A new way to monitor vital signs (that can see through walls) | Dina Katabi

المترجم: المدقّق: Fatima Zahra El Hafa

When I was a kid,

عندما كنت طفلة،

I was, like many of you in this room, very much fascinated by Star Wars,

كنت كالعديد ممن في هذه الغرفة، مفتونة جداً بحرب النجوم،

and what fascinated me the most is this notion of the Force,

وأكثر ما كنت مفتونة به هو مفهوم القوة،

this energy that connects all people and all objects

هذه الطاقة التي تربط الناس والأشياء ببعضها

and allows you to feel people that you can't even see.

وتسمح لنا أن نشعر بالناس حتى وإن كنا لا نراهم.

And I remember many nights, I would be sitting at home,

وأتذكر العديد من الليالي، حيث كنت أجلس في البيت،

just, like, concentrating and focusing, trying to feel the Force,

وأركز فحسب للشعور بتلك القوة،

and I didn't feel anything, don't worry.

ولكني لم أشعر بشيء لا تقلقوا.

(Laughter)

(ضحك)

And later in life, I became a scientist.

ومن ثم، أصبحت عالمة.

I joined the MIT faculty and started working on wireless signals.

التحقت بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وبدأت العمل على الإشارات اللاسلكية.

These are things like Wi-Fi or cellular systems,

هذه الأشياء مثل الواي فاي وشبكة الاتصالات الخلوية،

and I did a lot of work in that domain.

وقمت بالكثير من العمل في هذا النطاق.

But then, again, this Force thing kept nagging me,

لكن بعدها، ومجدداً، عاد موضوع القوة ليزعجني،

and at some point, I was just like,

وفي مرحلة ما، كنت أقول لنفسي:

"Wait a minute, these wireless signals -- they are like the Force."

"انتظري للحظة، هذه الإشارات اللاسلكية... إنها مثل القوة."

So if you think about it,

لذا إذا فكرت في الأمر،

wireless signals, they travel through space,

فالإشارات اللاسلكية تسافر عبر الفضاء،

they go through obstacles and walls and occlusions,

إنها تخترق العوائق والجدران والسدود،

and some of them,

وبعضها،

they reflect off our bodies, because our bodies are full of water,

تنعكس عن أجسامنا لأن أجسامنا مليئة بالماء،

and some of these minute reflections,

وبعض هذه الانعكاسات الصغيرة جداً.

they come back.

تعود من جديد.

And if, just if, I had a device that can just sense these minute reflections,

وإن كان لدي جهاز يمكنه استشعار هذه الانعكاسات الصغيرة جدًّا،

then I would be able to feel people that I cannot see.

لكنت قادرةً على الشعور بالناس الذين لا أراهم.

So I started working with my students on building such a device,

لذا بدأت أنا وطلابي بصنع جهاز مماثل،

and I want to show you some of our early results.

وأريد أن أعرض لكم بعضًا من نتائجنا المبكرة.

So here, you see my student standing,

لذا هنا ترون طالبي واقفًا،

and here is our device.

وهنا ها هو الجهاز.

And we are going to put the device in the other office, behind the wall,

وسوف نضع الجهاز في المكتب الآخر خلف الجدار،

and we are going to monitor him as he moves.

وسوف نقوم بمراقبته بينما يتحرك.

This red dot is tracking him using wireless signals.

هذه النقط الحمراء تتبعه باستخدام إشارات لاسلكية.

And as you can see, the red dot is tracking his movements very accurately,

وكما ترون فالنقط الحمراء تتبع حركته بدقة عالية،

purely based on how his body interacts with the surrounding wireless signals.

وهي تعتمد بشكل أساسي على تفاعلات جسمه مع الإشارات اللاسلكية.

Pretty accurate, isn't it?

دقيقة للغاية، أليس كذلك؟

He has no wearables, nothing.

إنه لا يرتدي أي شيء، لا شيء.

(Applause)

(تصفيق)

Now you might be wondering,

الآن ربما أنتم تتعجبون،

how is it possible that we can sense people

كيف من الممكن أن نستشعر البشر

and track them, without any wearables, through walls,

ونتعقبهم من خلال الجدران بدون ارتداء أي أجهزة،

and the easiest analogy to think about is radar.

