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

번역: 예리 윤 검토: Jihyeon J. Kim

When I was a kid,

제가 어렸을 때

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

저는 여기 계신 여러분들처럼 스타워즈에 흠뻑 빠져있었고

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

힘이라는 것에 아주 관심이 많았습니다.

this energy that connects all people and all objects

모든 사람과 모든 사물을 연결하고

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

여러분들이 볼 수 없는 사람들을 느낄 수 있도록 하는 에너지를 말입니다.

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

그리고 제가 기억하기로는 집에 있을 때 밤에 종종 앉아서

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

집중에 집중을 해서 힘을 느끼려고 노력하고 했었는데

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

어떤 것도 느끼지 못했습니다. 걱정마세요.

(Laughter)

(웃음)

And later in life, I became a scientist.

그 이후 저는 과학자가 되었습니다.

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

MIT 교수진에 합류하여 무선 신호 분야에서 일하게 되었습니다.

These are things like Wi-Fi or cellular systems,

와이파이나 휴대형 시스템 같은 거죠.

and I did a lot of work in that domain.

그 쪽 분야에서 많은 일을 했습니다.

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

다시 돌아가서, 이 힘이란 게 저에게 계속 잔소리를 했습니다.

and at some point, I was just like,

그리고 어떤 지점에 도달하게 됐죠.

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

"잠깐, 이 무선 신호 마치 힘 같다."

So if you think about it,

만약 여러분들이 그것에 대해 생각한다면

wireless signals, they travel through space,

무선신호는 우주를 여행하고

they go through obstacles and walls and occlusions,

장애물, 벽, 폐색도 통과하고

and some of them,

그리고 그 중 일부는

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

물이 가득한 우리 몸에서 반사됩니다.

and some of these minute reflections,

그리고 반사되는 미세한 신호 중 일부가

they come back.

돌아옵니다.

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

만약 이 미세한 반사를 감지할 수 있는 장치가 있다면

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

볼 수 없는 사람들을 느낄 수 있을 겁니다.

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

그래서 제 학생들과 그런 장비를 구축하는 작업에 돌입했고

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

여러분들께 초기 결과 중 일부를 보여드리고 싶습니다.

So here, you see my student standing,

여기, 제 학생이 서 있는 게 보이실 겁니다.

and here is our device.

그리고 이것이 장비입니다.

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

벽 너머 다른 사무실에 이 장비를 두고

and we are going to monitor him as he moves.

그의 움직임을 관찰할 겁니다.

This red dot is tracking him using wireless signals.

무선신호를 이용해서 이 빨간 점이 그를 추적하고 있습니다.

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

여러분이 볼 수 있듯이, 이 빨간 점이 움직임을 아주 정확하게 추적하고 있고

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

이건 순전히 주변 무선신호와 그의 몸의 상호작용에 기초를 두고 있습니다.

Pretty accurate, isn't it?

꽤 정확하지 않나요?

He has no wearables, nothing.

그는 착용한 게 없습니다. 어떤 것도요.

(Applause)

(박수)

Now you might be wondering,

여러분 이제 궁금하실 겁니다.

how is it possible that we can sense people

우리가 어떻게 해서 사람을 감지하고

and track them, without any wearables, through walls,

추적할 수 있는지. 어떤 것도 착용한 것 없이 벽을 뚫고 말입니다.

and the easiest analogy to think about is radar.

쉽게 비유를 들자면 레이더로 보시면 됩니다.

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

많은 분들께서 이 그림 본 적이 있으실 겁니다.

You transmit a wireless signal to the sky,

하늘에 무선신호를 전송하면

it reflects off some airplane, comes back to you,

어떤 비행기에 반사되어서 여러분에게 돌아옵니다.

and you start detecting these airplanes.

그리고 비행기 탐지를 시작합니다.

But if it were just radar,

하지만 이게 단순히 레이더였다면

then we would have this 50 years ago.

우리는 50년 전에 이미 있었어야 합니다.

So it's not just radar.

이건 단순히 레이더가 아닙니다.

There are two key differences.

두 가지 큰 차이점이 있습니다.

So the first difference, of course --

첫 번째 차이점은 물론

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

레이더처럼 무선신호 힘으로 누군가를 공격할 수 없습니다

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

마치 전자레인지에 튀겨진 것처럼 그들을 튀겨버릴 것입니다.

Don't do that.

그러지 마세요.

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

여러분이 약한 신호를 다룰 수 있어야 한다는 뜻입니다.

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

그리고 장치가 민감해야함을 의미합니다.

