0:00:00.000,0:00:05.760
Under de senaste århundradena

0:00:05.760,0:00:09.230
har mikroskopen revolutionerat vår värld.

0:00:09.500,0:00:14.252
De har avslöjat en liten värld[br]av objekt, liv och strukturer

0:00:14.252,0:00:17.028
som är för små för att vi[br]ska kunna se dem med blotta ögat.

0:00:17.028,0:00:19.987
De är ett enormt bidrag[br]till forskning och teknik.

0:00:19.987,0:00:23.104
Idag skulle jag vilja introducera[br]en ny sorts mikroskop,

0:00:23.104,0:00:25.611
ett mikroskop för förändringar.

0:00:25.732,0:00:28.564
Det använder inte optik[br]som ett vanligt mikroskop

0:00:28.564,0:00:30.691
för att göra små objekt större.

0:00:30.691,0:00:35.257
Istället använder den en videokamera[br]och bildbehandling

0:00:35.257,0:00:37.549
för att avslöja de minsta rörelserna

0:00:37.549,0:00:39.831
och färgförändringarna[br]hos saker och människor

0:00:40.281,0:00:43.848
förändringar som är omöjliga för oss[br]att se med blotta ögat,

0:00:44.355,0:00:48.475
Och det låter oss se på världen[br]på ett helt nytt sätt,

0:00:48.475,0:00:50.295
Så vad menar jag med färgförändringar?

0:00:50.295,0:00:53.217
Vår hud, till exempel,[br]ändrar färg en liten aning

0:00:53.217,0:00:55.014
när blodet flödar under den.

0:00:55.014,0:00:57.611
Den förändringen är otroligt subtil,

0:00:57.611,0:00:59.674
så att när du tittar på andra,

0:00:59.674,0:01:01.685
när du tittar på personen bredvid dig,

0:01:01.685,0:01:05.140
så ser du inte att deras hud[br]eller deras ansikte ändrar färg.

0:01:05.140,0:01:09.860
När vi tittar på filmen av Steve här,[br]så ser det ut som en statisk bild,

0:01:09.860,0:01:13.450
men när vi tittar på den här filmen[br]genom vårt nya specialmikroskop,

0:01:13.450,0:01:15.900
så ser vi plötsligt en helt annan bild.

0:01:15.900,0:01:20.160
Vad ni ser här är små förändringar[br]i färgen på Steves hud,

0:01:20.160,0:01:24.216
förstorade 100 gånger[br]så att de blir synliga.

0:01:24.466,0:01:27.454
Vi kan faktiskt se en mänsklig puls.

0:01:27.663,0:01:30.472
Vi kan se hur fort Steves hjärta slår,

0:01:30.860,0:01:35.472
men vi kan också se på vilket sätt[br]blodet flödar i hans ansikte.

0:01:36.544,0:01:39.255
Och vi kan göra det, inte bara för[br]att visualisera pulsen,

0:01:39.255,0:01:42.646
utan också för att hämta in[br]vår hjärtfrekvens,

0:01:42.646,0:01:44.439
och mäta vår hjärtfrekvens.

0:01:44.439,0:01:48.892
Vi kan göra det här med vanliga kameror[br]och utan att röra vid patienterna.

0:01:48.892,0:01:54.509
Så, här ser ni pulsen och hjärtfrekvensen[br]hos en nyfödd bebis, som vi har tagit ut

0:01:54.509,0:01:57.390
från en film som har spelats in[br]med en vanlig DSLR-kamera.

0:01:57.390,0:01:59.206
Och den hjärtfrekvens[br]vi kan mäta upp

0:01:59.206,0:02:04.017
är lika exakt som en som man kan mäta upp[br]med standardutrustning på ett sjukhus.

0:02:04.017,0:02:06.659
Och filmen behöver inte ens[br]ha spelats in av oss.

0:02:06.659,0:02:09.654
Vi kan i huvudsak göra det [br]även med andra filmer.

0:02:09.654,0:02:13.555
Så jag tog bara ett kort klipp[br]från "Batman begins" här

0:02:13.555,0:02:15.459
bara för att visa Christian Bales puls.

