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

Traduttore: Hana Colucci Revisore: Alessandra Tadiotto

When I was a kid,

Quando ero una bambina,

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

ero, come molti di voi in questa stanza, molto affascinata da Star Wars,

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

e quello che mi affascinò di più è la nozione della Forza,

this energy that connects all people and all objects

questa energia che connette tutte le persone e tutti gli oggetti

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

e che ci permette di percepire persone che non possiamo nemmeno vedere.

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

Ricordo che passai molte notti seduta a casa,

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

concentrandomi e focalizzandomi, cercando di percepire la Forza,

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

e non sentii niente, tranquilli.

(Laughter)

(Risate)

And later in life, I became a scientist.

Più avanti, diventai una scienziata.

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

Iniziai a lavorare sui segnali radio

presso l' Istituto di Tecnologia del Massachusetts.

These are things like Wi-Fi or cellular systems,

Cose come il Wi-Fi o sistemi cellulari,

and I did a lot of work in that domain.

e lavorai molto in quell'ambito.

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

Ma poi, questa cosa della Forza continuò a tormentarmi, ancora,

and at some point, I was just like,

e a un certo punto, mi son detta,

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

"Aspetta un attimo, questi segnali radio -- sono come la Forza."

So if you think about it,

Se ci pensate,

wireless signals, they travel through space,

i segnali radio, viaggiano attraverso lo spazio,

they go through obstacles and walls and occlusions,

attraversano ostacoli e muri e occlusioni,

and some of them,

e alcuni,

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

riflettono sui nostri corpi, perché siamo pieni d'acqua,

and some of these minute reflections,

e alcuni di questi piccoli riflessi,

they come back.

tornano indietro.

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

Se, solo se, avessi un dispositivo che potesse percepire questi piccoli riflessi,

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

allora sarei capace di percepire persone che non posso vedere.

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

Iniziai a lavorare con i miei studenti per costruire questo dispositivo,

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

e voglio mostrarvi alcuni dei nostri primi risultati.

So here, you see my student standing,

Qui, potete vedere il mio studente in piedi,

and here is our device.

e questo è il nostro dispositivo.

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

Abbiamo messo il dispositivo nell'altra stanza, dietro il muro,

and we are going to monitor him as he moves.

e abbiamo monitorato lo studente mentre camminava.

This red dot is tracking him using wireless signals.

Questo puntino rosso lo sta rilevando usando segnali radio.

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

Come potete vedere, lo fa molto accuratamente,

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

basandosi solo su come il corpo interagisce con i segnali radio dintorno.

Pretty accurate, isn't it?

Molto accurato, vero?

He has no wearables, nothing.

Lo studente non sta indossando aggeggi.

(Applause)

(Applausi)

Now you might be wondering,

Ora vi starete chiedendo,

how is it possible that we can sense people

com'è possibile percepire persone

and track them, without any wearables, through walls,

e rintracciarle, senza dispositivi, attraverso muri,

and the easiest analogy to think about is radar.

e l'anologia più facile è quella del radar.

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

Sono sicura che molti di voi avete visto questa immagine.

You transmit a wireless signal to the sky,

Si trasmette un segnale al cielo,

it reflects off some airplane, comes back to you,

esso colpisce un aereoplano, ritorna indietro,

and you start detecting these airplanes.

ed è possibile rilevare questi aereoplani.

But if it were just radar,

Ma se fosse solo un radar,

then we would have this 50 years ago.

allora lo avremmo avuto 50 anni fa.

So it's not just radar.

Quindi non è solo un radar.

There are two key differences.

Ci sono due differenze principali.

So the first difference, of course --

La prima differenza, ovviamente --

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

non si può, come nei radar, colpire qualcuno con l'energia senza fili.

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

Sarebbero fritti come se fossero in un forno a microonde.

Don't do that.

Non fatelo.

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

Significa che deve essere capace di percepire segnali deboli,

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

e ciò vuol dire che il dispositivo deve essere sensibile.

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

La seconda differenza è che, a differenza del cielo, dove è vuoto --

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

se si è fortunati, c'è un aereoplano che è possibile percepire.

Like, look at the room

Tipo, guardate intorno

and look how many objects and people there are.

e notate quanti oggetti e persone sono presenti.

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

In ambienti interni, il segnale non solo si riflette su una persona,

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

ma lo fa sul pavimento, sul soffitto,

off other people around,

sulle altre persone,

and you get very complex reflections

e si hanno riflessioni molto complesse

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

dove lo stesso segnale riflette su di me e poi su di te,

and then off the ceiling, then off the floor.

e poi sul soffitto, poi sul pavimento.

