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

Fordító: Péter Pallós Lektor: Reka Lorinczy

When I was a kid,

Gyerekkoromban, mint itt sokan,

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

bele voltam gyönyörödve a Csillagok háborújába.

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

Leginkább az Erő tulajdonsága tetszett,

this energy that connects all people and all objects

a minden embert és tárgyat összekötő energia,

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

amellyel azokat is érzékeljük, akiket még csak nem is látunk.

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

Emlékszem sok-sok otthon töltött estére,

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

amikor összpontosítva igyekeztem megérezni az Erőt.

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

Semmit sem éreztem, nyugodjanak meg.

(Laughter)

(Nevetés)

And later in life, I became a scientist.

Majd kutató lettem.

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

Az MIT tanári karába kerültem, és rádiójelekkel kezdtem foglalkozni.

These are things like Wi-Fi or cellular systems,

Ilyen a Wi-Fi s a rádiótelefon-rendszerek.

and I did a lot of work in that domain.

Sokat dolgoztam e területen.

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

De az Erő-dolog csak nem hagyott nyugodni.

and at some point, I was just like,

Egyszer csak arra gondoltam:

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

"Várjunk csak, azok a rádiójelek olyanok, mint az Erő!"

So if you think about it,

Ha belegondolunk,

wireless signals, they travel through space,

a rádiójelek terjednek a térben,

they go through obstacles and walls and occlusions,

átjutnak akadályokon és falakon,

and some of them,

és némelyikük

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

visszaverődik testünkről, mert testünk vízzel van teli,

and some of these minute reflections,

és egyes apróbb visszaverődések

they come back.

visszatérnek.

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

Ha lenne eszközöm, amely érzékelné ezeket az apró visszaverődéseket,

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

akkor képes lennék a nem látható embereket érzékelni.

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

Hozzáláttam diákjaimmal ilyen készülék megépítéséhez,

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

és most bemutatom önöknek néhány kezdeti eredményünket.

So here, you see my student standing,

Itt áll az egyik diákom.

and here is our device.

Ez pedig a készülékünk.

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

Átvisszük a készüléket a szomszéd szobába, a falon túlra,

and we are going to monitor him as he moves.

és megfigyeljük a diák mozgását.

This red dot is tracking him using wireless signals.

A piros pötty a rádiójelekkel nyomon követett diák.

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

Látható, hogy nagyon pontosan követi,

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

csupán amiatt, ahogy teste a környező jelekre hat.

Pretty accurate, isn't it?

Igencsak pontos, nemde?

He has no wearables, nothing.

A diák semmilyen eszközt sem visel.

(Applause)

(Taps)

Now you might be wondering,

Szöget üthet a fejükbe,

how is it possible that we can sense people

hogyan lehetséges valaki érzékelése és nyomon követése falon át,

and track them, without any wearables, through walls,

ha az illető semmilyen eszközt nem visel.

and the easiest analogy to think about is radar.

Elsőként mint analógia a radar juthat eszükbe.

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

Biztosan sokan látták már e képet.

You transmit a wireless signal to the sky,

Rádiójelet sugárzunk az égbe,

it reflects off some airplane, comes back to you,

valamely repülőről visszaverődve visszaérkezik,

and you start detecting these airplanes.

és így érzékeljük a repülőgépeket.

But if it were just radar,

De radarral 50 éve is

then we would have this 50 years ago.

meg tudtuk volna ezt csinálni.

So it's not just radar.

Ez nem radar.

There are two key differences.

Két lényegi különbség van.

So the first difference, of course --

Az első különbség persze,

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

hogy nem lehet, mint a radarral, valakire rádiósugárzást bocsátani.

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

Pecsenyére sülne, mint a mikróban.

Don't do that.

Ne tegyük.

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

Így igen gyenge jelekkel kell dolgoznunk,

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

ezért készülékünknek nagyon érzékenynek kell lennie.

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

A másik különbség, hogy az égtől eltérően,

amely ha szerencsénk van, üres, és csak egyetlen gépet kell befogni,

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

Like, look at the room

a szobában láthatólag

and look how many objects and people there are.

rengeteg tárgy és ember található.

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

Beltéri környezetben a jel nemcsak emberekről verődik vissza,

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

hanem a padlóról, mennyezetről,

off other people around,

környező személyekről is;

and you get very complex reflections

ezért igen összetett visszaverődéseket kapunk,

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

amelyekben a jel rólam, majd másról,

and then off the ceiling, then off the floor.

aztán a mennyezetről, majd a padlóról verődik vissza.