وأبسط مماثلة لهذا هي تشبيهه بالرادار.

I'm sure many of you have seen this picture.

أنا متأكدةٌ أن العديد منكم قد رأى هذه الصورة.

You transmit a wireless signal to the sky,

أنتم ترسلون إشارات لاسلكية للسماء،

it reflects off some airplane, comes back to you,

إنها تنعكس عن بعض الطائرات وتعود إليكم،

and you start detecting these airplanes.

فتبدأون بالكشف عن هذه الطائرات.

But if it were just radar,

لكن إن كان هذا راداراً فحسب،

then we would have this 50 years ago.

فقد امتلكناه منذ 50 عاماً مضت.

So it's not just radar.

لذا لن يكون هذا مجرد رادار.

There are two key differences.

هناك اختلافان رئيسيان.

So the first difference, of course --

لذا فالفرق الأول بالطبع...

you can't, like radar, just blast wireless power at somebody.

لا يمكنك مثل الرادار أن تطلق الطاقة اللاسلكية باتجاه أحدهم فحسب.

You're going to fry them like if they were in a microwave.

فسوف تقليهم وكأنهم في الميكرويف.

Don't do that.

لا تفعل ذلك.

So it means that you have to be able to deal with very weak signals,

أعني أنه يجب عليك أن تكون قادرًا على التعامل مع الإشارات الضعيفة جدًّا،

and that means that your device has to be very sensitive.

وهذا يعني أن جهازك يجب أن يكون حساسًا جدًّا.

The second difference is that, unlike the sky, where it's empty --

الفرق الثاني هو التالي، ليس كمثل السماء حيث هي فارغة...

if you are lucky, there is one airplane that you can catch there.

إذا كنت محظوظًا، فستكون هناك طائرة واحدة يمكنك مراقبتها.

Like, look at the room

انظروا مثلًا لهذه الغرفة

and look how many objects and people there are.

وانظروا إلى عدد الأشخاص والأشياء فيها.

So in indoor environments, the signal not only reflects off the person,

لذا ففي البيئة الداخلية، لا ترتد الإشارات عن الشخص فحسب،

if reflects off the person, off the floor, the ceiling,

بل ترتد عن الشخص، وعن الأرضية، وعن السقف،

off other people around,

وعن الأشخاص المحيطين،

and you get very complex reflections

وستحصل على انعكاسات مختلطة

where the same signal reflects off me and then off you,

حيث تنعكس الإشارة نفسها عني وعنكم،

and then off the ceiling, then off the floor.

ومن ثم عن السقف، ومن ثم عن الأرضية.

And you have to make sense of that mess.

ويجب أن تجد معنى لكل هذه الفوضى.

But we were lucky.

لكننا كنا محظوظين.

We were coming at the right time.

حيث أتينا في الوقت المناسب.

So two things helped us.

لقد ساعدنا شيئان.

The first thing is radiotechnologies have evolved a lot,

أول شيء هو أن التكنولوجيا الراديوية قد تطورت كثيراً،

and over the last decade,

وخلال العقد الماضي،

radio technology became much more powerful,

أصبحت التكنولوجيا الراديوية أكثر قوة،

so we were able to build very sensitive radios

لذا فقد كنا قادرين على بناء راديوهات حساسة جداً

that can sense weak and minute RF signals.

يمكنها أن تستشعر الترددات الراديوية ذات الإشارات الضعيفة جداً.

The second thing: machine learning.

الشيء الثاني: تعلم الآلات.

So you keep hearing about machine learning

فنحن نسمع باستمرار عن تعلم الآلات

and there was a revolution of machine learning recently,

وهناك تطور في تعلم الآلات حديثاً،

in deep learning,

في التعلم العميق،

and that allowed us to build machine-learning models

وهذا يسمح لنا أن نبني نماذج لتعلم الآلات

that can understand wireless signals and interpret them

يمكنها فهم الإشارات اللاسلكية وتفسيرها

so they would know what happened in the environment.

وبالتالي يمكنها أن تفهم كل ما يحدث في البيئة.