0:02:15.459,0:02:17.281
(Skratt)

0:02:17.281,0:02:19.404
Och som ni vet har han antagligen smink,

0:02:19.404,0:02:21.357
ljussättningen här är rätt utmanande,

0:02:21.357,0:02:24.308
men ändå kan vi ta ut hans puls[br]från den här filmen

0:02:24.308,0:02:26.326
och visa upp den ganska tydligt.

0:02:26.326,0:02:28.246
Så, hur gör vi allt det här?

0:02:28.246,0:02:32.844
I grund och botten analyserar vi[br]förändringar i det inspelade ljuset

0:02:32.844,0:02:35.105
i varje pixel i filmen över tid.

0:02:35.105,0:02:36.913
Och sen skruvar vi upp förändringarna.

0:02:36.913,0:02:39.075
Vi gör dem större så att vi kan se dem.

0:02:39.075,0:02:40.977
Det svåra är att de signalerna,

0:02:40.977,0:02:43.820
de förändringar som vi är ute efter[br]är extremt subtila,

0:02:43.830,0:02:46.829
så vi måste vara väldigt försiktiga[br]när vi försöker separera dem

0:02:46.829,0:02:49.961
från störningar[br]som alltid finns på filmer.

0:02:50.520,0:02:53.515
Så vi använder några smarta[br]bildbehandlingstekniker

0:02:53.515,0:02:57.509
för att få ett väldigt exakt mått[br]på färgen i varje pixel i filmen

0:02:57.509,0:03:00.179
och sen på hur färgen förändras över tid.

0:03:00.179,0:03:02.592
Därefter förstärker vi de förändringarna.

0:03:02.662,0:03:06.582
Vi förstorar dem för att skapa[br]den sortens förstärkta filmer

0:03:06.582,0:03:08.934
som faktiskt kan visa upp[br]de förändringarna.

0:03:08.934,0:03:11.573
Men det visar sig att vi inte bara[br]kan göra det här för

0:03:11.573,0:03:13.342
att visa små färgförändringar,

0:03:13.342,0:03:15.503
utan också små rörelser,

0:03:15.503,0:03:19.079
och det beror på att det ljus[br]som spelas in på våra kameror

0:03:19.079,0:03:21.739
inte bara ändrar sig[br]om objektets färg ändrar sig

0:03:21.739,0:03:23.938
utan också om objektet rör sig.

0:03:24.067,0:03:27.893
Det här är min dotter när hon var[br]ungefär två månader gammal.

0:03:27.893,0:03:30.892
Jag spelade in den här filmen[br]för ungefär tre år sen.

0:03:30.892,0:03:33.300
Och som nyblivna föräldrar[br]vill vi alla säkerställa

0:03:33.300,0:03:36.452
att våra barn mår bra, att de andas,[br]att de lever - förstås.

0:03:36.452,0:03:38.634
Så även jag skaffade en sån där babyvakt

0:03:38.634,0:03:41.113
så att jag kunde se min dotter[br]när hon låg och sov.

0:03:41.113,0:03:44.660
Och det här är ungefär vad man kan se[br]med en vanlig babyvakt.

0:03:44.660,0:03:48.492
Man kan se att barnet sover, men det finns[br]inte så mycket information att hämta.

0:03:48.492,0:03:50.078
Vi kan inte se särskilt mycket.

0:03:50.078,0:03:52.952
Skulle det inte vara bättre, [br]mer informativt, mer användbart

0:03:52.952,0:03:55.892
om vi istället kunde se bilden så här.

0:03:55.892,0:04:01.543
Så här tog jag rörelserna[br]och förstorade dem 30 gånger,

0:04:01.708,0:04:04.847
och så kunde jag tydligt se[br]att min dotter fortfarande var vid liv

0:04:04.847,0:04:05.976
och andades.

0:04:05.976,0:04:08.327
(Skratt)

0:04:08.327,0:04:10.249
Här är en jämförelse sida vid sida.

