În viitor, mașinile autonome vor fi mai sigure
și mai de încredere decât oamenii.
Dar ca acest lucru să se întâmple, avem nevoie de tehnologii
care să dea posibilitatea mașinilor să reacționeze mai rapid decât oamenii,
de algoritmi care pot conduce mai bine decât oamenii
și de camere care pot vedea mai multe decât pot oamenii.
De exemplu, imaginați-vă că o mașină urmează să ia o curbă fără vizibilitate
și o alta vine din sens opus
sau poate un copil urmează să alerge direct în stradă.
Din fericire, mașina noastră din viitor va avea această super-putere,
o camera care poate vedea după colț și poată detecta posibilele pericole.
În ultimii ani, ca doctorand
la Stanford Computational Imagining Lab,
am lucrat la o cameră care poate face exact acest lucru:
ce poate vede obiectele ascunse după colț
sau ascunse vizibilității directe.
Vă voi oferi un exemplu despre ce poate vedea camera noastră.
Acesta e un experiment desfășurat în aer liber,
în care sistemul camerei scanează peretele acestei clădiri cu un laser
și imaginea pe care vrem s-o identifice
e ascunsă după colț, în spatele acestei cortine.
Așadar, camera nu poate s-o vadă direct.
Dar cumva,
camera poate să capteze geometria 3D a acelui obiect.
Cum reușește asta?
Magia are loc aici, în acest sistem.
Puteți să îl comparați cu o cameră ultra rapidă.
Nu una care funcționează la 1.000 de cadre pe secundă,
sau la un milion de cadre pe secundă,
ci la un trilion de cadre pe secundă.
Atât de rapidă încât poate să capteze chiar și mișcarea luminii.
Și ca să vă dau un exemplu de cât de rapid călătorește lumina,
haideți s-o comparăm cu viteza unui super-erou foarte rapid
care se deplasează cu o viteză de trei ori mai mare decât cea a sunetului.
Unei raze luminoase îi ia aproximativ a 3,3 miliarda parte dintr-o secundă,
sau 3,3 nanosecunde
să călătorească pe distanța de un metru.
Ei bine, în același timp,
supereroul nostru a călătorit mai puțin decât grosimea unui fir de păr.
E foarte rapidă.
Dar trebuie să filmăm la o viteză mai mare
dacă vrem să captăm lumina călătorind la scară milimetrică.
Deci camera noastră poate capta fotoni
la fiecare 50 de trilionime de secundă,
sau 50 de picosecunde.
Așa ca luăm această cameră ultra rapidă
și o folosim împreună cu un laser care trimite impulsuri scurte de lumină.
Fiecare puls călătorește până la acest perete vizibil
și o parte din lumină revine la cameră,
dar folosim peretele ca să trimitem lumina și după colț,
la obiectele nevăzute și înapoi.
Repetăm aceste măsurători de multe ori
pentru a calcula timpii de întoarcere ai fotonilor
din diferite locații de pe perete.
După ce avem aceste măsurători putem crea
un video cu o rezoluție de un trilion de cadre/secundă.
Deși acest perete poate părea obișnuit pentru ochii noștri,
la un trilion de cadre pe secundă, putem vedea ceva cu adevărat incredibil.
Putem să vedem unde de lumină reflectate din obiectul ascuns
lovindu-se de perete.
Și fiecare dintre aceste unde aduce informații
despre obiectul ascuns care le-a reflectat.
Așa că putem introduce aceste măsurători
într-un algoritm de reconstrucție
pentru a realiza geometria 3D a obiectului ascuns.
Vreau să vă mai arăt încă un exemplu din interior,
de această dată cu o varietate de obiecte ascunse.
Aceste obiecte sunt diferite,
așa că reflectă lumina în mod diferit.
Spre exemplu, această statuetă lucioasă a unui dragon reflectă lumina diferit
față de mingea disco
sau statueta albă a unui aruncător de discuri.
Putem chiar să vedem diferențele în lumina reflectată
vizualizând-o ca un volum 3D
unde am luat cadrele video și le-am suprapus.
Iar timpul e reprezentat aici ca adâncimea acestui cub.
Punctele luminoase pe care le vedeți sunt reflexii ale luminii
din fațetele cu oglinzi ale mingii disco,
ce se reflectă pe perete.
Razele cele mai luminoase
ce apar cel mai devreme
sunt de la statuia lucioasă a dragonului care e cea mai aproape de perete,
și celelalte raze de lumină sunt reflexii de la raftul cu cărți
și de la statuie.
Putem vizualiza aceste măsurători cadru cu cadru, într-un video,
pentru a vedea direct lumina reflectată.
Și din nou, putem vedea prima dată
reflexiile dragonului, cel mai apropiat de perete,
urmat de puncte luminoase de la mingea disco,
și alte reflexii de la raftul de cărți.
Și în final, putem vedea razele reflectate de statuie.
Aceste raze care iluminează peretele
sunt ca niște artificii care durează doar o trilionime de secundă.
Și chiar dacă aceste obiecte reflectă lumina diferit,
putem să le reconstruim forma.
Și asta putem vedea după colț.
Vreau să vă mai arăt încă un exemplu care e puțin diferit.
În acest video mă vedeți îmbrăcat într-un costum reflectorizant,
iar camera scanează peretele de patru ori pe secundă.
Costumul este reflectorizant,
așa că putem capta suficienți fotoni
ca să putem vedea unde sunt și ce fac,
fără să fiu scanat direct de către cameră.
Captând fotonii care se reflectă din perete pe costumul meu,
și apoi înapoi pe perete și înapoi la cameră,
putem înregistra acest video indirect în timp real.
Și credem că acest tip de scanare indirectă
ar putea fi utilă pentru alte aplicații, printre care mașinile autonome,
dar și pentru scanări biomedicale,
unde trebuie vizualizate structurile minuscule ale corpului.
Și poate am putea să dotăm cu camere similare
roboți trimiși să exploreze alte planete.
Poate că ați mai auzit de această tehnologie până acum,
dar ce v-am arătat eu astăzi ar fi fost imposibil
chiar și acum doi ani.
De exemplu acum putem scana obiecte ascunse de dimensiuni mari,
în aer liber, în timp real,
și am făcut pași importanți spre transformarea ei
într-o tehnologie practică, pe care ați putea-o vedea
pe o mașină într-o bună zi.
Dar bineînțeles, mai avem o mulțime de provocări.
De exemplu, am putea scana obiecte la distanțe mari,
adunând extrem de puțini fotoni,
cu lasere de putere mică și care nu afectează vederea?
Sau am putea crea imagini din fotoni
care s-au reflectat de mai multe ori,
decât o singură dată după colț?
Putem să folosim prototipul actual, ce e mare și greoi,
și să-l micșorăm în ceva care poate fi folosit
în scanare biomedicală
sau într-un sistem de securitate îmbunătățit,
sau putem să folosim această modalitate de scanare
în alte domenii?
Cred că e o tehnologie nouă uimitoare
și că sunt lucruri la care nu ne-am gândit încă
și la care am putea-o folosi.
Un viitor cu mașini autonome poate părea depărtat de noi,
dar deja dezvoltăm tehnologiile
care ar putea să facă mașinile mai sigure și mai inteligente.
Și cu acest ritm rapid de descoperiri științifice și inovații,
nu poți ști niciodată ce capacități noi și încântătoare
ar putea fi după colț.
(Aplauze)