A camera that can see around corners | David Lindell

Transcriber: Ivana Korom Reviewer: Krystian Aparta

Traductor: Florencia Bracamonte Revisor: Lidia Cámara de la Fuente

In the future,

En el futuro,

self-driving cars will be safer and more reliable than humans.

los vehículos autónomos serán más seguros y confiables que las personas.

But for this to happen,

Pero para esto, requerimos tecnologías que permitan a los vehículos responder

we need technologies that allow cars to respond

faster than humans,

más rápido que las personas.

we need algorithms that can drive better than humans

Necesitamos algoritmos capaces de conducir mejor que las personas,

and we need cameras that can see more than humans can see.

y cámaras capaces de ver más que el ojo humano.

For example, imagine a self-driving car is about to make a blind turn,

Por ejemplo, imaginen que un vehículo autónomo está por dar un giro a ciegas

and there's an oncoming car

y otro automóvil se aproxima

or perhaps there's a child about to run into the street.

o quizá un niño está a punto de cruzar la calle.

Fortunately, our future car will have this superpower,

Por suerte, nuestro auto del futuro tendrá este superpoder:

a camera that can see around corners to detect these potential hazards.

una cámara capaz de ver detrás de las esquinas y detectar posibles peligros.

For the past few years as a PhD student

Los últimos años he trabajado como doctorando

in the Stanford Computational Imaging Lab,

en el laboratorio de imágenes computacionales de Standford

I've been working on a camera that can do just this --

en una cámara que puede hacer exactamente eso:

a camera that can image objects hidden around corners

escanear objetos detrás de las esquinas

or blocked from direct line of sight.

o que no están al alcance directo de la vista.

So let me give you an example of what our camera can see.

Déjenme mostrarles lo que nuestra cámara puede ver.

This is an outdoor experiment we conducted

En este experimento realizado en el exterior,

where our camera system is scanning the side of this building with a laser,

nuestro sistema de cámaras escanea el lateral del edificio con un láser,

and the scene that we want to capture

y la escena que queremos capturar

is hidden around the corner behind this curtain.

está oculta al doblar la esquina, detrás de esta cortina.

So our camera system can't actually see it directly.

Así que nuestra cámara no puede verla de forma directa.

And yet, somehow,

Aun así, de algún modo,

our camera can still capture the 3D geometry of this scene.

nuestra cámara puede capturar la geometría 3D de la escena.

So how do we do this?

¿Cómo lo conseguimos?

The magic happens here in this camera system.

La magia sucede aquí, en este sistema de cámaras.

You can think of this as a type of high-speed camera.

Pueden considerarla como una cámara de gran velocidad,

Not one that operates at 1,000 frames per second,

una que funciona no a 1000 cuadros por segundo,

or even a million frames per second,

ni siquiera a un millón de cuadros por segundo,

but a trillion frames per second.

sino a un billón de cuadros por segundo.

So fast that it can actually capture the movement of light itself.

Funciona tan rápido, que hasta puede capturar el movimiento de la luz.

And to give you an example of just how fast light travels,

Y para darles un ejemplo de lo muy rápido que viaja la luz,

let's compare it to the speed of a fast-running comic book superhero

comparémosla con la velocidad de un superhéroe de historietas

who can move at up to three times the speed of sound.

capaz de correr tres veces más rápido que la velocidad del sonido.

It takes a pulse of light about 3.3 billionths of a second,

Un rayo de luz demora unas 3300 millonésimas de segundo,

or 3.3 nanoseconds,

o 3.3 nanosegundos,

to travel the distance of a meter.

en recorrer la distancia de un metro.

Well, in that same time,

Al mismo tiempo,

our superhero has moved less than the width of a human hair.

nuestro superhéroe se ha movido menos de 1 mm.

That's pretty fast.

Eso es bastante rápido.

But actually, we need to image much faster

Pero tenemos que imaginarnos algo mucho más rápido

if we want to capture light moving at subcentimeter scales.

si pretendemos capturar la luz en movimiento

a escalas por debajo del cm.

So our camera system can capture photons

Nuestro sistema de cámaras puede capturar fotones

at time frames of just 50 trillionths of a second,

en periodos de tiempo de apenas 50 billonésimas de segundo,

or 50 picoseconds.

o 50 picosegundos.