0:04:10.249,0:04:12.732
Så, igen, i källfilmen, i ursprungsfilmen

0:04:12.732,0:04:14.368
så kan vi inte se så mycket,

0:04:14.368,0:04:18.075
men när vi förstorar rörelserna[br]blir andningen mycket mer synlig.

0:04:18.075,0:04:20.299
Det visar sig att det finns[br]en lång rad fenomen

0:04:20.299,0:04:23.768
som vi kan avslöja och förstora[br]med vårt nya rörelsemikroskop.

0:04:23.768,0:04:28.332
Vi kan se hur våra vener och artärer[br]pulserar i våra kroppar.

0:04:28.332,0:04:30.960
Vi kan se att våra ögon konstant rör sig

0:04:30.960,0:04:32.847
i en svajig rörelse.

0:04:32.847,0:04:34.426
Och det där är faktiskt mitt öga,

0:04:34.426,0:04:37.291
och igen, den här filmades[br]strax efter att min dotter föddes,

0:04:37.291,0:04:39.403
så det syns att jag inte fick[br]så mycket sömn.

0:04:39.403,0:04:41.525
(Skratt)

0:04:41.525,0:04:44.041
Även när en person sitter still

0:04:44.189,0:04:46.383
så finns det massor med[br]information att hämta

0:04:46.383,0:04:49.912
om andningsmönster,[br]små ansiktsuttryck.

0:04:49.912,0:04:51.537
Kanske kan vi använda rörelserna

0:04:51.537,0:04:54.521
till att berätta något om[br]våra tankar eller känslor.

0:04:54.521,0:04:57.946
Vi kan också förstora[br]små mekaniska rörelser,

0:04:57.946,0:04:59.501
som vibrationer i motorer,

0:04:59.501,0:05:03.193
som kan hjälpa maskinister att upptäcka[br]och diagnosticera maskinproblem,

0:05:03.193,0:05:07.931
eller se hur byggnader och konstruktioner[br]rör sig i vind eller andra krafter.

0:05:07.931,0:05:12.512
Det här är saker som vi redan kan mäta[br]på olika sätt i samhället,

0:05:12.512,0:05:14.965
men att mäta rörelserna är en sak,

0:05:14.965,0:05:17.241
och att faktiskt se rörelserna[br]medan de pågår

0:05:17.241,0:05:19.795
är en helt annan sak.

0:05:19.795,0:05:22.836
Och redan när vi upptäckte[br]den här nya tekniken

0:05:22.836,0:05:26.789
gjorde vi koden tillgänglig online[br]så att andra kunde experimentera med den.

0:05:26.789,0:05:28.664
Den är väldigt enkel att använda.

0:05:28.664,0:05:30.708
Den kan fungera på dina egna filmer.

0:05:30.708,0:05:34.041
Våra partners på Quantum Research[br]har skapat den här fina webbplatsen

0:05:34.041,0:05:36.599
där man kan ladda upp filmer[br]och behandla dem online,

0:05:36.599,0:05:40.255
så även om du inte har någon erfarenhet[br]av datorvetenskap eller programmering

0:05:40.255,0:05:43.331
så kan du ändå enkelt experimentera[br]med det nya mikroskopet.

0:05:43.331,0:05:45.535
Och jag skulle vilja visa[br]bara några exempel

0:05:45.535,0:05:47.734
av vad andra har gjort med det.

0:05:48.470,0:05:52.433
Den här filmen är gjord[br]av en YouTube-användare

0:05:52.433,0:05:53.746
som kallar sig Tamez85.

0:05:53.746,0:05:55.260
Jag vet inte vem användaren är,

0:05:55.260,0:05:57.595
men han, eller hon, har använt vår kod

0:05:57.595,0:06:00.775
till att förstora små magrörelser[br]under en graviditet.

0:06:01.120,0:06:02.912
Det är ganska läskigt.

0:06:02.912,0:06:04.525
(Skratt)

0:06:04.525,0:06:09.486
Folk har använt den till att förstora[br]pulserande vener på händerna.