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

두 번째 차이점은 비어있는 하늘과는 다르다는 것입니다.

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

만약 운이 좋다면, 잡을 수 있는 비행기 하나는 있겠죠.

Like, look at the room

이 방을 봐주세요.

and look how many objects and people there are.

얼마나 많은 물체와 사람이 있는지 봐주세요.

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

실내에서 신호는 사람에서 반사될 뿐만 아니라

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

사람, 바닥, 천장에서 반사된다면

off other people around,

주위의 다른 사람에서도

and you get very complex reflections

매우 복잡한 반사를 얻게 되는데

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

여러분과 저에게서 똑같은 신호가 반사됩니다.

and then off the ceiling, then off the floor.

그리고 천장과 바닥으로 떨어집니다.

And you have to make sense of that mess.

그리고 그 혼란을 이해해야합니다.

But we were lucky.

하지만 우리는 운이 좋았습니다.

We were coming at the right time.

시대가 딱 맞아서

So two things helped us.

두 가지가 도움이 됐습니다.

The first thing is radiotechnologies have evolved a lot,

첫 번째는 방사선 공학이 많이 발달했다는 것,

and over the last decade,

그리고 최근 십년 간

radio technology became much more powerful,

방사선 공학이 훨씬 더 강력해졌다는 것입니다,

so we were able to build very sensitive radios

그래서 우리는 아주 섬세한 방사선을 만들 수 있었습니다.

that can sense weak and minute RF signals.

약하고 아주 작은 RF신호까지도 감지할 수 있는 것이죠.

The second thing: machine learning.

두 번째는 기계 학습입니다.

So you keep hearing about machine learning

그래서 여러분은 기계 학습에 대해서 계속 듣게되고

and there was a revolution of machine learning recently,

최근에는 기계 학습의 혁명이 있었죠. 딥 러닝이요.

in deep learning,

and that allowed us to build machine-learning models

그리고 이는 기계 학습 모델을 세워

that can understand wireless signals and interpret them

무선 신호를 이해하고 해석할 수 있게 해주어

so they would know what happened in the environment.

그들은 무엇이 일어났는지 알게됩니다.

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

여러분이 이것을 생각해 보신다면, 방사선이 장치의 귀이고

and the machine learning is like the brain,

그리고 기계 학습은 마치 뇌와 같습니다,

and together, they have a very powerful device.

그리고 그들은 아주 강력한 장치를 갖습니다.

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

그럼 무선신호를 쓰는 사람들에 대해 우리가 감지할 수 있는 것은 무엇일까요?

Sleep.

수면입니다.

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

수면은 사실 저에게 아주 소중한 것인데

because my sleep is a disaster.

저의 잠은 재난이기 때문입니다.

(Laughter)

(웃음)

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

여러분이 어떤 신체 신호를 연구하기 시작하면

and you discover that yours sucks.

여러분 신호가 엉망임을 알 수 있어요.

(Laughter)

(웃음)

So you can see why we can capture sleep,

그래서 여러분은 왜 우리가 잠을 포착할 수 있는지 볼 수 있습니다.

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

왜냐하면 사람이 걸을 때 장치는 침대로 걸어가는처럼 인식하기 때문인데

when he stops tossing around in bed,

침대 주변을 거니는 것을 그만 둘 때,

when he steps out of bed,

침대에서 나갈 때,

and that measure of sleep is what people call actigraphy.

그리고 잠을 재는 것을 사람들은 액티그래피라고 부릅니다.

It's based on motion.

이것은 움직임에 기반을 둡니다.

But it turned out that we can actually get sleep

하지만 우리가 더 깊은 잠을 잘 수

at a much more important level.

있다는 사실이 밝혀졌습니다.

We can understand the change in the brain waves

우리는 수면 동안 뇌의 변화를

that occur during sleep.

이해할 수 있습니다.

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

여러분은 아마도 우리가 잠에 들 때

our brainwaves change and we enter different stages:

뇌파가 변해 다른 상태로 간다는 것을 아실 겁니다:

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

깨어있음, 옅은 잠, 깊은 잠과 REM 또는 빠른 눈동자 움직임.

These stages are of course related to sleep disorders,

이 단계는 당연히 불면증과 관계가 있습니다.

but they are also related to various diseases.

하지만 그들은 다양한 질병과도 관계가 있습니다.

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

예를 들면, REM의 장애는 우울증과 관련이 있습니다.

Disturbances in deep sleep are associated with Alzheimer's.

깊은 잠의 방해는 알츠하이머에 걸린 사람들과 관련이 있습니다.

