Hyperspectral Imaging: Beyond Limitations of Human Color Vision | Dr. Narine Sarvazyan | TEDxYSMU

quindi voglio iniziare il mio discorso con la domanda
quindi soprattutto voi ragazzi che siete
frequentando o molti di voi che partecipano
le università mediche sanno che noi umani
sono dotati di cinque diversi sensi
abbiamo il senso dell’olfatto, il tocco di gusto
udito e visione quindi se te lo chiederò
una domanda ipotetica arriva qualcuno
a te e ti chiedo di dare via quattro di
i tuoi sensi ti stanno lasciando con uno solo
quale sarà quale è il
uno che consideri di più
importante diamo uno spettacolo veloce di
mani diciamo chi deciderà di restare
con il loro olfatto va bene, non va bene
che dire del buon gusto e dell’udito?
Penso che abbiamo molti professionisti
musicisti o coloro che ispirano di essere
musicisti okay okay, alcuni di voi
che dire della visione, va bene?
va bene questo è quello che volevo sentire
quindi la maggior parte di noi percepisce realmente il senso di
visione come il senso più importante con
che interagiamo con il mondo e noi
probabilmente hanno ragione perché finita
i due terzi delle nostre cellule sensoriali sono
effettivamente situato nei nostri occhi e capacità
vedere il colore è uno dei più
parte importante di quella visione noi
ovviamente usalo per vedere forme e
distanze ma la nostra capacità di percepire il colore
è molto importante così come mostrato su
fa scorrere molti di voi sanno che quei coni
non è qualcosa dal gelato
store parleremo dei coni
e barre che si trovano sul retro
della tua retina così come vediamo la luce così
quando la luce viene riflessa da un oggetto
come questo tappeto per esempio il rosso
parte della luce ritorna ai tuoi occhi
ottenere attenzione sulla tua testa
e proprio il retro della retina si
avere uno strato di cellule diverse che
stanno effettivamente percependo questa luce così
le cellule stradali sono sensibili al basso livello di
luci ma non riescono a distinguere i colori
e tu hai tre tipi di celle che
avere fotorecettori che sono di più
sensibile a rosso verde o blu
colore in modo che queste celle coniche siano collegate
attraverso le cellule bipolari o come a
cellule messaggere alle cellule gangliari
che poi portano direttamente al tuo cervello
quindi in realtà il tuo occhio è in realtà
estensione del tuo cervello e io sono carina
felice con la mia visione dei colori e probabilmente
molti di voi, ma io penso quello che non facciamo
rendersi conto che ci sono molte limitazioni a
la nostra visione dei colori quindi andiamo e basta
attraverso quelli quindi ci sono quattro principali
limitazione a come ho detto abbiamo solo
tre tipi di coni e molti animali
avere più di tre il campione tra
loro sono questa creatura chiamata mantide
gamberetti non ha tre non cinque non
otto per dodici diversi fotorecettori
cellule e così per molto tempo lo sai
fisiologo o persone che amano la scienza
stavano sbavando su questo pensiero
oh mio Dio se possiamo vedere tanti colori
quanti colori può vedere questo tutoraggio
ma quello che sai c’è questo tipo di
rappresentazione di ciò che sei fuori vedere
rispetto ai diversi recettori
che questo gambero mantis ha dentro
i loro occhi ma ciò che è stato scoperto
alcuni anni fa è stato il team australiano
in realtà quando hanno fatto esperimenti e
hanno messo alla prova quelli straordinari
occhi della striscia principale che fino ad ora
era considerato il più avanzato
occhio
Evolutivo sviluppato e confrontato con
la capacità umana di distinguere il colore
hanno scoperto che in realtà possono farlo gli umani
vedere
o distinto circa dieci volte di più
sfumature di colore rispetto ai gamberetti così
in realtà penso che non siano i gamberetti
che sono ricerche straordinarie
in grado di addestrare i gamberetti a riconoscere
certi colori perché sono passati i trenta
anni e non posso nemmeno insegnare a mio marito
riconoscere certe sfumature ma ciò che è
la ragione di questo interessante
il fenomeno è perché nei gamberi abbiamo
questo più fotorecettori ma loro
sono collegati a un cervello molto piccolo in
nel nostro caso ne abbiamo solo tre, ma lo sono
collegato per l’ elaborazione molto grande
macchina essenzialmente ed è stato conosciuto
che circa il cinquanta per cento del nostro cervello è
effettivamente coinvolto nell’analisi visiva
informazioni in modo da avere questa capacità di
distinguere i colori ed è stato effettivamente
ha riferito che gli esseri umani possono distinguere fino
a dieci milioni di diversi colori
tre volte la popolazione di Armenia carina
fantastico, quindi questo ci permette di divertirci
belle scene della natura bellissima
fiori e il nostro amato monte Ararat
quale penso che la maggior parte di voi sia d’accordo
ora al giorno lo guardi e basta
sembrava essere di colore diverso come su
questa immagine per esempio puoi avere un
colore diverso di notte o durante il
tramonto , ragazzi, siete d’accordo?
