A camera that can see around corners | David Lindell

92,021 views ・ 2020-04-21

TED


Ju lutemi, klikoni dy herë mbi titrat në anglisht më poshtë për të luajtur videon.

00:00
Transcriber: Ivana Korom Reviewer: Krystian Aparta
0
0
7000
Translator: Henry Rroga Reviewer: Alba Gumbardhi
00:12
In the future,
1
12937
1175
Në të ardhmen,
00:14
self-driving cars will be safer and more reliable than humans.
2
14136
3654
makinat që ecin vetë do jenë më të sigurta se njerëzit.
00:18
But for this to happen,
3
18175
1222
Por që kjo të ndodhi,
00:19
we need technologies that allow cars to respond
4
19421
2730
na duhen teknologji që makinat të reagojnë
00:22
faster than humans,
5
22175
1267
më shpejt se njerëzit,
00:23
we need algorithms that can drive better than humans
6
23466
3714
na duhen algoritme që makinat të ecin më mirë vetë,
00:27
and we need cameras that can see more than humans can see.
7
27204
4103
dhe na duhen kamera që mund të shohin më tepër se syri i njeriut.
00:32
For example, imagine a self-driving car is about to make a blind turn,
8
32061
4730
Për shembull, mendoni një makinë të tillë që do marri një kthesë qorre,
00:36
and there's an oncoming car
9
36815
1334
dhe një makinë po vjen aty,
00:38
or perhaps there's a child about to run into the street.
10
38173
2785
apo mbase një fëmijë do kalojë rrugën me vrap.
00:41
Fortunately, our future car will have this superpower,
11
41458
3564
Fatmirësisht, makina e së ardhmes do e ketë këtë superfuqi,
00:45
a camera that can see around corners to detect these potential hazards.
12
45046
4099
një kamerë që sheh përreth kthesave që të dallojë rreziqet e mundshme.
00:49
For the past few years as a PhD student
13
49876
2079
Vitet e fundit si një student doktorature
00:51
in the Stanford Computational Imaging Lab,
14
51979
2277
në Laboratorin e Imazherisë Kompjuterike në Stanford,
00:54
I've been working on a camera that can do just this --
15
54280
2754
kam punuar për një kamerë që mund të bëjë pikërisht këtë -
00:57
a camera that can image objects hidden around corners
16
57058
3398
një kamerë që mund të pasqyrojë objektet e fshehura në kthesa
01:00
or blocked from direct line of sight.
17
60480
2772
apo të bllokuara nga vija e shikimit.
01:03
So let me give you an example of what our camera can see.
18
63276
3452
Më lini t'ju jap një shembull se çfarë mund të shohi kamera jonë.
01:06
This is an outdoor experiment we conducted
19
66752
2563
Ky është një eksperiment që zhvilluam në terren
01:09
where our camera system is scanning the side of this building with a laser,
20
69339
3810
ku sistemi ynë i kamerës po skanon faqen e ndërtesës me lazer,
01:13
and the scene that we want to capture
21
73173
1960
dhe skena që duam të kapim
01:15
is hidden around the corner behind this curtain.
22
75157
2960
është e fshehur pas perdes.
01:18
So our camera system can't actually see it directly.
23
78141
2977
Kështu që mund të themi se kamera nuk e sheh dot drejtpërdrejt.
01:21
And yet, somehow,
24
81561
1168
Por, në një farë mënyre,
01:22
our camera can still capture the 3D geometry of this scene.
25
82753
4548
kamera mund të pasqyrojë gjeometrinë 3D të kësaj skene.
01:27
So how do we do this?
26
87704
1400
Si arrijmë ta bëjmë këtë gjë?
01:29
The magic happens here in this camera system.
27
89498
2722
Magjia ndodh këtu në sistemin e kamerës.
01:32
You can think of this as a type of high-speed camera.
28
92244
3325
Mund ta mendoni këtë si një kamerë e shpejtësisë së lartë.
01:35
Not one that operates at 1,000 frames per second,
29
95593
3470
Por jo një që operon me 1,000 imazhe në sekondë,
01:39
or even a million frames per second,
30
99087
2745
dhe as një milion imazhe në sekondë,
01:41
but a trillion frames per second.
31
101856
2253
por një bilion imazhe në sekondë.
01:45
So fast that it can actually capture the movement of light itself.
32
105023
4835
Aq e shpejtë sa mund të kapi vetë lëvizjen e dritës.
01:50
And to give you an example of just how fast light travels,
33
110652
3643
Dhe për t'ju dhënë një shembull se sa shpejt ecën drita,
01:54
let's compare it to the speed of a fast-running comic book superhero
34
114319
4285
le ta krahasojmë me një superhero të shkathët librash komik
01:58
who can move at up to three times the speed of sound.
35
118628
2748
i cili lëviz me tre-fishin e shpejtësisë së zërit.