And you have to make sense of that mess.

Bisogna essere in grado di percepire tutto quel casino.

But we were lucky.

Ma siamo stati fortunati.

We were coming at the right time.

Siamo arrivati al momento giusto.

So two things helped us.

Ci hanno aiutato due cose.

The first thing is radiotechnologies have evolved a lot,

La prima cosa è che la radiotecnologia si è evoluta parecchio,

and over the last decade,

e nell'ultimo decennio,

radio technology became much more powerful,

è diventata molto più potente,

so we were able to build very sensitive radios

dunque per noi era possibile costruire radio sensibili

that can sense weak and minute RF signals.

che potessero percepire segnali di radiofrequenza deboli.

The second thing: machine learning.

La seconda cosa: l'apprendimento automatico.

So you keep hearing about machine learning

Si continua a sentirne parlare

and there was a revolution of machine learning recently,

e c'è stata una rivoluzione di recente

in deep learning,

nel campo dell'apprendimento profondo,

and that allowed us to build machine-learning models

che ci ha permesso di costruire modelli d'apprendimento automatico,

that can understand wireless signals and interpret them

in grado di capire e interpretare segnali senza fili

so they would know what happened in the environment.

in modo da sapere cosa accade nell'ambiente.

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

Se ci pensate, la radio è come l'orecchio del nostro dispositivo

and the machine learning is like the brain,

e l'apprendimento automatico è come il cervello,

and together, they have a very powerful device.

e insieme, costituiscono un dispositivo potente.

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

Cos'altro possiamo percepire sulle persone usando segnali senza fili?

Sleep.

Il sonno.

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

Il sonno, in realtà, è qualcosa molto importante per me,

because my sleep is a disaster.

perché il mio è pessimo.

(Laughter)

(Risate)

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

Una di quelle cose di quando inizi a lavorare su un segnale fisiologico

and you discover that yours sucks.

è scoprire che il tuo fa schifo.

(Laughter)

(Risate)

So you can see why we can capture sleep,

Potete capire perché possiamo rilevarlo,

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

perché il dispositivo può vedere quando una persona sta andando a letto,

when he stops tossing around in bed,

quando smette di muoversi nel letto,

when he steps out of bed,

quando si alza,

and that measure of sleep is what people call actigraphy.

e quel metodo di misura del sonno si chiama actigrafia.

It's based on motion.

È basato sul movimento.

But it turned out that we can actually get sleep

Ma si è scoperto che possiamo dormire

at a much more important level.

in maniera molto più profonda.

We can understand the change in the brain waves

Possiamo capire il cambiamento nelle onde cerebrali

that occur during sleep.

che avviene durante il sonno.

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

Molti sanno che quando andiamo a dormire,

our brainwaves change and we enter different stages:

le nostre onde cerebrali cambiano ed entriamo in diverse fasi:

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

addormentamento, sonno leggero, sonno profondo e REM.

These stages are of course related to sleep disorders,

Queste fasi sono connesse con i disturbi del sonno,

but they are also related to various diseases.

ma sono anche connesse con varie patologie.

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

Per esempio, i disturbi nella fase REM vengono associati con la depressione.

Disturbances in deep sleep are associated with Alzheimer's.

Quelli nella fase di sonno profondo vengono associati con l'Alzheimer.

So if you want to get sleep staging,

Se si vogliono controllare le fasi del sonno,

today, you will send the person to the hospital,

oggigiorno si porta la persona in ospedale,

they put all of these electrodes on their head,

le si connettono degli elettrodi sulla testa,

and they ask them to sleep like that.

e le si chiede di dormire così.

(Laughter)

(Risate)

It's not really a happy experience.

Non è un'esperienza divertente.

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

E se vi dicessi che posso fare la stessa cosa

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

ma senza l'uso di elettrodi?

So here is our device,

Ecco il nostro dispositivo,

transmitting very low power wireless signal,

mentre trasmette un segnale a bassa potenza,

analyzes the reflections using AI

analizza le riflessioni usando l'intelligenza artificiale

and spits out the sleep stages throughout the night.

e offre una visione delle fasi del sonno durante la notte.

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

Per esempio, sappiamo quando questa persona sta sognando.

Not just that ...

Non solo ...

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

possiamo anche percepire la respirazione

and without touching you.

senza bisogno di toccare qualcuno.

So he is sitting and reading

Questo studente sta leggendo seduto

and this is his inhales, exhales.

e questi sono l'inspirazione e l'espirazione.

