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

Traducteur: Emilie Vandapuye Relecteur: Antoine Driot

When I was a kid,

Quand j'étais petite, j'étais, comme la plupart d'entre vous ici,

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

très fascinée par Star Wars,

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

et ce qui me fascinait le plus, c'était cette notion de « la Force »,

this energy that connects all people and all objects

cette énergie qui connecte tous les gens et tous les objets

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

et nous permet de sentir des gens que nous ne voyons même pas.

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

Je me souviens que souvent le soir, j'étais chez moi

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

et je me concentrais pour essayer de sentir la Force,

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

mais je n'ai rien senti, je vous rassure.

(Laughter)

(Rires)

And later in life, I became a scientist.

Plus tard, je suis devenue scientifique.

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

J'ai rejoint le MIT,

et j'ai commencé à travailler sur les signaux sans fil.

These are things like Wi-Fi or cellular systems,

Les choses du genre wifi, systèmes cellulaires,

and I did a lot of work in that domain.

et j'ai fait énormément de recherches dans ce domaine.

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

Mais cette histoire de Force n'arrêtait pas de me travailler,

and at some point, I was just like,

et à un moment, je me suis dit :

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

« Attends un peu, ces signaux sans fil, ils sont comme la Force. »

So if you think about it,

Quand on y réfléchit,

wireless signals, they travel through space,

les signaux sans fil se déplacent dans l'air,

they go through obstacles and walls and occlusions,

ils traversent des obstacles, des murs et des occlusions,

and some of them,

et certains se réfléchissent sur notre corps,

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

car notre corps est plein d'eau,

and some of these minute reflections,

et certaines de ces petites réflexions reviennent.

they come back.

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

Et si j'avais un appareil qui pouvait capter ces petites réflexions,

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

je pourrais alors percevoir des gens que je ne vois pas.

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

J'ai donc commencé à travailler sur un tel appareil avec mes étudiants,

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

et je voudrais vous montrer quelques-uns de nos premiers résultats.

So here, you see my student standing,

Ici, vous pouvez voir mon étudiant,

and here is our device.

et ici, notre appareil.

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

On va mettre l'appareil dans l'autre pièce, derrière le mur,

and we are going to monitor him as he moves.

et on va l'observer pendant qu'il bouge.

This red dot is tracking him using wireless signals.

Le point rouge le suit grâce à des signaux sans fil.

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

Comme vous pouvez le voir, le point rouge suit ses mouvements de façon très précise,

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

et ce seulement grâce aux interactions de son corps avec les signaux sans fil.

Pretty accurate, isn't it?

C'est plutôt précis, non ?

He has no wearables, nothing.

Il ne porte aucun objet connecté.

(Applause)

(Applaudissements)

Now you might be wondering,

Vous devez vous demander

how is it possible that we can sense people

comment on peut détecter et suivre des gens

and track them, without any wearables, through walls,

sans objets connectés, à travers les murs.

and the easiest analogy to think about is radar.

L'analogie la plus simple qui vient à l'esprit est le radar.

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

Je suis sûre que vous avez déjà vu cette image.

You transmit a wireless signal to the sky,

On émet un signal sans fil dans le ciel,

it reflects off some airplane, comes back to you,

il se réfléchit sur les avions, nous revient,

and you start detecting these airplanes.

et on peut alors détecter ces avions.

But if it were just radar,

Mais si c'était juste un radar,

then we would have this 50 years ago.

on aurait fait ça il y a 50 ans.

So it's not just radar.

Mais ce n'est pas tout à fait un radar.

There are two key differences.

Il y a deux différences majeures.

So the first difference, of course --

La première, bien sûr,

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

c'est qu'on ne peut pas projeter de l'énergie sans fil sur quelqu'un.

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

Cette personne finirait frite, comme dans un micro-ondes.

Don't do that.

Ne faites pas ça.

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

Cela signifie qu'il va falloir travailler avec des signaux très faibles,

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

et que votre appareil devra être très sensible.

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

La deuxième différence est qu'à l'inverse du ciel qui est vide,

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

où vous pouvez repérer un avion si vous avez de la chance...

Like, look at the room

Regardez cette pièce

and look how many objects and people there are.

et regardez le nombre d'objets et de personnes qui sont ici.

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

En intérieur, non seulement le signal se réfléchit sur la personne,

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

mais il se réfléchit aussi sur le sol, le plafond,

off other people around,

les personnes alentour,

and you get very complex reflections

et on obtient des réflexions très complexes

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

où le même signal se réfléchit sur moi et sur vous,

and then off the ceiling, then off the floor.

puis sur le plafond et sur le sol.

And you have to make sense of that mess.

