de muur.

00:04:04.422 --> 00:04:05.768
De lichte strepen licht,

00:04:05.768 --> 00:04:07.958
die je het vroegst ziet aankomen,

00:04:07.958 --> 00:04:09.876
zijn afkomstig van de blinkende draak,

00:04:09.876 --> 00:04:11.966
die het dichtst bij de muur staat,

00:04:11.966 --> 00:04:15.767
en de andere stroken licht
komen van reflecties van de boekenkast

00:04:15.767 --> 00:04:17.100
en van het standbeeld.

NOTE Paragraph

00:04:17.647 --> 00:04:21.614
Nu kunnen we deze metingen 
ook frame na frame visualiseren,

00:04:21.614 --> 00:04:22.450
als een video,

00:04:22.450 --> 00:04:24.426
om het verstrooide licht direct te zien.

00:04:25.371 --> 00:04:29.080
En hier zien we wederom
eerst lichtreflecties van de draak,

00:04:29.080 --> 00:04:30.350
het dichtst bij de muur,

00:04:30.350 --> 00:04:33.763
gevolgd door heldere stippen 
van de discobal

00:04:33.763 --> 00:04:35.956
en andere reflecties van de boekenkast.

00:04:36.506 --> 00:04:40.982
En tot slot zien we de gereflecteerde
lichtgolven van het standbeeld.

00:04:41.840 --> 00:04:44.633
Deze lichtgolven die de muur verlichten,

00:04:44.633 --> 00:04:49.275
zijn als vuurwerk dat slechts 
biljoensten van een seconde duurt.

00:04:53.559 --> 00:04:56.895
En hoewel deze objecten 
licht anders reflecteren,

00:04:56.895 --> 00:04:59.553
kunnen we hun vormen 
nog steeds reconstrueren.

00:04:59.553 --> 00:05:02.313
En dit is wat je kunt zien 
van om de hoek.

NOTE Paragraph

00:05:03.547 --> 00:05:06.566
Nu wil ik jullie een voorbeeld laten zien
dat ietwat anders is.

00:05:07.000 --> 00:05:10.380
In deze video zie je mij 
in een reflecterend pak

00:05:10.380 --> 00:05:12.451
en ons camerasysteem scant de muur

00:05:12.451 --> 00:05:14.799
met een snelheid 
van vier maal per seconde.

00:05:15.073 --> 00:05:16.167
Het pak is reflecterend

00:05:16.167 --> 00:05:19.069
zodat we genoeg fotonen kunnen vangen

00:05:19.069 --> 00:05:22.641
om te zien waar ik ben en wat ik doe,

00:05:22.641 --> 00:05:25.503
zonder dat de camera 
mij rechtstreeks opneemt.

00:05:25.503 --> 00:05:28.522
Door fotonen vast te leggen
die vanaf de muur verstrooien --

00:05:28.522 --> 00:05:32.307
naar mijn trainingspak, terug naar de muur
en terug naar de camera --

00:05:32.307 --> 00:05:35.903
kunnen we dit indirect 
in realtime op video vastleggen.

NOTE Paragraph

00:05:36.864 --> 00:05:40.160
We denken dat dit soort
praktische niet-in-zichtlijnbeeldvorming

00:05:40.160 --> 00:05:43.910
nuttig zou kunnen zijn voor toepassingen 
zoals zelfrijdende auto's,

00:05:43.910 --> 00:05:46.029
maar ook voor biomedische beeldvorming,

00:05:46.029 --> 00:05:49.624
waar we in kleine structuren 
van het lichaam moeten kunnen kijken.

00:05:49.864 --> 00:05:52.765
Misschien kunnen we soortgelijke
camerasystemen ook gebruiken

00:05:52.765 --> 00:05:56.140
voor de robots waarmee we
andere planeten verkennen.

NOTE Paragraph

00:05:56.613 --> 00:05:59.154
Allicht heb je al eens gehoord 
over om hoeken kijken,

00:05:59.154 --> 00:06:00.441
maar wat ik vandaag toonde,

00:06:00.441 --> 00:06:02.791
zou twee jaar geleden
onmogelijk zijn geweest.

00:06:03.101 --> 00:06:07.268
Zo kunnen we nu kamergrote,
verborgen buitenscènes in beeld brengen

00:06:07.268 --> 00:06:08.781
en wel in realtime,

00:06:09.165 --> 00:06:13.522
en we hebben aanzienlijke stappen gezet
naar een praktische technologie

00:06:13.522 --> 00:06:15.815
die je ooit op een auto 
zou kunnen aantreffen.

NOTE Paragraph

00:06:16.123 --> 00:06:18.736
Maar natuurlijk blijven er 
nog steeds uitdagingen.

00:06:18.736 --> 00:06:22.823
Kunnen we bijvoorbeeld verborgen scènes 
op grote afstand in beeld brengen

00:06:22.823 --> 00:06:25.990
door het verzamelen
van heel, heel weinig fotonen,

00:06:25.990 --> 00:06:29.267
met lasers die laag van vermogen 
en veilig voor de ogen zijn?

00:06:29.641 --> 00:06:34.029
Of kunnen we beelden creëren met fotonen
die vele malen meer verstrooid zijn

00:06:34.029 --> 00:06:36.656
dan slechts één enkele
weerkaatsing om de hoek.

00:06:36.656 --> 00:06:38.797
Kunnen we ons prototype-systeem,

00:06:38.797 --> 00:06:41.347
dat nu nog groot en log is,

00:06:41.347 --> 00:06:45.134
sterk verkleinen tot iets nuttigs
voor biomedische beeldvorming

00:06:45.134 --> 00:06:48.220
of misschien voor een soort
verbeterd huisbeveiligingssysteem?

00:06:48.220 --> 00:06:51.000
Of kunnen we deze nieuwe
beeldvormingsmodaliteit

00:06:51.000 --> 00:06:53.756
ook gebruiken voor andere toepassingen?

00:06:53.756 --> 00:06:55.714
Ik vind het een spannende nieuwe techniek

00:06:55.714 --> 00:06:59.151
en er kunnen toepassingen zijn
waar we nog niet aan hebben gedacht.

NOTE Paragraph

00:06:59.613 --> 00:07:04.602
Een toekomst met zelfrijdende auto's
kan nu nog ver weg lijken --

00:07:04.602 --> 00:07:06.329
toch ontwikkelen we al technologieën

00:07:06.329 --> 00:07:09.276
die auto's veiliger
en intelligenter kunnen maken.

00:07:09.698 --> 00:07:10.717
Met het snelle tempo

00:07:10.717 --> 00:07:13.000
van wetenschappelijke
ontdekking en innovatie,

00:07:13.000 --> 00:07:16.071
weet je nooit welke nieuwe 
en spannende mogelijkheden

00:07:16.071 --> 00:07:18.205
er om de hoek op ons wachten.

NOTE Paragraph

00:07:18.810 --> 00:07:21.730
(Applaus)