0:06:09.486,0:06:13.268
Och du vet att det inte är riktig[br]forskning om det inte innefattar marsvin,

0:06:13.268,0:06:16.088
och tydligen heter det[br]här marsvinet Tiffany,

0:06:16.088,0:06:19.777
och den här YouTube-användaren påstår[br]att det är den första gnagaren på jorden

0:06:19.777,0:06:22.295
som har fått sina rörelser förstorade.

0:06:22.295,0:06:24.483
Man kan också skapa konst med den.

0:06:24.483,0:06:27.391
Jag fick den här filmen[br]av en designstudent från Yale.

0:06:27.391,0:06:29.448
Hon ville se om det fanns några skillnader

0:06:29.448,0:06:31.120
i hur hennes klasskamrater rör sig.

0:06:31.120,0:06:35.079
Hon fick dem att stå still[br]och förstorade sen rörelserna.

0:06:35.079,0:06:38.429
Det är som att se stillbilder få liv.

0:06:38.747,0:06:41.180
Och det fina med de här exemplen

0:06:41.180,0:06:43.476
är att vi inte hade något[br]med dem att göra.

0:06:43.476,0:06:47.330
Vi tillhandahöll bara ett nytt verktyg,[br]ett nytt sätt att se på världen,

0:06:47.330,0:06:51.901
och sen hittar folk andra intressanta,[br]nya och kreativa sätt att använda det.

0:06:52.192,0:06:54.046
Men vi stannade inte vid det.

0:06:54.046,0:06:57.357
Det här verktyget låter oss inte bara[br]se på världen på ett nytt sätt,

0:06:57.357,0:06:59.845
det omdefinierar vad vi kan göra

0:06:59.845,0:07:02.826
och flyttar gränserna[br]för vad vi kan göra med våra kameror.

0:07:02.826,0:07:05.255
Så, som vetenskapsmän[br]började vi fundera på

0:07:05.255,0:07:08.890
om det fanns andra fysiska fenomen[br]som skapar små rörelser

0:07:08.890,0:07:11.640
som vi kunde mäta med våra kameror?

0:07:11.943,0:07:15.444
Och ett sånt fenomen[br]som vi nyligen fokuserade på är ljud.

0:07:15.444,0:07:18.119
Ljud är, som vi alla känner till,[br]i huvudsak förändringar

0:07:18.119,0:07:20.232
i lufttryck som förflyttas genom luften.

0:07:20.232,0:07:23.613
De tryckvågorna träffar objekt[br]och skapar små vibrationer i dem,

0:07:23.613,0:07:26.185
det är så vi hör och så vi spelar in ljud.

0:07:26.185,0:07:29.702
Men det visar sig att ljud[br]också producerar synliga rörelser.

0:07:30.053,0:07:32.449
Det är rörelser[br]som inte är synliga för oss

0:07:32.886,0:07:35.647
men som är synliga för kameran,[br]med rätt behandling.

0:07:35.657,0:07:37.230
Här är två exempel.

0:07:37.230,0:07:40.264
Det här är jag som visar upp[br]min fantastiska sångförmåga.

0:07:41.064,0:07:42.698
(Sjunger)

0:07:42.698,0:07:44.024
(Skratt)

0:07:44.024,0:07:47.120
Och jag gjorde en höghastighetsfilm[br]av min hals medan jag hummade.

0:07:47.120,0:07:48.504
Igen, om du stirrar på filmen

0:07:48.504,0:07:50.130
så är det inte så mycket som syns,

0:07:50.130,0:07:55.292
men när vi förstorar rörelserna 100 gånger[br]ser vi alla rörelser och krusningar

0:07:55.302,0:07:58.326
i halsen som är involverade[br]i att producera ljudet.

0:07:58.326,0:08:00.928
Den signalen syns där i filmen.

0:08:01.136,0:08:03.756
Vi vet också att sångare[br]kan spräcka ett vinglas

0:08:03.756,0:08:05.289
om de träffar rätt ton.

0:08:05.289,0:08:07.204
Så här ska vi spela en ton

0:08:07.204,0:08:09.730
som ligger inom glasets resonansfrekvens[br]

0:08:09.730,0:08:11.548
genom en högtalare precis bredvid.