02:02
It takes a pulse of light about 3.3 billionths of a second,
36
122201
4199
Një impulsi drite i duhen 3.3 të miliardat e një sekonde,
02:06
or 3.3 nanoseconds,
37
126424
1873
apo 3.3 nanosekonda,
02:08
to travel the distance of a meter.
38
128321
2129
që të kryejë distancën e një metri.
02:10
Well, in that same time,
39
130474
1935
Epo, në atë kohë,
02:12
our superhero has moved less than the width of a human hair.
40
132433
3874
superheroi ynë ka lëvizur më pak se gjerësia e një qime floku.
02:16
That's pretty fast.
41
136633
1267
Kjo është vërtet e shpejtë.
02:18
But actually, we need to image much faster
42
138306
2454
Por, në fakt, na duhet të kapim imazhe më shpejt
02:20
if we want to capture light moving at subcentimeter scales.
43
140784
3388
nëse duam ta kapim lëvizjen e dritës nën një centimetër.
02:24
So our camera system can capture photons
44
144784
2497
Kështu që sistemi ynë i kamerës kap fotone
02:27
at time frames of just 50 trillionths of a second,
45
147305
3516
në kornizën kohore të 50 të biliontat e sekondës,
02:30
or 50 picoseconds.
46
150845
1745
apo 50 pikosekonda.
02:33
So we take this ultra-high-speed camera
47
153821
2502
Ndaj e marrim këtë kamerën ultra të shpejtë
02:36
and we pair it with a laser that sends out short pulses of light.
48
156347
3674
dhe e bashkojmë me një lazer që dërgon impulse të shkurtra drite.
02:40
Each pulse travels to this visible wall
49
160553
2635
Çdo impuls udhëton te ky muri i dukshëm
02:43
and some light scatters back to our camera,
50
163212
2127
dhe pak dritë shpërndahet mbrapsht te kamera,
02:45
but we also use the wall to scatter light around the corner
51
165363
3216
por murin e përdorim dhe për të shpërndarë dritën përreth qoshes
02:48
to the hidden object and back.
52
168603
1933
te objekti i fshehur dhe mbrapsht.
02:51
We repeat this measurement many times
53
171363
2238
Këtë matje e përsërisim shumë herë
02:53
to capture the arrival times of many photons
54
173625
2540
që të llogarisim kohën e mbërritjes të shumë fotoneve
02:56
from different locations on the wall.
55
176189
2087
nga vendndodhje të ndryshme në mur.
02:58
And after we capture these measurements, we can create
56
178300
2856
Dhe pasi bëjmë matjet, ne mund të krijojmë
03:01
a trillion-frame-per-second video of the wall.
57
181180
2635
një video me një bilion imazhe në sekondë të murit.
03:04
While this wall may look ordinary to our own eyes,
58
184371
3008
Ndërkohë që ky mur duket i zakonshëm për syrin tonë,
03:07
at a trillion frames per second, we can see something truly incredible.
59
187403
4475
me një bilion imazhe në sekondë, ne mund të shohim diçka fantastike.
03:12
We can actually see waves of light scattered back from the hidden scene
60
192275
4367
Ne mund të shohim valët e dritës që shpërndahen nga pamja e fshehur
03:16
and splashing against the wall.
61
196666
2067
dhe përplasen me murin.
03:19
And each of these waves carries information
62
199063
2952
Dhe secila valë mbart informacion
03:22
about the hidden object that sent it.
63
202039
2278
rreth objektit të fshehur që e dërgoi.
03:24
So we can take these measurements
64
204341
1681
Ndaj mund t'i marrim këto matje
03:26
and pass them into a reconstruction algorithm
65
206046
2499
dhe t'ia kalojmë një algoritmi rindërtues
03:28
to then recover the 3D geometry of this hidden scene.
66
208569
3881
që më pas të ndërtojmë gjeometrinë 3D të pamjes së fshehur.
03:33
Now I want to show you one more example of an indoor scene that we captured,
67
213379
3810
Tani dua t'ju tregoj dhe një rast tjetër të një pamjeje të brendshme që kapëm,
03:37
this time with a variety of different hidden objects.
68
217213
3110
kësaj radhe me shumë lloje të ndryshme objektesh të fshehura.
03:40
And these objects have different appearances,
69
220347
2127
Këto objekte kanë pamje të ndryshme,
03:42
so they reflect light differently.
70
222498
1833
ndaj e reflektojnë dritën ndryshe.
03:44
For example, this glossy dragon statue reflects light differently
71
224355
3754
Për shembull, kjo statuja me shkëlqim e dragoit e reflekton dritën ndryshe
03:48
than the mirror disco ball
72
228133
1777
nga topi i diskos me pasqyra
03:49
or the white discus thrower statue.