So we take this ultra-high-speed camera

Así que tomamos esta cámara ultrarápida

and we pair it with a laser that sends out short pulses of light.

y la combinamos con un láser que emite pulsos cortos de luz.

Each pulse travels to this visible wall

Cada pulso viaja hacia esta pared visible

and some light scatters back to our camera,

y un poco de luz se dispersa hacia nuestra cámara,

but we also use the wall to scatter light around the corner

pero la pared también dispersa la luz hacia el otro lado de la esquina,

to the hidden object and back.

hacia el objeto oculto y de regreso.

We repeat this measurement many times

Repetimos esto varias veces

to capture the arrival times of many photons

para capturar el tiempo de llegada de muchos fotones

from different locations on the wall.

desde diferentes puntos de la pared.

And after we capture these measurements, we can create

Tras capturar estas medidas,

podemos crear un video de la pared de un billón de cuadros por segundo.

a trillion-frame-per-second video of the wall.

While this wall may look ordinary to our own eyes,

Si bien esta pared nos parece corriente,

at a trillion frames per second, we can see something truly incredible.

a un billón de cuadros por segundo, podemos ver algo increíble.

We can actually see waves of light scattered back from the hidden scene

Podemos ver las ondas de luz

que se dispersan y regresan desde la escena oculta y chocan contra la pared.

and splashing against the wall.

And each of these waves carries information

Cada una de estas ondas transporta información

about the hidden object that sent it.

sobre el objeto oculto que la envió.

So we can take these measurements

Podemos tomar estas medidas

and pass them into a reconstruction algorithm

y pasarlas por un algoritmo de reconstrucción

to then recover the 3D geometry of this hidden scene.

para recuperar de esta manera la geometría 3D de la escena oculta.

Now I want to show you one more example of an indoor scene that we captured,

Quiero mostrarles un ejemplo más de una escena de interior que capturamos,

this time with a variety of different hidden objects.

esta vez con varios objetos diferentes ocultos.

And these objects have different appearances,

Estos objetos tienen apariencias muy distintas,

so they reflect light differently.

así que reflejan la luz de forma diferente.

For example, this glossy dragon statue reflects light differently

Por ejemplo, esta estatua brillante de dragón refleja la luz diferente

than the mirror disco ball

que la bola de disco y que la estatua blanca del discóbolo.

or the white discus thrower statue.

And we can actually see the differences in the reflected light

Hasta podemos ver las diferencias en la luz que se refleja

by visualizing it as this 3D volume,

al visualizarla como este volumen 3D, donde hemos apilado los cuadros del video.

where we've just taken the video frames and stacked them together.

And time here is represented as the depth dimension of this cube.

Aquí el tiempo se representa como la profundidad de este cubo.

These bright dots that you see are reflections of light

Estos puntos brillantes que ven son el reflejo de la luz

from each of the mirrored facets of the disco ball,

desde cada una de las caras de la bola de disco

scattering against the wall over time.

que se dispersan por la pared con el tiempo.

The bright streaks of light that you see arriving soonest in time

Las vetas brillantes de luz que ven llegar más rápido

are from the glossy dragon statue that's closest to the wall,

provienen de la estatua brillante de dragón, pues es lo más cercano a la pared,

and the other streaks of light come from reflections of light from the bookcase

y las otras vetas de luz provienen de reflejos de luz del estante de libros

and from the statue.

y de la estatua.

Now, we can also visualize these measurements frame by frame,

Ahora bien, podemos también visualizar estas medidas cuadro por cuadro,

as a video,

como un video,

to directly see the scattered light.

para así ver la luz dispersa.

And again, here we see, first, reflections of light from the dragon,

De nuevo, aquí vemos primero los reflejos de la luz del dragón,

closest to the wall,

lo más cercano a la pared,

followed by bright dots from the disco ball

luego los puntos brillantes de la bola de disco

and other reflections from the bookcase.

y otros reflejos provenientes del estante.

And finally, we see the reflected waves of light from the statue.

Finalmente, vemos las ondas de luz que refleja la estatua.

These waves of light illuminating the wall

Estas ondas de luz que iluminan la pared

are like fireworks that last for just trillionths of a second.

son como fuegos artificiales que duran apenas billonésimas de segundo.

And even though these objects reflect light differently,

Si bien estos objetos reflejan la luz de diversas formas,

we can still reconstruct their shapes.