0:08:11.548,0:08:16.197
När vi spelar tonen[br]och förstorar rörelserna 250 gånger,

0:08:16.197,0:08:18.535
så kan vi väldigt tydligt se[br]hur glaset vibrerar

0:08:18.535,0:08:22.105
och resonerar som svar på ljudet.

0:08:22.105,0:08:24.525
Det här är ingenting[br]som man är van vid att se.

0:08:24.525,0:08:27.764
Men det fick oss att tänka till.[br]Vi fick en galen idé.

0:08:27.764,0:08:33.662
Kan vi faktiskt invertera processen[br]och hämta in ljud från filmen

0:08:33.662,0:08:37.697
genom att analysera de små vibrationerna[br]som ljudvågorna orsakar i objekten,

0:08:37.697,0:08:42.081
och egentligen konvertera dem[br]tillbaka till de ljud som producerade dem.

0:08:42.474,0:08:46.931
På det här sättet kan vi omvandla[br]vardagliga saker till mikrofoner.

0:08:47.141,0:08:49.163
Så det var precis vad vi gjorde.

0:08:49.163,0:08:51.979
Här är en tom chipspåse[br]som låg på bordet,

0:08:51.979,0:08:54.584
och vi ska göra om chipspåsen[br]till en mikrofon

0:08:54.584,0:08:56.185
genom att filma den med en kamera

0:08:56.185,0:08:59.533
och analysera de små rörelserna[br]som ljudvågorna skapar i den.

0:08:59.533,0:09:02.239
Här är ljudet som vi spelade i rummet.

0:09:02.239,0:09:10.003
(Musik: "Mary har ett litet lamm")

0:09:10.007,0:09:13.282
Och här är en höghastighetsfilm[br]av chipspåsen som vi spelade in.

0:09:13.282,0:09:14.306
Den spelar igen.

0:09:14.306,0:09:17.118
Det finns ingen möjlighet att se[br]vad vad som händer i filmen

0:09:17.118,0:09:18.456
bara genom att titta på den,

0:09:18.456,0:09:20.400
men här är ljudet som vi kunde återskapa

0:09:20.400,0:09:23.677
genom att analysera[br]de små rörelserna i filmen.

0:09:23.873,0:09:26.865
(Musik: "Mary har ett litet lamm")

0:09:40.985,0:09:42.471
Jag kallar det för... Tack.

0:09:42.471,0:09:45.436
(Applåder)

0:09:49.896,0:09:52.223
Jag kallar det för[br]den visuella mikrofonen.

0:09:52.223,0:09:55.613
Vi extraherar faktiskt ljudsignaler[br]från videosignaler.

0:09:55.613,0:09:58.794
Och bara för att ge er en känsla[br]för rörelseskalan här:

0:09:58.799,0:10:03.905
Ett ganska högt ljud skulle få chipspåsen[br]att röra sig mindre än en mikrometer.

0:10:03.905,0:10:06.674
Det är en tusendels millimeter.

0:10:06.674,0:10:10.435
Så små är de rörelser[br]som kan vi nu dra ut

0:10:10.435,0:10:13.678
bara genom att observera[br]hur ljuset studsar på objekt

0:10:13.678,0:10:15.814
och spelas in av våra kameror.

0:10:15.814,0:10:18.368
Vi kan hämta in ljud[br]från andra objekt, som växter.

0:10:18.564,0:10:21.530
(Musik: "Mary har ett litet lamm")

0:10:27.024,0:10:29.211
Och vi kan hämta in tal.

0:10:29.211,0:10:31.588
Här talar en person i ett rum.

0:10:31.588,0:10:35.711
Röst: Mary har ett litet lamm[br]med ull så len och vit

0:10:35.711,0:10:40.221
och vart än lilla Mary går,[br]går lammet också dit.

0:10:40.221,0:10:42.410
Michael Rubinstein:[br]Och här är samma tal igen,

0:10:42.410,0:10:46.254
inhämtat från den här filmen[br]med samma chipspåse.