73
229934
2611
apo nga statuja e hedhësit të diskut.
03:52
And we can actually see the differences in the reflected light
74
232998
3419
Dhe mund t'i shohim ndryshimet e dritës së reflektuar
03:56
by visualizing it as this 3D volume,
75
236441
2841
duke e përfytyruar si ky vëllimi 3D,
03:59
where we've just taken the video frames and stacked them together.
76
239306
3310
ku thjesht kemi marrë imazhe të videos dhe i kemi bashkuar bashkë.
04:02
And time here is represented as the depth dimension of this cube.
77
242640
4299
Dhe koha këtu paraqitet si dimensioni i thellësisë së kubit.
04:07
These bright dots that you see are reflections of light
78
247914
3191
Këto njollat e shndritshme janë reflektimet e dritës
04:11
from each of the mirrored facets of the disco ball,
79
251129
2546
nga secila faqe e topit të diskos
04:13
scattering against the wall over time.
80
253699
2191
duke u shpërndarë në mur përgjatë kohës.
04:16
The bright streaks of light that you see arriving soonest in time
81
256422
3536
Vijat e ndritshme të dritës, të cilat arrijnë më shpejt,
04:19
are from the glossy dragon statue that's closest to the wall,
82
259982
3960
janë nga statuja me shkëlqim e dragoit që është më afër murit,
04:23
and the other streaks of light come from reflections of light from the bookcase
83
263966
3801
dhe vijat e tjera të dritës vijnë nga reflektimi i dritës me raftin e librave
04:27
and from the statue.
84
267791
1333
dhe nga statuja.
04:29
Now, we can also visualize these measurements frame by frame,
85
269727
3887
Gjithashtu, ne mund t'i përfytyrojmë këto matje imazh pas imazhi,
04:33
as a video,
86
273638
1192
si një video,
04:34
to directly see the scattered light.
87
274854
1882
për të parë dritën që shpërndahet.
04:37
And again, here we see, first, reflections of light from the dragon,
88
277461
3619
Dhe, sërish, këtu shohim si fillim reflektimin e dritës nga dragoi,
04:41
closest to the wall,
89
281104
1246
që është më afër murit,
04:42
followed by bright dots from the disco ball
90
282374
3389
ndjekur nga njollat e shndritshme nga topi i diskos,
04:45
and other reflections from the bookcase.
91
285787
2719
dhe reflektimet e tjera nga rafti i librave.
04:48
And finally, we see the reflected waves of light from the statue.
92
288530
4452
Dhe, në fund, shohim të reflektuar valët e dritës nga statuja.
04:53
These waves of light illuminating the wall
93
293840
2793
Këto valë drite që ndriçojnë murin
04:56
are like fireworks that last for just trillionths of a second.
94
296657
4618
janë si fishekzjarre që zgjasin një të biliontin e sekondës.
05:05
And even though these objects reflect light differently,
95
305649
3246
Edhe pse këto objekte e reflektojnë dritën ndryshe,
05:08
we can still reconstruct their shapes.
96
308919
2634
ne mund ta ndërtojmë formën e tyre.
05:11
And this is what you can see from around the corner.
97
311577
2760
Dhe kjo është pamja që mund të shohim nga pas kthesës.
05:15
Now, I want to show you one more example that's slightly different.
98
315547
3429
Tani dua t'ju tregoj dhe një shembull tjetër pak më ndryshe.
05:19
In this video, you see me dressed in this reflective suit
99
319000
3380
Në këtë video mund të më shihni mua të veshur me një kostum reflektues
05:22
and our camera system is scanning the wall at a rate of four times every second.
100
322404
4395
dhe sistemin tonë të kamerës që skanon murin katër herë në sekondë.
05:27
The suit is reflective,
101
327173
1214
Kostumi është reflektues,
05:28
so we can actually capture enough photons
102
328411
2658
në mënyrë që të kapim mjaftueshëm fotone
05:31
that we can see where I am and what I'm doing,
103
331093
3548
për të parë se ku unë jam dhe çfarë po bëj,
05:34
without the camera actually directly imaging me.
104
334665
2897
pa e drejtuar kamerën nga unë.
05:37
By capturing photons that scatter from the wall to my tracksuit,
105
337586
4539
Duke kapur fotonet që shpërndahen nga muri në kostum,
05:42
back to the wall and back to the camera,
106
342149
2134
sërish në mur dhe më pas te kamera,
05:44
we can capture this indirect video in real time.
107
344307
3596
ne mund të regjistrojmë këtë video të tërthortë në kohë reale.
05:48
And we think that this type of practical non-line-of-sight imaging
108
348954
3206
Dhe mendojmë se kjo lloj imazherie praktike jo në vijën e shikimit
05:52
could be useful for applications including for self-driving cars,
109
352184
3726
mund të jetë e dobishme për zbatime si makinat që ecin vetë,
05:55
but also for biomedical imaging,
110
355934
2095
por edhe për imazheri biomjekësore,
05:58
where we need to see into the tiny structures of the body.