la montagna ha una diversa tonalità di colore
in questa foto inclusione quanti di
sei d’accordo che ha una stessa differenza
colore o un diverso colore diverso
colore stesso colore okay perché sto andando a
rimuovi lo sfondo e lo vedrai
in realtà è esattamente lo stesso colore di questo
è ciò che viene chiamato illusione ottica e
questo è in realtà un risultato del fatto
che qualunque cosa tu percepisca è un colore
non è solo quello che viene dal tuo
i pigmenti sono in realtà come il tuo cervello
analizza questa informazione così da mettere sul cervello
è tutte queste informazioni aggiuntive su
il contest sullo sfondo e altro
informazioni che ottiene da differenti
fonti per interpretare quel colore e così via
ognuno di noi cerca
molto diversamente perché abbiamo un
composizione diversa del nostro roditore
cappotti perché abbiamo un diverso
genetica po ‘il trucco di quelli
fotorecettore perché abbiamo diversi
cervello così la prossima volta che stai andando
discutere con il tuo amico di colore di
il loro maglione preferito era di colore brunastro
lo sai verdastro non lo sta facendo
perché sai che sta insistendo per il suo
Ovviamente scelta sbagliata giusta
lo sta vedendo in quel modo perché
il suo cervello è diverso, quindi questo ci porta
alla seconda limitazione è la nostra visione
molto soggettivo, quindi non possiamo davvero avere
un’opinione pubblica universale su certi
colore così sai ma è importante
in realtà mettere qualcosa di un nome o di alcuni
numero sul colore per esempio in
giusto settore cosmetico diciamo te
sai che vai al negozio nel nostro c’è
tutta questa diversa sfumatura di rosa e te
conoscere l’industria cosmetica può venire con
tutti questi sexy hot pants dal nome interessante
vendetta, ma si può immaginare che si
avere un paziente in arrivo nel tuo ufficio e
mostrano questa eruzione cutanea sulla loro
colore e tu stai dicendo loro bene io
penso che sia passato da hot pants alla vendetta
colore intendo che la reazione sarà molto
interessante a dir poco in modo che sia
la capacità di valutare soggettivamente
colore è decisamente qualcosa che possiamo
migliorare il terzo limite al
gamma spettrale limitata reale quindi noi
l’umano ha ovviamente chiamato una trincea visibile
perché quello che vedono i nostri occhi è
la luce tra 400 e 700 nanometri
quindi la luce che avrà più a lungo
lunghezza d’onda si chiama infrarosso e il
luce che avrà una lunghezza d’onda più corta
si chiama ultravioletto così diverso
animali uccelli insetti rettili loro
in realtà può vedere in quelle altre gamme
qualcosa che non possiamo vedere così quando un
sguardo di insetto al fiore a cui quale
per il tuo sguardo sembra giallo è
in realtà forbici tutto questo diverso
colore che consente loro di determinare dove
possono finalmente trovare il nettare più fine
l’ultima limitazione è il nostro colore
la visione richiede molta luce, quindi posso
vedi davvero il colore delle tue giacche
persone sul retro di questo pubblico
perché in condizioni di scarsa illuminazione è
solo le nostre cellule staminali a cui si reagisce
la luce che i tuoi coni hanno bisogno di avere a
maggiore quantità di luce al fine di
riconoscere il colore oltre a non
essere in grado di cercare il potere quando è gentile
di buio limita anche la nostra capacità di
guarda cosa viene chiamato dalla fluorescenza
e per fluorescenza è molto
importante proprietà della differenza
sostanze specialmente quelle biologiche così
cos’è la fluorescenza quando guardo
questo tappeto in pratica ho questo bianco
luce splendente e poi qualunque cosa sia
riflesso che ottiene per lo più la luce rossa
per il mio occhio che è luce riflessa se lo sono
andando ad eliminare un oggetto con un blu
luce e non avrò nient’altro
e quell’oggetto emetterà qualcosa di a
diversa lunghezza d’onda che viene chiamata
fluorescenza il problema con il
fluorescente e ha molto più basso
intensità così i nostri occhi non possono davvero vedere
la fluorescenza e non è qualcosa
siamo anche consapevoli nella nostra vita di tutti i giorni
quindi sono qui per dirti che c’è un
la tecnologia arriverà presto alla tua vita
che fondamentalmente ci aiuterà a
evitare tutti questi limiti dell’umano
visione e questa tecnologia è chiamata
imaging iper-spettrale e cosa fa
combina i benefici della mantide
occhio di gamberetti in cui hai più
fotoricettore che rileva la luce a
diverse lunghezze d’onda e questo enorme
potenza di elaborazione del cervello umano che
quindi analizza lo spettro così com’è
fondamentalmente composto da quelli speciali
timer Co telecamere iperspettrali e poi
segnale da quelle telecamere andare al
del computer da analizzare in modo che appaia come
questo hai un oggetto e la fotocamera
raccoglierà le immagini da questo oggetto
ma mettendo diverso
filtri di fronte molto molto rapidamente
in modi diversi, quindi come risultato
avere questo tipo di immagini e ogni pixel