We asked him to hold his breath,

Gli abbiamo chiesto di mantenere il respiro,

and you see the signal staying at a steady level

e potete vedere il segnale mantenere un livello costante

because he exhaled.

perché ha espirato.

He did not inhale.

Non ha inspirato.

And I want to zoom in on the signal.

Voglio ingrandire il segnale.

And this is the same signal as before.

Questo è lo stesso di prima.

These are the inhales,

Questa è l'inspirazione,

these are the exhales.

e questa è l'espirazione.

And you see these blips on the signal?

Riuscite a vedere questi contrattempi?

These are not noise.

Non sono rumore.

They are his heartbeats.

Sono i suoi battiti cardiaci.

And you can see them beat by beat.

Si possono vedere battito per battito.

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

Voglio fermarmi qui per un attimo e darvi un esempio dal vivo.

Zach is going to help me with the demo,

Zach mi aiuterà con la dimostrazione,

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

e useremo il dispositivo per monitorare la sua respirazione.

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

Questa scatola bianca è il dispositivo,

and Zach is turning it on ...

e Zach la sta accendendo ...

and let's see whether he breathes well.

e posso vedere che respira senza problemi.

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

Faremo esattamente ciò che abbiamo fatto con l'altro studente,

so the wireless signal is going through,

dunque il segnale sta passando,

it's touching Zach's body,

tocca il corpo di Zach

and it's reflecting back to the device,

e viene riflesso sul dispositivo,

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

e vogliamo monitorare il suo respiro, l'inspirazione e l'espirazione.

So we see the inhales, exhales --

Vediamo quando inspira, espira --

so see, these ups and downs are Zach breathing.

questi alti e bassi sono il respiro di Zach.

Inhaling, exhaling.

Inspira, espira.

(Applause)

(Applausi)

So, he can breathe.

Dunque, può respirare.

(Laughter)

(Risate)

Zach, can you hold your breath, please?

Zach, puoi trattenere il respiro, per favore?

OK, so now he's holding his breath,

OK, ora sta trattenendo il respiro,

so you see the signal stays at a steady level,

così potete vedere come il segnale rimane costante,

and these are his heartbeats.

e questi sono i suoi battiti.

Beat, beat, beat, beat, beat.

Battito, battito, battito, battito.

(Applause)

(Applausi)

OK, Zach, you can breathe again.

OK, Zach, puoi respirare di nuovo.

(Laughter)

(Risate)

We don't want accidents here.

Non vogliamo incidenti.

(Laughter)

(Risate)

OK, thank you.

OK, Grazie.

(Applause)

(Applausi)

So as you can see, we have this device

Come potete vedere, abbiamo questo dispositivo

that can monitor so many physiological signals for you,

che può monitorare tantissimi segnali fisiologici per voi,

and what is really interesting about this device

e la cosa interessante di questo dispositivo

is that it does all this without any wearables,

è che funziona senza aggeggi da indossare,

without asking the person to change his behavior

senza dover chiedere di cambiare comportamento

or to wear anything or charge anything special.

o di indossare o ricaricare nulla di speciale.

And that got doctors very excited,

Ha reso molti dottori entusiasti,

because doctors,

perché i medici

they always want to know more information about their patients,

vogliono sempre avere più informazioni sui loro pazienti,

particularly at home,

specialmente a casa,

and this is particularly true in chronic diseases,

in particolar modo sulle malattie croniche,

like pulmonary diseases, like COPD,

come le malattie polmonari, la Broncopneumopatia Cronica Ostruttiva,

or heart failure or Alzheimer's and even depression.

o l'insufficienza cardiaca o l'Alzheimer, e persino la depressione.

All of these chronic diseases are very important.

Tutte queste malattie croniche sono molto importanti.

In fact -- perhaps you know --

Infatti -- forse sapete --

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

due terzi dei costi per la sanità negli USA

is due to chronic diseases.

vanno alle malattie croniche.

But what is really interesting about chronic diseases

Ma ciò che è davvero interessante

is that when the person, for example,

è che quando qualcuno, per esempio,

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

ha problemi tali da dover andare all'ospedale o al pronto soccorso,

this problem doesn't happen overnight.

questo problema non succede da un giorno all'altro.

Actually, things happen gradually.

In realtà, succede gradualmente.

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

Dunque se potessimo monitorare le malattie croniche nei pazienti a casa,

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

potremmo percepire cambi nel respiro, battito, mobilità, sonno --

and we can detect emergencies before they occur

e prevenire emergenze prima che si verifichino,

and have the doctor intervene earlier

così che il medico possa intervenire in anticipo

so that we can avoid hospitalization.

ed evitare l'ospitalizzazione.