111
358053
3571
ku na duhet të shohim strukturat e imëta të trupit.
06:01
And perhaps we could also put similar camera systems on the robots
112
361974
3501
Dhe mbase mund të vendosim kamera të tilla në robotët
06:05
that we send to explore other planets.
113
365499
2665
që dërgojmë të eksplorojnë planetet e tjera.
06:08
Now you may have heard about seeing around corners before,
114
368839
2762
Mbase keni dëgjuar për shikimin përreth qosheve më parë,
06:11
but what I showed you today would have been impossible
115
371625
2574
por kjo që ju tregova sot do ishte e pamundur
06:14
just two years ago.
116
374223
1164
para dy vitesh.
06:15
For example, we can now image large, room-sized hidden scenes outdoors
117
375411
3857
Për shembull, ne sot mund të pasqyrojmë skena të mëdhaja në ambiente të jashtme
06:19
and at real-time rates,
118
379292
1849
dhe në kohë reale,
06:21
and we've made significant advancements towards making this a practical technology
119
381165
4357
dhe kemi bërë përmirësime domethënëse për ta bërë këtë teknologji praktike
06:25
that you could actually see on a car someday.
120
385546
2293
që të arrijmë ta shohim te një makinë një ditë.
06:28
But of course, there's still challenges remaining.
121
388156
2580
Por, sigurisht, ka ende sfida.
06:30
For example, can we image hidden scenes at long distances
122
390760
4063
Për shembull, a mund të pasqyrojmë skena të fshehura në distanca të largëta
06:34
where we're collecting very, very few photons,
123
394847
3143
ku grumbullojmë shumë pak fotone,
06:38
with lasers that are low-power and that are eye-safe.
124
398014
3277
me lazerë që kërkojnë pak fuqi dhe janë të sigurta për syrin tonë?
06:41
Or can we create images from photons
125
401641
2335
Apo, a mund të pasqyrojmë imazhe nga fotonet
06:44
that have scattered around many more times
126
404000
2029
që janë shpërndarë shumë herë
06:46
than just a single bounce around the corner?
127
406053
2603
dhe jo vetëm një kërcim përreth qoshes?
06:48
Can we take our prototype system that's, well, currently large and bulky,
128
408680
4643
A mund ta marrim prototipin tonë, që, në fakt, është i madh dhe i rëndë,
06:53
and miniaturize it into something that could be useful
129
413347
2540
dhe ta zvogëlojmë aq sa të jetë i dobishëm
06:55
for biomedical imaging
130
415911
1199
për imazheri biomjekësore
06:57
or perhaps a sort of improved home-security system,
131
417134
3086
apo mbase një lloj sistemi i përmirësuar sigurie?
07:00
or can we take this new imaging modality and use it for other applications?
132
420244
5512
A mund ta përdorim këtë mënyrë të re imazherie edhe për zbatime të tjera?
07:05
I think it's an exciting new technology
133
425780
1889
Është një teknologji e re emocionuese
07:07
and there could be other things that we haven't thought of yet
134
427693
2928
dhe mund të dalin plot gjëra të reja që nuk i kemi menduar
07:10
to use it for.
135
430645
1174
për t'i përdorur.
07:11
And so, well, a future with self-driving cars
136
431843
2545
Epo, një e ardhme me makina që ecin vetë
07:14
may seem distant to us now --
137
434412
2166
mund të na duket e largët,
07:16
we're already developing the technologies
138
436602
1977
por jemi duke zhvilluar teknologji që
07:18
that could make cars safer and more intelligent.
139
438603
2547
mund t'i bëjnë makinat më të sigurta e më të zgjuara.
07:21
And with the rapid pace of scientific discovery and innovation,
140
441698
3302
Dhe me ritmin e shpejtë të zbulimeve dhe risive shkencore,
07:25
you never know what new and exciting capabilities
141
445024
3047
kurrë nuk i dihet se çfarë mundësish të reja dhe emocionuese
07:28
could be just around the corner.
142
448095
2134
mund të jenë pas qoshes.
07:30
(Applause)
143
450810
2920
(Duartrokitje)
Rreth kësaj faqe interneti

Kjo faqe do t'ju prezantojë me videot e YouTube që janë të dobishme për të mësuar anglisht. Do të shihni mësime angleze të mësuara nga mësues të nivelit më të lartë nga e gjithë bota. Klikoni dy herë mbi titrat në anglisht të shfaqura në secilën faqe të videos për të luajtur videon prej andej. Titrat lëvizin në sinkron me riprodhimin e videos. Nëse keni ndonjë koment ose kërkesë, ju lutemi na kontaktoni duke përdorur këtë formular kontakti.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7