So if you think of it, the radio is like the ear of our device

لذا فإذا فكرتم في الأمر، فالراديو هو مثل الأذن لجهازنا

and the machine learning is like the brain,

وتعلم الآلات مثل الدماغ،

and together, they have a very powerful device.

ومعًا يكوّنان جهازًا قويًّا جدًّا.

So what else can we sense about people using wireless signals?

إذًا ماذا يمكننا أيضاً أن نستشعر عن الناس باستخدام الإشارات اللاسلكية؟

Sleep.

النوم.

Sleep, actually, is something very dear to my heart,

النوم، هو في الحقيقة شيء عزيز جداً على قلبي،

because my sleep is a disaster.

لأن نومي هو عبارة عن كارثة.

(Laughter)

(ضحك)

So one thing is when you start working on some physiological signal

لذا فعندما تبدأ بالعمل على الإشارات الحيوية

and you discover that yours sucks.

وتكتشف أن نومك كارثي.

(Laughter)

(ضحك)

So you can see why we can capture sleep,

لذا فيمكنكم أن تروا لماذا يمكننا أن نلتقط النوم.

because the person walks and the device sees him as he walks to bed,

لأن الشخص يسير ويراه الجهاز بينما يمشي نحو السرير،

when he stops tossing around in bed,

عندما يتوقف عن التقلب في السرير،

when he steps out of bed,

وعندما يخطو خارج السرير،

and that measure of sleep is what people call actigraphy.

وقياس النوم هذا هو ما نسمية تصوير المؤشرات الحيوية.

It's based on motion.

إنه يعتمد على الحركة.

But it turned out that we can actually get sleep

ولكن تبين لنا أنه يمكنك أن تنام

at a much more important level.

في مستويات مهمة أكثر.

We can understand the change in the brain waves

يمكننا أن نفهم التغير في الأمواج الدماغية

that occur during sleep.

الذي يحدث خلال النوم.

So, many of you probably know that as we go to sleep,

يعلم العديد منا أنه وعند ذهابنا للنوم،

our brainwaves change and we enter different stages:

فالأمواج الدماغية تتغير بدخولنا مراحل مختلفة:

awake, light sleep, deep sleep and REM, or rapid eye movement.

الاستيقاظ والنوم الخفيف والنوم العميق وحركة العين السريعة.

These stages are of course related to sleep disorders,

هذه المراحل بالطبع تتعلق بعدم تنظيم النوم،

but they are also related to various diseases.

وهي أيضاً تتعلق بأمراض مختلفة.

So for example, disturbances in REM are associated with depression.

لذا وعلى سبيل المثال، فالانزعاج في حركة العين السريعة مرتبط بالكآبة.

Disturbances in deep sleep are associated with Alzheimer's.

والانزعاج في النوم العميق مرتبط بمرض الزهايمر.

So if you want to get sleep staging,

لذا إن أردت أن تحصل على مراحل النوم،

today, you will send the person to the hospital,

اليوم، يمكن إرسال الشخص للمستشفى،

they put all of these electrodes on their head,

ووضع كل هذه الأقطاب الكهربائية على رأسه،

and they ask them to sleep like that.

ثم يُطلب منه أن ينام هكذا.

(Laughter)

(ضحك)

It's not really a happy experience.

إنها في الحقيقة ليست تجربة سعيدة.

So what if I tell you that I can do the same thing

لذا ماذا إن أخبرتكم أني أستطيع أن أفعل نفس الشيء

but without any of these electrodes on the person's body?

لكن من دون كل هذه الأقطاب الكهربائية على جسم الشخص؟

So here is our device,

لذا فها هو جهازنا،

transmitting very low power wireless signal,

يبث إشارات لاسلكية ذات طاقة منخفضة جداً،

analyzes the reflections using AI

ثم يحلل الانعكاسات باستخدام الذكاء الاصطناعي

and spits out the sleep stages throughout the night.

ويحلل مراحل النوم خلال الليل.

So we know, for example, when this person is dreaming.

لذا فنحن نعلم، على سبيل المثال متى يحلم الشخص.

Not just that ...