Et il faut interpréter tout ce bazar.

But we were lucky.

Mais on a eu de la chance.

We were coming at the right time.

On est arrivés au bon moment.

So two things helped us.

Il y a deux choses qui nous ont aidés.

The first thing is radiotechnologies have evolved a lot,

La première,

c'est que les technologies radio ont beaucoup évolué,

and over the last decade,

et au cours des dix dernières années,

radio technology became much more powerful,

elles sont devenues de plus en plus puissantes,

so we were able to build very sensitive radios

ce qui nous a permis de construire des radios très sensibles,

that can sense weak and minute RF signals.

capables de capter des signaux électromagnétiques faibles et minuscules.

The second thing: machine learning.

La deuxième chose, c'est le « Machine Learning ».

So you keep hearing about machine learning

On parle partout de cet apprentissage automatique.

and there was a revolution of machine learning recently,

Et il y a eu une révolution récemment

dans le domaine de l'apprentissage profond

in deep learning,

and that allowed us to build machine-learning models

qui nous a permis de construire des modèles d'apprentissage automatique

that can understand wireless signals and interpret them

qui peuvent comprendre et interpréter des signaux sans fil

so they would know what happened in the environment.

pour savoir ce qui se passe dans un environnement.

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

Quand on y pense, la radio, c'est l'oreille de notre appareil,

and the machine learning is like the brain,

et l'apprentissage automatique, c'est notre cerveau.

and together, they have a very powerful device.

Ensemble, ils forment un appareil très puissant.

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

Que peut-on aussi analyser avec les signaux sans fil ?

Sleep.

Le sommeil.

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

Le sommeil est quelque chose qui me tient à cœur,

car mon sommeil, c'est une vraie catastrophe.

because my sleep is a disaster.

(Laughter)

(Rires)

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

Donc vous commencez à travailler sur des signaux psychologiques

and you discover that yours sucks.

pour découvrir que les vôtres sont terribles.

(Laughter)

(Rires)

So you can see why we can capture sleep,

On peut voir comment on peut enregistrer le sommeil,

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

parce que l'appareil voit la personne quand elle marche vers son lit,

when he stops tossing around in bed,

quand elle cesse de s'agiter dans son lit,

when he steps out of bed,

quand elle sort du lit.

and that measure of sleep is what people call actigraphy.

Cette mesure du sommeil est ce qu'on appelle l'actigraphie.

It's based on motion.

Elle est basée sur le mouvement.

But it turned out that we can actually get sleep

Mais on a découvert qu'on peut analyser le sommeil

at a much more important level.

à un niveau beaucoup plus important.

We can understand the change in the brain waves

On peut analyser les variations des ondes cérébrales

that occur during sleep.

qui se produisent durant le sommeil.

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

La plupart d'entre vous doivent le savoir,

quand on va se coucher, nos ondes cérébrales changent,

our brainwaves change and we enter different stages:

et on entre dans les cycles du sommeil :

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

l'éveil, le sommeil léger, le sommeil profond

et le sommeil paradoxal.

These stages are of course related to sleep disorders,

Ces cycles sont bien entendu associés aux troubles du sommeil,

but they are also related to various diseases.

mais ils sont aussi associés à diverses maladies.

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

Par exemple, on associe des perturbations du sommeil paradoxal

à la dépression.

Disturbances in deep sleep are associated with Alzheimer's.

On associe des perturbations du sommeil profond

à la maladie d'Alzheimer.

So if you want to get sleep staging,

Si vous voulez une analyse de vos cycles du sommeil,

today, you will send the person to the hospital,

de nos jours, on vous enverra à l'hôpital,

they put all of these electrodes on their head,

on vous collera plein d'électrodes sur la tête

and they ask them to sleep like that.

et on vous demandera de dormir comme ça.

(Laughter)

(Rires)

It's not really a happy experience.

Ce n'est pas vraiment une expérience agréable.

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

Et si je vous disais que je pouvais faire la même chose,

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

mais sans toutes ces électrodes collées sur votre corps ?

So here is our device,

Voici notre appareil,

transmitting very low power wireless signal,

qui transmet un signal sans fil à très faible puissance,

analyzes the reflections using AI

analyse les réflexions en utilisant l'IA

and spits out the sleep stages throughout the night.

et enregistre les cycles du sommeil pendant la nuit.

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

On peut voir, par exemple,

quand cette personne est en train de rêver.

Not just that ...

Mais il n'y a pas que ça...

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

on peut aussi enregistrer votre respiration lorsque vous êtes assis,

and without touching you.

sans même vous toucher.

So he is sitting and reading

Il est donc assis en train de lire,

and this is his inhales, exhales.

et voici ses inspirations et ses expirations.