0:10:46.254,0:10:51.085
Röst: Mary har ett litet lamm[br]med ull så len och vit

0:10:51.085,0:10:55.363
och vart än lilla Mary går,[br]går lammet också dit.

0:10:55.944,0:10:58.150
MR: Vi använde "Mary har ett litet lamm"

0:10:58.150,0:11:00.403
därför att det påstås[br]att de var de första orden

0:11:00.403,0:11:04.574
som Thomas Edison talade in[br]i sin fonograf 1877.

0:11:04.574,0:11:07.612
Det var en av historiens[br]första ljudinspelningsmaskiner.

0:11:07.612,0:11:12.289
Den riktade helt enkelt in ljuden[br]på ett membran som vibrerade en nål

0:11:12.289,0:11:15.208
som egentligen graverade in ljudet[br]på aluminiumfolie

0:11:15.208,0:11:17.353
som var lindad runt cylindern.

0:11:17.353,0:11:22.950
Här är en demonstration av in- och[br]uppspelning av ljud med Edisons fonograf.

0:11:23.426,0:11:26.446
(Video) Röst: Testar, testar, ett två tre.

0:11:26.446,0:11:29.859
Mary har ett litet lamm[br]med ull så len och vit,

0:11:29.859,0:11:33.528
och vart än lilla Mary går,[br]går lammet också dit.

0:11:33.528,0:11:36.268
Testar, testar, ett två tre.

0:11:36.268,0:11:40.424
Mary har ett litet lamm[br]med ull så len och vit,

0:11:40.424,0:11:44.779
och vart än lilla Mary går,[br]går lammet också dit.

0:11:45.648,0:11:49.665
MR: Och nu, 137 år senare,

0:11:49.665,0:11:53.532
kan vi få ut ljud[br]med i princip samma kvalitet,

0:11:53.532,0:11:57.831
men genom att bara titta på objekt[br]som vibrerar till ljud via kameror,

0:11:57.831,0:11:59.765
vi kan till och med göra det när kameran

0:11:59.765,0:12:03.745
är 4,5 m bort från objektet[br]bakom ljudisolerat glas.

0:12:03.999,0:12:07.219
Det här är det ljud[br]vi kunde hämta in i det fallet.

0:12:07.219,0:12:12.293
Röst: Mary har ett litet lamm[br]med ull så len och vit,

0:12:12.293,0:12:17.272
och vart än lilla Mary går,[br]går lammet också dit.

0:12:17.404,0:12:21.034
MR: Och självklart är övervakning[br]det första som dyker upp på näthinnan.

0:12:21.034,0:12:23.889
(Skratt)

0:12:23.889,0:12:28.085
Men det kan faktiskt komma till nytta[br]i andra sammanhang också.

0:12:28.085,0:12:30.925
Kanske kommer vi i framtiden[br]till exempel kunna

0:12:30.925,0:12:33.177
hämta in ljud genom rymden,

0:12:33.177,0:12:36.753
därför att ljud kan inte färdas[br]i rymden, men det kan ljus.

0:12:36.753,0:12:39.157
Vi har bara börjat att utforska

0:12:39.157,0:12:41.966
andra möjliga användningsområden[br]för den här nya teknologin.

0:12:41.966,0:12:45.008
Det låter oss se fysiska processer[br]som vi vet finns där

0:12:45.008,0:12:48.564
men som vi aldrig har kunnat observera[br]med blotta ögat förrän nu.

0:12:48.564,0:12:49.868
Det här är vårt team.

0:12:49.868,0:12:52.587
Det som jag har visat här idag[br]är resultatet av samarbete

0:12:52.587,0:12:54.838
med den här fantastiska gruppen,

0:12:54.838,0:12:58.005
och jag uppmuntrar och välkomnar er[br]att kolla in vår webbplats,

0:12:58.005,0:12:59.261
testa själva,

0:12:59.261,0:13:02.683
och göra oss sällskap i utforskandet[br]av de små rörelsernas värld.

0:13:02.683,0:13:03.838
Tack.

0:13:03.838,0:13:05.302
(Applåder)