Selama beberapa abad ini, mikroskop telah mengubah dunia kita.
Mikroskop telah menampakkan dunia tentang objek, kehidupan dan struktur yang kecil
Yang terlalu kecil untuk dilihat dengan mata telanjang.
Mikroskop adalah kontribusi yang besar bagi sains dan teknologi
Hari ini saya akan memperkenalkan jenis baru dari mikroskop
Sebuah mikroskop untuk perubahan.
Dia tidak menggunakan optik seperti mikroskop pada umumnya
Untuk membuat objek kecil lebih besar,
Tetapi dia menggunakan kamera video dan pengolahan gambar
Untuk menampakkan gerakan terkecil dan perubahan warna pada objek dan manusia
Perubahan yang tidak mungkin dilihat dengan mata telanjang
Dan dia bisa membuat kita melihat dunia dengan cara yang berbeda
Jadi apa yang saya maksud dengan perubahan warna?
Kulit kita, contohnya, berubah warna sangat sedikit
Ketika darah mengalir dibawahnya.
Perubahan itu sangat tidak kentara,
Sehingga ketika Anda melihat orang lain,
Ketika Anda melihat orang duduk disebelah anda,
Anda tidak melihat kulit atau wajah mereka berubah warna.
Ketika kita melihat video tentang Steve ini, tampak gambar ini seperti statis
Tapi ketika kita melihat video menggunakan mikroskop kita yang baru dan spesial,
Tiba-tiba kita melihat gambar yang sangat berbeda.
Apa yang anda lihat ini adalah perubahan kecil dari kulit Steve
Diperbesar 100 kali sehingga nampak.
Kita sebenarnya bisa melihat denyut nadi manusia.
Kita bisa melihat seberapa cepat jantung Steve berdetak.
Tapi kita juga bisa melihat cara darah mengalir di wajahnya.
Dan kita melakukannya tidak hanya untuk melihat denyut,
Tapi juga mendapatkan detak jantung,
Dan mengukur detak jantung kita.
Dan kita dapat melihatnya dengan kamera biasa tanpa menyentuh pasien.
Disini Anda melihat denyut dan detak jantung dari bayi yang baru lahir
Dari video kita yang kita ambil menggunakan kamera DSLR biasa.
Dan pengukuran detak jantung yang kita dapatkan
sama akuratnya dengan yang Anda dapat menggunakan monitor standar rumah sakit.
Dan ini bahkan tidak harus video rekaman.
Kita dapat melakukannya pada video yang lain juga.
Jadi saya ambil adegan pendek dari "Batman Begins" disini
Hanya untuk menampilkan detak jantung Christian Bale
(Tawa)
Dan mungkin saja dia menggunakan make up.
Pencahayaan disini sangat menantang,
Tapi hanya dari video, kita masih bisa mengambil denyutnya.
Dan nampaknya cukup baik.
Jadi bagaimana cara kita melakukannya?
Kita pada dasarnya menganalisa perubahan cahaya yang direkam
Pada setiap pixel dalam video sepanjang waktu,
Dan kemudian memperkuat perubahan itu
Kita memperbesarnya hingga bisa terlihat.
Bagian yang sulit adalah signalnya
Perubahan yang kita cari, sangat tidak kentara.
Jadi kita harus sangat cermat ketika akan memisahkannya
Dari noise yang selalu ada pada video.
Jadi kami memakai beberapa teknik pemrosesan gambar yang cerdas
Untuk mendapat pengukuran akurat dari warna pada tiap pixel di video,
Dan kemudian cara warna berubah sepanjang waktu,
Dan kemudian kami memperkuat perubahan itu
Kami memperbesarnya untuk menciptakan video yang ditingkatkan atau diperbesar
yang sebenarnya menampilkan perubahan tersebut
Tapi ternyata tidak hanya untuk menampilkan perubahan kecil pada warna
Tapi juga gerakan kecil.
Dan itu karena cahaya yang terekam oleh kamera kami
akan berubah tidak hanya jika warna dari objek berubah,
Tapi juga jika objek bergerak.
Jadi ini adalah putri saya ketika dia berusia sekitar dua bulan.
Ini adalah video yang saya rekam sekitar tiga tahun yang lalu.
Dan sebagai orang tua baru, kami ingin memastikan bayi kami sehat,
Bahwa mereka bernafas, bahwa mereka hidup,
Jadi saya juga mendapat salah satu monitor bayi
Agar saya dapat melihat putri saya ketika dia tidur.
Dan inilah yang akan Anda lihat dengan monitor bayi standar.
Anda bisa melihat bayi tidur, tapi tidak banyak informasi di sana
Tidak banyak yang bisa kita lihat
Tidakkah lebih baik, lebih informatif, atau lebih berguna
Jika kita dapat melihat tampilan seperti ini.
Jadi di sini saya mengambil gerakannya dan memperbesarnya 30 kali.
Sehingga saya bisa melihat dengan jelas bahwa putri saya hidup dan bernafas.
(Tawa)
Inilah perbandingan berpasangannya
Jadi sekali lagi, di video asal, di video yang asli,
Tidak banyak yang bisa kita lihat,
Tapi ketika kita memperbesar gerakannya, Pernafasannya menjadi lebih terlihat.