ليس ذلك فحسب...

we can even get your breathing while you are sitting like that,

بل يمكننا أيضًا استشعار تنفسك بينما تجلس هكذا،

and without touching you.

ودون لمسك.

So he is sitting and reading

لذا فهو يجلس ويقرأ

and this is his inhales, exhales.

وهذا هو شهيقه وزفيره.

We asked him to hold his breath,

نسأله أن يحبس نفسه،

and you see the signal staying at a steady level

وكما ترون فالإشارات تبقى في مستويات منتظمة

because he exhaled.

لأنه قام بالزفير فقط.

He did not inhale.

ولم يستنشق.

And I want to zoom in on the signal.

وأريد تكبير الصورة للتركيز على الإشارة.

And this is the same signal as before.

وهي نفس الإشارة كما قبل.

These are the inhales,

هذا هو الشهيق،

these are the exhales.

وهذا هو الزفير.

And you see these blips on the signal?

هل ترون هذه الومضات في الإشارة؟

These are not noise.

إنها ليست ضجيجًا.

They are his heartbeats.

إنها نبضات قلبه.

And you can see them beat by beat.

ويمكن أن تروها نبضةً بنبضة.

So I want to stop here for a moment and show you a live demo.

لذا أريد أن أتوقف هنا للحظة وأعرض لكم عرضًا مباشرًا.

Zach is going to help me with the demo,

سيساعدني زاك في هذا العرض،

and we're going to use the device to monitor Zach's breathing.

وسوف نستخدم الجهاز لمراقبة تنفس زاك.

So this white box that you see here is the device,

هذا الصندوق الأبيض الذي ترونه هنا هو الجهاز،

and Zach is turning it on ...

وسيساعدني زاك في تشغيله...

and let's see whether he breathes well.

وأرى أنه يتنفس جيداً.

So we're going to do exactly what we did in the video with the other guy,

لذا سنقوم بفعل ما فعلناه بالضبط مع الشاب الآخر في الفيديو.

so the wireless signal is going through,

لذا فالإشارات اللاسلكية تعبر من خلاله.

it's touching Zach's body,

وتلمس جسد زاك،

and it's reflecting back to the device,

ثم ترتد نحو الجهاز،

and we want to monitor his breathing, his inhale-exhale motion.

ونريد أن نراقب تنفسه، شهيقه وزفيره.

So we see the inhales, exhales --

لذا يمكننا أن نرى الشهيق، والزفير...

so see, these ups and downs are Zach breathing.

لذا فكما ترون هذه الارتفاعات والانخفاضات هي تنفس زاك.

Inhaling, exhaling.

شهيق وزفير.

(Applause)

(تصفيق)

So, he can breathe.

لذا فهو يستطيع التنفس.

(Laughter)

(ضحك)

Zach, can you hold your breath, please?

زاك، من فضلك هل تستطيع أن تحبس نفسك؟

OK, so now he's holding his breath,

حسنًا، الآن هو يحبس نفسه،

so you see the signal stays at a steady level,

لذا فترون أن الإشارة بقيت في المستوى المنتظم،

and these are his heartbeats.

وهذه هي نبضات قلبه.

Beat, beat, beat, beat, beat.

نبضة، نبضة، نبضة، نبضة، نبضة.

(Applause)

(تصفيق)

OK, Zach, you can breathe again.

حسناً، زاك، يمكنك التنفس مجدداً.

(Laughter)

(ضحك)

We don't want accidents here.

لا نريد أي حوادث هنا.

(Laughter)

(ضحك)

OK, thank you.

حسناً، شكراً لك.

(Applause)

(تصفيق)

So as you can see, we have this device

لذا كما يمكنكم أن تروا، لدينا هذا الجهاز

that can monitor so many physiological signals for you,

الذي يمكنه أن يراقب العديد من إشاراتك الحيوية،

and what is really interesting about this device

والممتع فعلياً حول هذا الجهاز

is that it does all this without any wearables,

هو أنه يقوم بكل هذا دون الحاجة لارتداء أي شيء،

without asking the person to change his behavior

ودون أن أطلب من الشخص أن يُغير من سلوكه

or to wear anything or charge anything special.