We asked him to hold his breath,

Il a dû aussi retenir sa respiration,

and you see the signal staying at a steady level

et vous voyez que le signal reste à un niveau constant,

because he exhaled.

parce qu'il a expiré.

He did not inhale.

Il n'a pas inspiré.

And I want to zoom in on the signal.

J'aimerais faire un zoom sur le signal.

And this is the same signal as before.

C'est le même signal qu'avant.

These are the inhales,

Voici les inspirations,

these are the exhales.

et voici les expirations.

And you see these blips on the signal?

Vous voyez ces petits pics sur le signal ?

These are not noise.

Ça ne correspond pas à du bruit.

They are his heartbeats.

Ce sont les battements de son cœur.

And you can see them beat by beat.

On peut voir chaque battement.

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

Je voudrais m'arrêter un moment pour faire une démonstration en direct.

Zach is going to help me with the demo,

Zach va m'aider,

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

et on va utiliser l'appareil pour observer sa respiration.

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

Cette boîte blanche que vous voyez, c'est l'appareil,

and Zach is turning it on ...

et Zach est en train de l'allumer...

and let's see whether he breathes well.

et je vois qu'il respire bien.

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

On va donc faire exactement ce qu'on a fait dans la vidéo.

so the wireless signal is going through,

Le signal sans fil est envoyé,

it's touching Zach's body,

touche le corps de Zach,

and it's reflecting back to the device,

puis revient vers l'appareil.

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

On veut observer les mouvements de ses inspirations et de ses expirations.

So we see the inhales, exhales --

On voit donc les inspirations, les expirations...

so see, these ups and downs are Zach breathing.

Vous voyez ces pics et ces creux, c'est la respiration de Zach.

Inhaling, exhaling.

Il inspire, il expire.

(Applause)

(Applaudissements)

So, he can breathe.

Donc il peut respirer.

(Laughter)

(Rires)

Zach, can you hold your breath, please?

Zach, peux-tu retenir ta respiration, s'il te plaît ?

OK, so now he's holding his breath,

Alors maintenant, il retient sa respiration,

so you see the signal stays at a steady level,

et vous pouvez voir que le signal reste régulier,

and these are his heartbeats.

et voici les battements de son cœur,

Beat, beat, beat, beat, beat.

qui bat, qui bat, qui bat, qui bat.

(Applause)

(Applaudissements)

OK, Zach, you can breathe again.

OK, Zach, tu peux respirer maintenant.

(Laughter)

(Rires)

We don't want accidents here.

On va éviter les accidents.

(Laughter)

(Rires)

OK, thank you.

OK, merci.

(Applause)

(Applaudissements)

So as you can see, we have this device

Comme vous pouvez le voir, on a cet appareil

that can monitor so many physiological signals for you,

qui peut analyser pour vous plein de signaux physiologiques,

and what is really interesting about this device

et ce qui est intéressant avec cet appareil,

is that it does all this without any wearables,

c'est qu'il fait tout ça sans objets connectés,

without asking the person to change his behavior

sans qu'on ait à changer notre comportement

or to wear anything or charge anything special.

et sans avoir à porter ou à recharger quoi que ce soit.

And that got doctors very excited,

Et les docteurs sont très intéressés,

because doctors,

car ils ont toujours besoin

they always want to know more information about their patients,

d'informations supplémentaires sur leurs patients,

particularly at home,

surtout quand ils sont chez eux.

and this is particularly true in chronic diseases,

Et c'est d'autant plus vrai avec les maladies chroniques

like pulmonary diseases, like COPD,

telles que les maladies respiratoires comme la BPCO,

or heart failure or Alzheimer's and even depression.

ou l'insuffisance cardiaque, Alzheimer, ou même la dépression.

All of these chronic diseases are very important.

Toutes ces maladies chroniques sont importantes.

In fact -- perhaps you know --

En fait, et peut-être que vous le savez déjà,

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

deux tiers des dépenses de santé aux États-Unis

is due to chronic diseases.

proviennent des maladies chroniques.

But what is really interesting about chronic diseases

Ce qui est intéressant avec les maladies chroniques,

is that when the person, for example,

c'est que lorsqu'une personne

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

a un problème qui la conduit à l'hôpital et aux urgences,

this problem doesn't happen overnight.

ce problème n'est pas apparu du jour au lendemain.

Actually, things happen gradually.

En fait, cela se produit progressivement.