Aun así, es posible reconstruir sus formas.

And this is what you can see from around the corner.

Esto es lo que pueden ver detrás de la esquina.

Now, I want to show you one more example that's slightly different.

Quiero mostrarles un ejemplo más que tiene una pequeña variante.

In this video, you see me dressed in this reflective suit

En este video, me ven con un traje reflectivo

and our camera system is scanning the wall at a rate of four times every second.

y nuestro sistema de cámaras escanea la pared

a un ritmo de cuatro veces por segundo.

The suit is reflective,

El traje es reflectivo

so we can actually capture enough photons

así que podemos capturar los fotones necesarios

that we can see where I am and what I'm doing,

para determinar dónde estoy y qué estoy haciendo

without the camera actually directly imaging me.

sin que la cámara me enfoque de forma directa.

By capturing photons that scatter from the wall to my tracksuit,

Al capturar los fotones que se dispersan desde la pared hacia mi traje,

back to the wall and back to the camera,

de regreso a la pared y nuevamente hacia la cámara,

we can capture this indirect video in real time.

podemos capturar este video "indirecto" en tiempo real.

And we think that this type of practical non-line-of-sight imaging

Creemos que este tipo de escaneo no lineal

could be useful for applications including for self-driving cars,

puede ser útil en distintas aplicaciones: en los vehículos autónomos

but also for biomedical imaging,

pero también en las bioimágenes,

where we need to see into the tiny structures of the body.

donde necesitamos ver el interior de las estructuras diminutas del cuerpo.

And perhaps we could also put similar camera systems on the robots

Quizá podríamos equipar con sistemas de cámaras similares a los robots

that we send to explore other planets.

que enviamos a explorar otros planetas.

Now you may have heard about seeing around corners before,

Tal vez ya escucharon sobre cómo mirar detrás de las esquinas,

but what I showed you today would have been impossible

pero lo que les mostré hoy habría sido imposible hace dos años.

just two years ago.

For example, we can now image large, room-sized hidden scenes outdoors

Por ejemplo, podemos escanear enormes escenas ocultas en el exterior

and at real-time rates,

en tiempo real,

and we've made significant advancements towards making this a practical technology

y hemos avanzado bastante en conseguir que esta tecnología

that you could actually see on a car someday.

pueda efectivamente detectar un automóvil en el futuro.

But of course, there's still challenges remaining.

Pero por supuesto, aún hay desafíos que superar.

For example, can we image hidden scenes at long distances

Por ejemplo, ¿podemos escanear escenas ocultas a larga distancia,

where we're collecting very, very few photons,

en cuyo caso se recolectan muy pocos fotones,

with lasers that are low-power and that are eye-safe.

con láseres que usen poca energía y sean seguros para la vista?

Or can we create images from photons

¿Podemos crear imágenes a partir de los fotones

that have scattered around many more times

que se han dispersado muchas más veces que un único rebote detrás de la esquina?

than just a single bounce around the corner?

Can we take our prototype system that's, well, currently large and bulky,

¿Podemos tomar nuestro prototipo que es, pues, actualmente muy grande

and miniaturize it into something that could be useful

y reducir su tamaño a algo que sea útil para las bioimágenes,

for biomedical imaging

or perhaps a sort of improved home-security system,

o para un tipo de sistema mejorado de seguridad para el hogar?

or can we take this new imaging modality and use it for other applications?

¿Podemos darle a esta nueva modalidad de escaneo de imágenes otras aplicaciones?

I think it's an exciting new technology

Es una tecnología nueva emocionante

and there could be other things that we haven't thought of yet

y podría haber otras aplicaciones que no hemos ni imaginado aún.

to use it for.

And so, well, a future with self-driving cars

Así que... un futuro en el que haya vehículos autónomos

may seem distant to us now --

puede ahora parecernos distante, pero estamos desarrollando las tecnologías

we're already developing the technologies

that could make cars safer and more intelligent.

que podrían hacer que los autos sean más seguros e inteligentes.

And with the rapid pace of scientific discovery and innovation,

Con el acelerado ritmo de los descubrimientos científicos

y las innovaciones,

you never know what new and exciting capabilities

nunca se sabe qué nuevas y emocionantes aplicaciones

could be just around the corner.

podríamos encontrar tras doblar la esquina.

(Applause)

(Aplausos)