أو يرتدي أي شيء أو يستخدم أي شيء خاص.

And that got doctors very excited,

وهذا جعل الأطباء متحمسين جداً،

because doctors,

لأن الأطباء،

they always want to know more information about their patients,

دائماً يرغبون بمعرفة المزيد من المعلومات حول مرضاهم،

particularly at home,

وتحديدًا في المنزل،

and this is particularly true in chronic diseases,

وهذا صحيح بالتحديد في الأمراض المزمنة،

like pulmonary diseases, like COPD,

مثل الأمراض الرئوية، مثل داء الانسداد الرئوي المزمن،

or heart failure or Alzheimer's and even depression.

أو الأمراض القلبية أو الزهايمر وحتى الاكتئاب.

All of these chronic diseases are very important.

كل هذه الأمراض المزمنة مهمةٌ جداً.

In fact -- perhaps you know --

في الحقيقة، ربما تعلمون

two-thirds of the cost of health care in the US

أن ثلثي نفقة العناية الصحية في الولايات المتحدة الأمريكية

is due to chronic diseases.

تنفق على الأمراض المزمنة.

But what is really interesting about chronic diseases

ولكن الأمر المهم حقاً عن الأمراض المزمنة

is that when the person, for example,

هو أن الشخص على سبيل المثال،

has a problem that leads to the hospital and the emergency room,

عندما تكون لديه مشكلة تؤدي إلى ذهابه إلى غرفة الطوارئ،

this problem doesn't happen overnight.

لا تحدث هذه المشكلة بين عشية وضحاها.

Actually, things happen gradually.

إنها تحدث في الحقيقة تدريجيًّا.

So if we can monitor chronic disease patients in their home,

لذا إن كنا قادرين على مراقبة مرضى الأمراض المزمنة في منازلهم،

we can detect changes in their breathing, heartbeat, mobility, sleep --

فيمكننا أن نستشعر التغير في تنفسهم، ونبضات قلوبهم وحركتهم ونومهم...

and we can detect emergencies before they occur

ويمكننا أن نستشعر الحالة الطارئة قبل حدوثها حتى

and have the doctor intervene earlier

ويمكن للأطباء التدخل مبكراً

so that we can avoid hospitalization.

وهكذا يمكننا تجنب الإقامة في المستشفى للعلاج.

And indeed, today we are working with multiple doctors

وبالفعل، اليوم نعمل مع العديد من الأطباء

in different disease categories.

في مختلف مجالات المرض.

So I'm really excited

لذا أنا متحمسةٌ جداً

because we have deployed the device with many patients.

لأننا قمنا باستخدام الجهاز على العديد من المرضى.

We have deployed the device with patients that have COPD,

وقمنا باستخدام هذا الجهاز مع مرضى لديهم مرض الانسداد الرئوي المزمن،

which is a pulmonary disease,

وهو مرض رئوي،

patients that have Alzheimer's,

مرضى يعانون من الزهايمر،

patients that have depression and anxiety

مرضى يعانون من الاكتئاب والقلق

and people that have Parkinson's.

والناس الذين يعانون من مرض باركنسون.

And we are working with the doctors on improving their life,

ونحن نعمل مع الأطباء لتحسين حياتهم،

understanding the disease better.

وفهم المرض بشكل أفضل.

So when I started, I told you

لذا فعندما بدأت أخبرتكم

that I'm really fascinated with Star Wars and the Force in Star Wars,

أنني مبهورة بحرب النجوم والقوة في حرب النجوم،

and indeed, I'm still very much fascinated,

وما زلت بالفعل مبهورة بها،

even now, as a grown-up, with Star Wars,

حتى الآن وبعدما كبرت،

waiting for the next movie.

أنتظر الفلم القادم.

But I'm very fascinated now and excited

ولكني الآن مبهورة ومتحمسة

about this new Force of wireless signals,

لهذه القوة الجديدة للإشارات اللاسلكية،

and the potential of changing health care with this new force.

واحتمالية تغيير الرعاية الصحية باستخدام هذه القوة الجديدة.

One of the patients with whom we deployed is actually my aunt.