Dan ternyata, ada banyak fenomena
yang dapat kita ungkap dan perbesar dengan mikroskop gerak baru kami.
Kita bisa melihat bagaimana vena dan arteri berdenyut pada tubuh kita.
Kita bisa melihat bahwa mata kita terus bergerak
Dengan gerakan yang bergoyang.
Dan sebenarnya itu mata saya
Dan lagi video ini diambil tepat ketika putri saya lahir.
Jadi bisa Anda lihat bahwa saya kurang tidur. (Tawa)
Bahkan ketika seseorang duduk diam,
Ada banyak informasi yang bisa kita ambil
Tentang pola pernafasannya, ekspresi wajah yang kecil
Mungkin kita bisa menggunakan gerakan itu
Untuk memberi tahu pikiran atau emosi kita
Kita juga bisa memperbesar gerakan mekanis yang kecil,
seperti getaran pada mesin,
Yang dapat membantu teknisi mendeteksi dan mendiagnosa masalah mesin.
Atau melihat bagaimana bangunan bergoyang oleh angin dan bereaksi terhadap daya
Semua hal yang masyarakat tahu bagaimana cara mengukurnya dengan beragam cara
Tapi mengukur gerakan itu adalah sesuatu.
Dan melihat gerakan sebenarnya secara langsung,
Adalah sesuatu yang sangat berbeda.
Dan sejak kami menemukan teknologi baru ini,
Kami membagikan kode ini online agar orang lain bisa memakai dan bereksperimen
Ini sangatlah mudah untuk digunakan.
Ini dapat bekerja pada videomu sendiri
Kolaborasi kami dengan Quanta Research bahkan menciptakan website
Dimana Anda bisa mengunggah video dan memprosesnya online
Bahkan jika Anda tidak memiliki pengalaman dalam ilmu komputer atau pemrograman,
Anda masih bisa bereksperimen dengan mikroskop yang baru ini.
Dan saya akan memberikan beberapa contoh
Tentang orang lain telah lakukan dengan kode ini.
Video ini dibuat oleh user Youtube bernama Tamez85
Saya tidak tahu siapa dia,
Tapi dia menggunakan kode kami
Untuk memperbesar gerakan perut yang kecil selama masa kehamilan.
Hal ini sedikit menyeramkan.
(Tawa)
Orang telah menggunakannya untuk memperbesar vena yang berdenyut di tangan.
Dan ini bukanlah sains sebenarnya kecuali Anda menggunakan kelinci percobaan.
Dan rupanya, kelinci percobaan ini bernama Tiffany.
Dan user YouTube ini menyatakan, dia pengerat pertama di bumi
Yang gerakannya diperbesar.
Anda juga bisa membuat seni dengan ini.
Video ini dikirim kepada saya oleh mahasiswa desain di Yale
Dia ingin melihat apakah ada perbedaan
Cara teman sekelasnya bergerak
Dia membuat mereka berdiri diam, dan memperbesar gerakannya
Ini seperti melihat gambar menjadi hidup.
Dan hal bagus dengan semua contoh di atas,
Adalah kami tidak melakukan apapun dengannya.
Kami hanya menyediakan alat baru, cara baru untuk melihat dunia,
Dan orang-orang menemukan cara menarik, baru dan kreatif untuk menggunakannya
Tapi kami tidak berhenti disana.
Alat ini tidak hanya membuat kita melihat dunia dengan cara berbeda,
Ini juga mengartikan ulang apa yang bisa kita lakukan
Dan menembus batas apa yang bisa kita lakukan dengan kamera kita.
Jadi sebagai ilmuwan, kami mulai penasaran
Tentang jenis fenomena fisik lain apa yang menghasilkan gerakan kecil
Yang bisa kami ukur dengan kamera kami?
Dan fenomena yang kami fokuskan akhir-akhir ini adalah suara.
Suara, seperti kita ketahui, adalah perubahan
Pada tekanan udara yang mengalir di udara.
Gelombang tekanan tersebut membentur obyek dan menciptakan getaran kecil
Yang sebagaimana kita dengar dan merekam suara.
Tapi ternyata suara juga menghasilkan gerakan visual.
Gerakan-gerakan yang tidak terlihat oleh kita
Tapi nampak pada kamera dengan pemrosesan yang benar.
Berikut adalah dua contoh.
Ini saya sedang mendemonstrasikan keahlian menyanyi saya
(Bernyanyi)
(Tawa)
Dan saya merekam video berkecepatan tinggi waktu saya bernyanyi
Dan jika Anda menatap video tersebut,
Tidak banyak yang bisa Anda lihat,
Tapi jika kita memperbesar gerakannya 100 kali, kita bisa lihat gerak dan riak
Pada leher yang terlibat dalam menghasilkan suara.
Sinyal-sinyal itu ada pada video.