And you have to make sense of that mess.

El kell igazodnunk ebben a zűrzavarban.

But we were lucky.

De szerencsénk volt,

We were coming at the right time.

jókor érkeztünk.

So two things helped us.

Két dolog sietett a segítségünkre.

The first thing is radiotechnologies have evolved a lot,

Az első a rádiótechnika erős fejlődése,

and over the last decade,

melynek hatására az utóbbi évtizedben

radio technology became much more powerful,

a rádiótechnika sokkal nagyobb teljesítményre lett képes,

so we were able to build very sensitive radios

így érzékenyebb,

gyenge és apró rádiófrekvenciás jeleket érzékelő rádiót építhetünk.

that can sense weak and minute RF signals.

The second thing: machine learning.

A másik a gépi tanulás.

So you keep hearing about machine learning

Állandóan hallunk a gépi tanulásról.

and there was a revolution of machine learning recently,

Nemrég forradalmi változások történtek a gépi tanulásban,

in deep learning,

a mély tanulásban,

and that allowed us to build machine-learning models

ez pedig a gépi tanulási modellezést tette lehetővé,

that can understand wireless signals and interpret them

amely érti és értelmezni tudja a rádiójeleket.

so they would know what happened in the environment.

A modellek tudni fogják, ami a környezetükben történik.

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

Ha belegondolunk, a rádió a készülék füle,

and the machine learning is like the brain,

a gépi tanulás pedig az agya;

and together, they have a very powerful device.

együtt igen hatékony készüléket alkotnak.

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

Mi mást érzékelhetünk rádiójelekkel az emberekkel kapcsolatban?

Sleep.

Az alvást.

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

Az alvás a szívem csücske,

because my sleep is a disaster.

mert borzalmasan alszom.

(Laughter)

(Nevetés)

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

Vicces, hogy mikor valamely élettani jelen kezdünk dolgozni,

and you discover that yours sucks.

és véletlenül rájövünk: a miénk pocsék.

(Laughter)

(Nevetés)

So you can see why we can capture sleep,

Ezért rögzítjük az alvást,

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

mert a személy jár-kel, és a készülék látja, amint odamegy az ágyhoz,

when he stops tossing around in bed,

mikor az ágyban abbahagyja a hánykolódást,

when he steps out of bed,

mikor fölkel.

and that measure of sleep is what people call actigraphy.

Az alvás mennyiségét aktigráfiával rögzítjük,

It's based on motion.

amely mozgáson alapszik.

But it turned out that we can actually get sleep

De kiderült:

sokkal fontosabb szinten is aludhatunk.

at a much more important level.

We can understand the change in the brain waves

Megérthetjük az alvás közben keletkező

that occur during sleep.

agyhullámok szerepét.

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

Sokan nyilván tudják, hogy mikor aludni térünk,

our brainwaves change and we enter different stages:

agyhullámaink megváltoznak, és más-más fázisokba jutunk:

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

ébrenlét, felületes alvás, mély alvás és a REM, a gyors szemmozgású.

These stages are of course related to sleep disorders,

E fázisok persze alvászavarokhoz

but they are also related to various diseases.

vagy betegségekhez kapcsolódnak.

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

Pl. a REM-szakasz zavarai depresszióra utalnak,

Disturbances in deep sleep are associated with Alzheimer's.

a mély alvás zavarai Alzheimer-kórra.

So if you want to get sleep staging,

Ha rendbe akarjuk hozni valaki alvását,

today, you will send the person to the hospital,

ma kórházba küldjük a pácienst,

they put all of these electrodes on their head,

fejére rakják ezeket az elektródákat,

and they ask them to sleep like that.

és megkérik, hogy ezzel aludjon.

(Laughter)

(Nevetés)

It's not really a happy experience.

Nem valami kellemes élmény.

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

És ha ugyanezt meg tudom tenni,

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

a páciens testére rakott bármiféle elektródák nélkül?

So here is our device,

Itt a készülékünk,

transmitting very low power wireless signal,

amely igen kis teljesítményű rádiójeleket sugároz,

analyzes the reflections using AI

MI-vel elemzi a visszaverődéseket,

and spits out the sleep stages throughout the night.

és ontja magából az éjszakai alvásfázisok jellemzőit.

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

Pl. tudjuk, hogy az illető mikor álmodik.

Not just that ...

Nem csak azt.

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

Figyelhetjük a légzését, mikor így ül,

and without touching you.

anélkül hogy hozzáérnénk.