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

Donc si on peut surveiller chez eux des patients avec des maladies chroniques,

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

on pourra détecter des changements dans leur respiration,

pulsations, mouvements, sommeil.

and we can detect emergencies before they occur

On peut alors détecter des urgences avant même qu'elles n'apparaissent

and have the doctor intervene earlier

et permettre aux docteurs d'intervenir plus tôt

so that we can avoid hospitalization.

pour éviter ainsi l'hospitalisation.

And indeed, today we are working with multiple doctors

Aujourd'hui, on travaille avec plusieurs docteurs

in different disease categories.

sur différents types de maladies.

So I'm really excited

Je suis super contente,

because we have deployed the device with many patients.

car on a distribué cet appareil à de nombreux patients,

We have deployed the device with patients that have COPD,

des patients atteints de BPCO,

which is a pulmonary disease,

une maladie respiratoire,

patients that have Alzheimer's,

des patients atteints d'Alzheimer,

patients that have depression and anxiety

des patients souffrant de dépression et d'angoisse

and people that have Parkinson's.

et des gens avec la maladie de Parkinson.

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

On collabore donc avec les docteurs pour améliorer leur vie,

understanding the disease better.

pour mieux comprendre la maladie.

So when I started, I told you

Au début, je vous ai parlé

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

de ma passion pour Star Wars et la Force,

and indeed, I'm still very much fascinated,

et d'ailleurs, je suis toujours aussi passionnée,

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

même à mon âge, par Star Wars,

waiting for the next movie.

toujours impatiente de voir le prochain film.

But I'm very fascinated now and excited

Mais aujourd'hui, ce qui me passionne,

about this new Force of wireless signals,

c'est cette nouvelle force des signaux sans fil,

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

et la possibilité de transformer les soins de santé

avec cette nouvelle force.

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

Ma tante fait partie des patients qui ont reçu un de nos appareils.

She has heart failure,

Elle souffre d'insuffisance cardiaque,

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

et je suis sûre que la plupart d'entre vous ici

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

ont des parents, des grands-parents,

des êtres chers qui ont des maladies chroniques.

So I want you to imagine with me a future

J'aimerais donc que vous imaginiez avec moi

where in every home that has a chronic disease patient,

un futur où la maison d'un malade chronique

there is a device like this device sitting in the background

est équipé de cet appareil,

surveillant passivement et de manière transparente

and just monitoring passively

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

le sommeil, la respiration, la santé de ce malade chronique,

and before an emergency occurs,

et avant même qu'une urgence se produise,

it would detect the degradation in the physiological signal

il détecterait la dégradation du signal physiologique

and alert the doctor

et alerterait le docteur,

so that we can avoid hospitalization.

ce qui permettrait d'éviter l'hospitalisation.

This can change health care as we know it today,

Cela pourrait transformer les soins de santé actuels,

improve how we understand chronic diseases

élargir nos connaissances des maladies chroniques

and also save many lives.

et aussi sauver de nombreuses vies.

Thank you.

Merci.

(Applause)

(Applaudissements)

Helen Walters: Dina, thank you so much.

Dina, merci beaucoup.

Merci à toi aussi, Zach.

Thank you too, Zach.

So glad you're breathing.

Je vois que tu respires bien.

So Dina, this is amazing.

Alors, Dina, c'est formidable.

The positive applications are incredible.

Les applications positives sont incroyables.

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

Mais qu'en est-il du cadre éthique dans tout ça ?

What are you doing to prevent this technology from being used

Que faites-vous pour empêcher cette technologie

for other, perhaps less positive types of applications?

d'être utilisée pour d'autres applications, peut-être moins positives ?

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

Oui, c'est une question très importante, bien sûr.

Qu'en est-il des abus,

like, what about misuse,

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

ou même, qu'en est-il du côté obscur de la Force ?

HW: Right, right.

Oui, oui.

(Laughter)

(Rires)

DK: So we actually have technologies

On possède des technologies

that prevent people from trying to use this device

empêchant les gens d'utiliser cet appareil

to monitor somebody without their consent.

pour surveiller quelqu'un sans son consentement.

Because the device understands space,

Étant donné que cet appareil comprend l'espace,

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

il vous demandera de prouver, en faisant certains mouvements,

that you have access to the space

que vous avez accès à cet espace

et que vous êtes bien la personne qui veut être analysée par l'appareil.

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

So technology-wise,

Donc technologiquement parlant,

we have technology that we integrate to prevent misuse,

on intègre aussi une technologie permettant d'éviter les abus.

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

Mais je pense que c'est aussi du ressort de la loi, comme pour tout,

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

et j'espère qu'avec ces deux choses, on pourra contrôler tout abus.

HW: Amazing. Thank you so much.

Formidable. Merci beaucoup.

DK: Thank you.

Merci.

(Applause)

(Applaudissements)