Kami juga tahu bahwa penyanyi bisa memecahkan gelas wine
Jika mengenai nada yang tepat
Jadi, kami akan memainkan sebuah nada
Yang beresonansi dengan kaca
Melalui pengeras suara di sebelahnya
Ketika kami memainkan nada itu dan memperbesar gerakannya 250 kali,
Kita dapat melihat dengan jelas kaca itu bergetar
Dan beresonansi dalam merespon suara
Ini bukan sesuatu yang Anda biasa lihat setiap hari
Tapi ini membuat kita berpikir. Hal ini memberikan kita ide gila.
Bisakah kita membalik proses ini dan mendapatkan suara dari video
Dengan menganalisa getaran kecil yang dibuat gelombang suara pada obyek,
Dan mengubahnya kembali menjadi suara yang membuatnya?
Dengan cara ini, kita bisa merubah obyek sehari-hari menjadi mikrofon.
Jadi itulah yang kami lakukan.
Ini adalah bungkus kosong kripik di atas meja
Dan kami akan mengubahnya menjadi mikrofon
Dengan cara memfilmkannya dengan kamera video
Dan menganalisa gerakan kecil yang dibuat oleh gelombang suara
Inilah suara yang kami mainkan dalam ruangan itu.
(Musik "Mary Had a Little Lamb")
Dan ini adalah video berkecepatan tinggi yang kami rekam dari bungkus kripik itu.
lagi, Ini dimainkan
Tidak mungkin Anda bisa melihat apapun yang terjadi pada video itu
hanya dengan melihatnya.
Tapi ini adalah suara yang didapat hanya dengan menganalisa
gerakan kecil dalam video.
(Musik : "Mary Had a Little Lamb")
Saya menyebutnya -- Terimakasih
(Tepuk tangan)
Saya menyebutnya mikrofon visual.
Kami sebenarnya mengekstrak sinyal audio dari sinyal video
Dan hanya untuk memberikan skala gerakan disini,
Suara indah yang kuat akan membuat bungkus kripik bergerak kurang dari 1 mikrometer
Itu seperseribu dari satu milimeter.
Sekecil itulah gerakan yang sekarang dapat kita tarik
Hanya dengan melihat bagaimana cahaya memantul pada obyek
Dan terekam oleh kamera kami
Kami dapat mendapatkan kembali suara dari obyek lain, seperti tanaman
(Musik : "Mary Had a Little Lamb")
Dan kami juga bisa mendapatkan kembali percakapan
Jadi ini adalah seseorang yang sedang berbicara di ruangan
Suara : Mary memiliki sebuah domba yang bulunya seputih salju
Dan kemanapun Mary pergi, Domba itu juga ikut pergi
Dan ini percakapan tersebut yang diambil kembali
dari video bungkus kripik yang sama
Mary mempunyai seekor domba yang bulunya seputih salju
Dan kemanapun Mary pergi, Domba itu juga ikut pergi
Kami menggunakan "Mary Had a Little Lamb"
Karena katanya itu adalah kata-kata pertama
yang Thomas Edison bicarakan pada fonografnya di tahun 1877
Itu adalah salah satu alat perekam suara pertama dalam sejarah.
Itu pada dasarnya mengarahkan suara pada diafragma
Yang menggetarkan jarum yang mengukir suara pada kertas timah
Yang dibungkus mengelilingi silinder
Ini adalah demonstrasi rekaman dan putar ulang suara dari fonograf Edison
Testing, Testing, satu dua tiga
Mary memiliki seekor domba yang bulunya seputih salju
Dan kemanapun Mary pergi, domba itu juga ikut pergi
Testing, testing, satu dua tiga.
Mary memiliki seekor domba yang bulunya seputih salju
Dan kemanapun Mary pergi, domba itu juga ikut pergi
Dan sekarang, 137 tahun kemudian,
Kita dapat mengambil suara dengan kualitas yang hampir sama
Tapi hanya dengan melihat obyek bergetar terhadap suara dengan kamera
Dan kita bahkan dapat melakukannya ketika kamera
berada 15 kaki jauhnya dari obyek, di belakang kaca kedap suara
Jadi ini adalah suara yang bisa kita peroleh kembali pada kasus itu
Mary memiliki seekor domba kecil yang bulunya seputih salju
Dan kemanapun Mary pergi, domba itu juga ikut pergi
Dan tentu saja, pengawasan adalah aplikasi pertama yang terpikirkan
(Tawa)
Tapi mungkin ini juga beguna untuk hal yang lain
Mungkin di masa depan, kami bisa menggunakannya, seperti,
Untuk mendapatkan suara dari luar angkasa
Karena suara tidak bisa pergi ke luar angkasa, tapi cahaya bisa
Kami hanya mulai mengeksplorasi
Penggunaan lain yang mungkin untuk teknologi ini
Ini bisa membuat kita melihat proses yang kita tahu ada
Tapi belum pernah bisa kita lihat dengan mata kita hingga saat ini.
Inilah tim kami.
Semua yang saya tunjukkan pada Anda hari ini adalah hasil kolaborasi
Dengan grup orang-orang hebat yang Anda lihat disini
Dan saya mendorong dan menyambut Anda untuk mengunjungi website kami
Cobalah sendiri,
Dan bergabunglah dengan kami menjelajahi dunia gerakan kecil
Terimakasih.
(Tepuk Tangan)