أحد المرضى الذين استخدم عليهم الجهاز كانت عمتي.

She has heart failure,

لديها فشل في عضلة القلب،

and I'm sure many of you guys in the audience

وأنا واثقةٌ بأن العديد منكم في الجمهور

have parents, grandparents, loved ones who have chronic diseases.

لديهم آباء، أجداد، أحباء لديهم أمراض مزمنة.

So I want you to imagine with me a future

لذا أريد منكم أن تتخيلوا معي مستقبلًا

where in every home that has a chronic disease patient,

حيث في كل منزل هناك مريض لديه مرض مزمن،

there is a device like this device sitting in the background

هناك جهاز مثل هذا الجهاز مضبوط في الباحة الخلفية

and just monitoring passively

يقوم بسرية بمراقبة

sleep, breathing, the health of this chronic disease patient,

نوم وتنفس وصحة هذا المريض،

and before an emergency occurs,

وقبل أن تحدث أية حالة طارئة،

it would detect the degradation in the physiological signal

بإمكانه استشعار التناقص في الإشارات الحيوية

and alert the doctor

وتنبيه الأطباء

so that we can avoid hospitalization.

وهكذا يمكننا تجنب دخول المريض للمستشفى.

This can change health care as we know it today,

هذا يمكن أن يغير العناية الصحية التي نعرفها اليوم،

improve how we understand chronic diseases

ويحسن فهمنا للأمراض المزمنة

and also save many lives.

ويحافظ على العديد من الأرواح.

Thank you.

شكراً لكم.

(Applause)

(تصفيق)

Helen Walters: Dina, thank you so much.

هيلين والترز: دينا، شكراً لك كثيراً.

Thank you too, Zach.

شكراً لك أيضاً، زاك.

So glad you're breathing.

مسرورةٌ جداً بتنفسك.

So Dina, this is amazing.

لذا دينا، هذا مدهش.

The positive applications are incredible.

التطبيقات الإيجابية مذهلة.

What is the framework, though, like the ethical framework around this?

ما هو الإطار، مثلًا الإطار الأخلاقي لهذا؟

What are you doing to prevent this technology from being used

ماذا تفعلون لمنع استخدام هذه التكنولوجيا

for other, perhaps less positive types of applications?

ربما لتطبيقات أقل إيجابية؟

Dina Katabi: Yeah, this is a very important question, of course,

دينا كتابي: نعم، هذا سؤال مهم جداً بالطبع،

like, what about misuse,

مثلًا، ماذا عن الاستخدام الخاطئ،

or what about, I guess you could say, about the Dark Side of the Force?

أو ماذا، يمكنني القول، عن الجانب المظلم من القوة؟

HW: Right, right.

هيلين والترز: صحيح، صحيح.

(Laughter)

(ضحك)

DK: So we actually have technologies

دينا كتابي : حسنًا، لدينا تكنولوجيا

that prevent people from trying to use this device

تمنع الناس من محاولة استخدام هذا الجهاز

to monitor somebody without their consent.

لمراقبة شخص ما بدون موافقته.

Because the device understands space,

لأن الجهاز يفهم الفضاء،

it will ask you to prove, by doing certain movements,

سيسألك أن تثبت، باستخدام حركات معينة،

that you have access to the space

بأنك قد وصلت لمجال الجهاز

and you are the person who you are asking the device to monitor.

وأنك الشخص الذي يطلب من الجهاز مراقبته

So technology-wise,

لذا فهي تكنولوجيا حكيمة،

we have technology that we integrate to prevent misuse,

لدينا التكنولوجيا التي أدخلناها لمنع الاستخدام الخاطئ،

but also, I think there is a role for policy, like everything else,

لكن أيضاً، أعتقد أن هناك دور لهذه السياسة، مثل أي شيء آخر،

and hopefully, with the two of them, we can control any misuse.

ونأمل، باستخدامهما معاً، أن نستطيع التحكم في أي استخدام خاطئ.

HW: Amazing. Thank you so much.

هيلين والترز : مدهش، شكراً جزيلًا لك.

DK: Thank you.

دينا كتابي : شكراً.

(Applause)

(تصفيق)