So he is sitting and reading

A férfi ül és olvas,

and this is his inhales, exhales.

ez a belégzése és kilégzése.

We asked him to hold his breath,

Megkértük, tartsa vissza a lélegzetét,

and you see the signal staying at a steady level

és látják, hogy a jelszint állandó,

because he exhaled.

mert kilélegezett.

He did not inhale.

Nem volt belégzés.

And I want to zoom in on the signal.

Kinagyítom a jelet.

And this is the same signal as before.

Ez a korábbi jel.

These are the inhales,

Ezek a belégzések,

these are the exhales.

ezek meg a kilégzések.

And you see these blips on the signal?

Látják a jelekre rakódó rezdüléseket?

These are not noise.

Ezek nem zajok.

They are his heartbeats.

Az illető szívdobbanásai.

And you can see them beat by beat.

Minden szívdobbanás külön látható.

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

Egy pillanatra itt megállok, és élő felvételt mutatok.

Zach is going to help me with the demo,

Zach segít nekem a szemléltetésben,

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

melyben az ő légzését fogjuk figyelni a készülékkel.

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

Ez a fehér doboz a készülék,

and Zach is turning it on ...

Zach bekapcsolja,...

and let's see whether he breathes well.

látszik, hogy szabályosan lélegzik.

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

Pontosan azt tesszük, amit a videón lévő másik pasival:

so the wireless signal is going through,

a rádiójel átmegy,

it's touching Zach's body,

eléri Zach testét,

and it's reflecting back to the device,

visszaverődik a készülékre.

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

Levegővételét, be-kilégzését figyeljük.

So we see the inhales, exhales --

Látjuk a be-kilégzését:

so see, these ups and downs are Zach breathing.

ez az ingadozás Zach légzése.

Inhaling, exhaling.

Belélegez, kilélegez.

(Applause)

(Taps)

So, he can breathe.

Lélegzik!

(Laughter)

(Nevetés)

Zach, can you hold your breath, please?

Zach, kérlek, tartsd vissza a lélegzeted!

OK, so now he's holding his breath,

Most visszatartja.

so you see the signal stays at a steady level,

Látják, hogy a jel konstans,

and these are his heartbeats.

ezek a szívdobbanásai.

Beat, beat, beat, beat, beat.

Ver, ver, ver, ver, ver.

(Applause)

(Taps)

OK, Zach, you can breathe again.

Zach, lélegezz megint!

(Laughter)

(Nevetés)

We don't want accidents here.

Nem akarunk zűrt.

(Laughter)

(Nevetés)

OK, thank you.

Köszönöm.

(Applause)

(Taps)

So as you can see, we have this device

E készülékkel

that can monitor so many physiological signals for you,

számos élettani jelet figyelhetünk meg.

and what is really interesting about this device

Az igazán érdekes az,

is that it does all this without any wearables,

hogy a személy semmit nem hord hozzá,

without asking the person to change his behavior

nem kell változtatnia a viselkedésén,

or to wear anything or charge anything special.

semmi extrát nem kell fölvennie vagy bármit is feltöltenie.

And that got doctors very excited,

A dolog fölkeltette az orvosok figyelmét,

because doctors,

mert a dokik

they always want to know more information about their patients,

mindig többet szeretnének tudni a pácienseikről,

particularly at home,

főként otthoni viselkedésükről.

and this is particularly true in chronic diseases,

Ez főleg az idült betegségekre igaz,

like pulmonary diseases, like COPD,

pl. tüdőbetegségekre, idült obstruktív légúti betegségre, a COPD-ra,

or heart failure or Alzheimer's and even depression.

szívelégtelenségre, Alzheimer-kórra, de még a depresszióra is.

All of these chronic diseases are very important.

Minden idült betegség nagyon fontos.

In fact -- perhaps you know --

Talán tudják,

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

hogy az USA egészségügyi kiadásainak 2/3-a

is due to chronic diseases.

idült betegségek miatt merül föl.

But what is really interesting about chronic diseases

Az idült kórokkal kapcsolatban érdekes,

is that when the person, for example,

hogy a már kórházi ápolásra

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

és sürgősségi ellátásra szoruló beteg baja

this problem doesn't happen overnight.

nem hirtelen keletkezett.

Actually, things happen gradually.

Valójában fokozatosan.

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

Ha otthonukban figyelhetjük meg idült betegeinket,

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

kimutathatjuk légzésük, szívverésük, mozgásuk, alvásuk módosulását

and we can detect emergencies before they occur

és kimutathatjuk a szükséghelyzetet – még bekövetkezte előtt;

and have the doctor intervene earlier

az orvos korábban avatkozhat be,

so that we can avoid hospitalization.