And indeed, today we are working with multiple doctors

Infatti, oggi stiamo lavorando con diversi medici

in different disease categories.

in diverse categorie di patologie.

So I'm really excited

Quindi sono molto entusiasta

because we have deployed the device with many patients.

perché abbiamo usato il dispositivo con molti pazienti.

We have deployed the device with patients that have COPD,

Lo abbiamo usato con pazienti con la Broncopneumopatia Cronica,

which is a pulmonary disease,

che è una malattia polmonare,

patients that have Alzheimer's,

pazienti con l'Alzheimer,

patients that have depression and anxiety

pazienti con depressione e ansia

and people that have Parkinson's.

e pazienti con il Parkinson.

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

Stiamo collaborando con i dottori per migliorare le loro vite,

understanding the disease better.

capendo meglio le patologie.

So when I started, I told you

All'inizio vi ho detto

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

che sono molto affascinata da Star Wars e la Forza,

and indeed, I'm still very much fascinated,

e sì, sono davvero appasionata

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

di Star Wars, anche ora, da adulta,

waiting for the next movie.

e attendo il prossimo film.

But I'm very fascinated now and excited

Ma ora sono molto affascinata ed entusiasta

about this new Force of wireless signals,

di questa nuova Forza dei segnali senza fili

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

e della possibilità di cambiare la sanità con questa nuova forza.

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

Uno dei pazienti con cui ho usato il dispositivo è mia zia.

She has heart failure,

Soffre di insufficienza cardiaca,

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

e sono certa che molti di voi nel pubblico

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

hanno genitori, nonni, cari, che soffrono di malattie croniche.

So I want you to imagine with me a future

Quindi voglio che insieme a me immaginiate un futuro

where in every home that has a chronic disease patient,

dove in ogni casa dove un paziente ha una malattia cronica,

there is a device like this device sitting in the background

c'è un dispositivo come questo in sottofondo

and just monitoring passively

che monitora passivamente

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

il sonno, la respirazione, la salute del paziente,

and before an emergency occurs,

e prima dell'insorgere di un'emergenza,

it would detect the degradation in the physiological signal

esso individua il peggioramento del segnale fisiologico

and alert the doctor

e allerta il dottore,

so that we can avoid hospitalization.

così da evitare l'ospitalizzazione.

This can change health care as we know it today,

Questo può cambiare la sanità come la conosciamo oggi,

improve how we understand chronic diseases

migliorare la nostra comprensione delle malattie croniche

and also save many lives.

e anche salvare molte vite.

Thank you.

Grazie.

(Applause)

(Applausi)

Helen Walters: Dina, thank you so much.

Helen Walters: Dina, grazie mille.

Thank you too, Zach.

Grazie a te, Zach.

So glad you're breathing.

Sono contenta che respiri.

So Dina, this is amazing.

Dunque Dina, questo è fantastico.

The positive applications are incredible.

Le applicazioni positive sono incredibili.

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

Qual è il quadro etico di questo dispositivo?

What are you doing to prevent this technology from being used

Cosa farai per prevenire l'uso di questa tecnologia

for other, perhaps less positive types of applications?

per altri, forse meno positivi, tipi di applicazione?

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

Dina Katabi: È una domanda molto importante, ovviamente,

like, what about misuse,

per quanto riguarda l'abuso,

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

o, immagino si possa dire, per quanto riguarda il lato oscuro della Forza?

HW: Right, right.

HW: Giusto, giusto.

(Laughter)

(Risate)

DK: So we actually have technologies

DK: In realtà abbiamo le tecnologie

that prevent people from trying to use this device

per impedire alle persone di usare questo dispositivo

to monitor somebody without their consent.

per monitorare qualcuno senza il loro consenso.

Because the device understands space,

Perché il dispositivo capisce lo spazio,

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

ti chiederà di dimostrare, facendo determinati movimenti,

that you have access to the space

che hai accesso a quello spazio

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

e che sei tu che sta chiedendo al dispositivo di essere monitorato.

So technology-wise,

Quindi in quanto alla tecnologia,

we have technology that we integrate to prevent misuse,

abbiamo la tecnologia che integriamo per prevenire l'abuso,

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

ma, penso ci sia anche un ruolo per la politica, come tutto il resto,

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

e si spera che, con entrambe, possiamo controllare ogni tipo di abuso.

HW: Amazing. Thank you so much.

HW: Magnifico. Grazie mille.

DK: Thank you.

DK: Grazie.

(Applause)

(Applausi)