in questa immagine avrai un
significato intero spettro per esempio come
in questo caso il pixel che vedi come
il rosso avrà un’intensità per lo più alta
intensità nella gamma rossa e poi
pixel che è di colore blu sta per essere
avere più in alto nel testo nell’intervallo blu
ma non hai solo un singolo punto
hai interi spettri, quindi questa immagine
quindi vai al computer da quale fonte
questo vettore e decidi questo aspetto in modo simile
o questa differenza di aspetto in questo fattore I
avere il 30% di quella sostanza secondaria e il 40%
di questa sostanza e quindi rimanente
percentuale del terzo sotto così hai
una capacità per fondamentalmente sbrogliare o
rilevamento di sostanze diverse all’interno
l’oggetto visivo usando questo
tecnologia così imaging iperspettrale come me
detto affronta tutta questa limitazione e
in realtà è stato originariamente progettato
per l’astronomia poi diventa molto
popolare in diversi settori militari
l’applicazione è stata messa in sorveglianza
piano per un rilevamento in cui il movimento di
le truppe si verificano perché puoi distinguere
diversi soldati da diversi eserciti
basato sulle loro uniformi ora è lentamente
facendo la sua mossa in diversi campi di
la scienza c’è qualcosa che ha chiamato
agricoltura di precisione dove si può mettere
macchina fotografica iperspettrale sull’aereo
sul campo e te lo dirà
dove esattamente devi aggiungere un po ‘
un po ‘più di acqua o dove è necessario aggiungere
fertilizzante perché la forma di quello
il raccolto è ora diverso dal resto di
il campo ma nel mio laboratorio di George
Washington University ci interessa
applicazione della tecnologia iperspettrale
agli obiettivi cardiovascolari specificamente I
voglio mostrarti come l’endocardico
superficie degli atri che è questa superiore
camera del tuo cuore sembra così sembra
molto largo perché ha il sei strato
di collagene e lì
per quando stai provando a mettere il
lesioni per eliminare fonti di a
attività ritmica che davvero non puoi vedere
quando applichi l’HSI e lo dica
trova gli spettri tipici delle lesioni
questo è quello che sei stato in grado di vedere o se
hai una superficie del cuore su cui
hai un tessuto cicatrizzato e hai un
tessuto che è stato recentemente danneggiato
sembreranno entrambi questi tipi di tessuto
bianchiccio ai tuoi occhi qui, ma se tu
applica HSI chiaramente puoi distinguere
cicatrice da tessuto fortemente danneggiato
un’altra applicazione che molti di noi lo sanno
le persone sono vittime dell’atrocità
rose o la posizione della targa in
le arterie coronarie è così
placca coronarica quando si apre l’arteria
e guardalo sotto la luce normale
guarderà ai tuoi occhi e questo è come
guarderò sotto iperspettrale così puoi
Dì subito la composizione del
targa che cosa è probabile della sua rottura
quanto è grande e ti dà un sacco di
molto utili informazioni diagnostiche del
le ultime tre diapositive erano tutti esempi di
vivo mi campiona non c’erano altri
diagnostico solo splendente luce blu e
analizzando la tua essenza usando HSI
avvicinarsi a questo è un esempio di
istologia che è anche estremamente
campo promettente per l’ iperspettrale
l’imaging da applicare si può vedere qui
questa è una sezione del cuore animale
e parte di essa è danneggiata a causa del
alta energia e da I voi davvero no
vediamo qualsiasi differenza di potere applichiamo HSI
puoi vedere chiaramente che quest’area era
molto danno rispetto all’altra parte così noi
ora mi muovo da questo campo che è
avendo una grande macchina fotografica
e si sa i computer desktop a
qualcosa che sta per essere futuro
Medicina ora sono Ham tenuto
immagini iperspettrali dove puoi
mettilo contro la tua pelle e poi tu
raccogliere gli spettri e inviarli a
la nuvola dove sono allora quegli spettri
rispetto a qualcosa che era
raccolti per molti molti pazienti e se
gli spettri in quella pelle corrispondono ai campioni
ma chi ha avuto il melanoma in passato è possibile
ottenere una diagnosi immediata o si può avere
un consiglio per andare al dermatologo e
vedi perché è qualcosa di sospetto
quindi con queste fotocamere sempre più piccole e
più piccolo e meno costoso
ovviamente si può immaginare di sapere
qualcosa del genere che avrai
un telefono puoi controllare se lo sai
la valuta è falsa o reale che puoi
prova a usarlo in cucina per creare
dolma perfetto puoi rimuovere tutto il
insicurezze dalla tua miscela di riso tu
può usarlo in costruzione può aiutare
per scoprire quale parte del legno è
effettivamente danneggiato dall’umidità o se
lo fai un barbecue diciamo te
ho deciso di dire che è ben fatto o
averli poi si può applicare
imaging iperspettrale e in realtà vedere
cosa c’è
questa tecnologia sta arrivando alla tua porta
o più esattamente per i tuoi dispositivi mobili
più veloce di quanto pensi
quindi chiediti cosa vorresti
vedere oltre la tua visione biologica grazie
tu
[Applausi]