így elkerülhető a kórházba utalás.

And indeed, today we are working with multiple doctors

Jelenleg több orvossal,

in different disease categories.

különböző betegségcsoportokkal dolgozunk.

So I'm really excited

Nagyon örülök,

because we have deployed the device with many patients.

mert sok páciensnél telepítettük a készüléket.

We have deployed the device with patients that have COPD,

COPD-betegeknél.

which is a pulmonary disease,

Ez tüdőbetegség.

patients that have Alzheimer's,

Továbbá Alzheimer-kórosaknál,

patients that have depression and anxiety

depressziósoknál és szorongóknál

and people that have Parkinson's.

és Parkinson-kórosaknál.

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

Jobban megismerve a betegségüket

életük könnyebbé tételén dolgozunk az orvosokkal.

understanding the disease better.

So when I started, I told you

Az elején elmondtam,

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

hogy bele voltam gyönyörödve a Csillagok háborújába és az Erőbe.

and indeed, I'm still very much fascinated,

Ez még mindig így van.

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

Még most is, felnőttként,

waiting for the next movie.

várom a Csillagok háborúja következő részét.

But I'm very fascinated now and excited

De igencsak lenyűgöz és izgat

about this new Force of wireless signals,

a rádiójelekből áradó Erő,

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

és hogy ezzel az új erővel meg lehet változtatni a gyógyítást.

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

Nagynénémnél is telepítettük a készüléket.

She has heart failure,

Szívbeteg.

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

Meggyőződésem, hogy a hallgatóságban

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

sokak szülőjének, nagyszülőjének, hozzátartozójának van idült betegsége.

So I want you to imagine with me a future

Képzeljék el velem együtt a jövőt,

where in every home that has a chronic disease patient,

mikor minden házban, ahol idült beteg van,

there is a device like this device sitting in the background

ott a készülék, meghúzódik a háttérben,

and just monitoring passively

és csak csöndesen figyeli

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

az idült beteg alvását, légzését, egészségét,

and before an emergency occurs,

és még a szükséghelyzet beállta előtt

it would detect the degradation in the physiological signal

fölismeri az élettani jel leromlását,

and alert the doctor

és riasztja az orvost.

so that we can avoid hospitalization.

Így elkerülhető a kórházi beutalás.

This can change health care as we know it today,

Ez módosíthatja a jelenlegi gyógyítást,

improve how we understand chronic diseases

javíthatja az idült betegségek ismeretét,

and also save many lives.

és sok-sok életet megmenthet.

Thank you.

Köszönöm.

(Applause)

(Taps)

Helen Walters: Dina, thank you so much.

Helen Walters: Dina, köszönjük szépen.

Thank you too, Zach.

Neked is, Zach.

So glad you're breathing.

Örülök, hogy lélegzel.

So Dina, this is amazing.

Dina, ez elképesztő!

The positive applications are incredible.

A pozitív alkalmazások hihetetlenek.

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

Melyek az alkalmazás etikai keretei?

What are you doing to prevent this technology from being used

Mit teszel, hogy meggátold

for other, perhaps less positive types of applications?

a technika – mondjuk – kevésbé helyes alkalmazását?

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

Dina Katabi: Ez nagyon fontos kérdés,

hogy mi a helyzet a visszaélésekkel

like, what about misuse,

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

vagy az Erő sötét oldalával?

HW: Right, right.

HW: Igen, erről van szó.

(Laughter)

(Nevetés)

DK: So we actually have technologies

DK: Megvan a technikánk,

that prevent people from trying to use this device

hogy meggátoljuk a készülék fölhasználását

to monitor somebody without their consent.

mások beleegyezésük nélküli nyomon követésére.

Because the device understands space,

Mivel a készülék érzékeli a teret,

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

egyes mozgások megtételéhez bizonyítékot fog követelni,

that you have access to the space

hogy kezelője hozzáférhet-e a térhez,

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

és kinek a nyomon követését igénylik a készüléktől.

So technology-wise,

Kifinomult technikájú.

we have technology that we integrate to prevent misuse,

Beépítettük a visszaélés meggátlására,

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

de megvannak a fölhasználás szabályai is, mint minden másnak,

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

és remélhetőleg e kettővel bármi visszaélést megfékezhetünk.

HW: Amazing. Thank you so much.

HW: Ragyogó. nagyon köszönjük.

DK: Thank you.

DK: Köszönöm.

(Applause)

(Taps)