So if you want to get sleep staging,

만약 단계적으로 잠들고 싶다면

today, you will send the person to the hospital,

오늘, 여러분은 병원에 사람을 보낼 것이고

they put all of these electrodes on their head,

그들은 이 전극을 여러분의 머리에 붙이고

and they ask them to sleep like that.

그리고 자라고 할 것입니다.

(Laughter)

(웃음)

It's not really a happy experience.

이건 별로 좋은 경험이 아니죠.

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

만약 제가 그 어떤 전극 없이

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

제가 말한 똑같은 것을 할 수 있다면 어떠시겠습니까?

So here is our device,

그래서 여기 우리의 장치가 있습니다,

transmitting very low power wireless signal,

낮은 힘의 무선 신호로 바꿔서

analyzes the reflections using AI

AI가 반사선을 분석하고

and spits out the sleep stages throughout the night.

밤 동안 수면단계에서 이를 퇴출합니다.

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

그래서 우리는 예를 들면 사람이 꿈을 꿀 때를 알고 있습니다.

Not just that ...

그것 뿐 아니라,

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

우리는 여러분이 이렇게 앉아있는 와중에도 손대지 않고

and without touching you.

여러분의 호흡을 알 수 있습니다.

So he is sitting and reading

그래서 그는 앉아있고 읽고 있고

and this is his inhales, exhales.

이것이 들숨, 날숨입니다.

We asked him to hold his breath,

그에게 숨을 참으라고 요구합니다.

and you see the signal staying at a steady level

그리고 여러분은 신호가 지속되는 것을 볼 수 있습니다.

because he exhaled.

왜냐하면 그가 숨을 내쉬고 있기 때문입니다.

He did not inhale.

그는 숨을 들이쉬지 않습니다.

And I want to zoom in on the signal.

그리고 이 신호를 더 자세히 보겠습니다.

And this is the same signal as before.

그리고 이는 이전 신호와 같습니다.

These are the inhales,

이것이 들숨입니다,

these are the exhales.

이것이 날숨 입니다.

And you see these blips on the signal?

이 깜박이는 신호가 보이시나요.

These are not noise.

이것은 소음이 아닙니다.

They are his heartbeats.

이것이 그의 심장박동입니다.

And you can see them beat by beat.

그리고 여러분은 매 박동마다 보실 수 있습니다.

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

그리고 저는 여기서 잠깐 멈추고 실시간으로 보여드리겠습니다.

Zach is going to help me with the demo,

제크가 저를 도와줄 겁니다,

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

그리고 제크의 호흡을 알기 위해 이 장치를 사용하겠습니다.

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

여러분이 보시는 이 하얀 박스가 장치입니다.

and Zach is turning it on ...

그리고 제크가 이걸 켜죠.

and let's see whether he breathes well.

그의 심박을 잘 볼 수 있습니다.

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

그럼 비디오에서 다른 분이 한 것을 똑같이 해보겠습니다,

so the wireless signal is going through,

무선신호는 제크를 통과하고

it's touching Zach's body,

제크의 신체를 만집니다,

and it's reflecting back to the device,

그리고 이는 다시 장치로 반사됩니다.

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

그리고 그의 호흡, 들숨과 날숨을 지켜보겠습니다.

So we see the inhales, exhales --

지금 보이는 것이 들숨, 날숨 .

so see, these ups and downs are Zach breathing.

여기 보이는 올라가고 내려가는 것이 제크의 호흡입니다.

Inhaling, exhaling.

들숨, 날숨.

(Applause)

(박수)

So, he can breathe.

그는 숨쉴 수 있습니다.

(Laughter)

(웃음)

Zach, can you hold your breath, please?

제크씨 숨을 참아 주시겠어요?

OK, so now he's holding his breath,

좋아요, 그는 지금 숨을 참고 있어요.

so you see the signal stays at a steady level,

이제 여러분은 신호가 일정한 수준에 멈추는 것을 보실 수 있습니다.

and these are his heartbeats.

그리고 이것이 그의 심박입니다.

Beat, beat, beat, beat, beat.

두근, 두근, 두근, 두근,두근.

(Applause)

(박수)

OK, Zach, you can breathe again.

좋아요, 제크, 숨을 쉬어도 됩니다.

(Laughter)

(웃음)

We don't want accidents here.

아무도 사고가 나기를 바라지 않습니다.

(Laughter)

(웃음)

OK, thank you.

좋아요, 감사합니다.

(Applause)

(박수)

So as you can see, we have this device

여러분이 보다시피, 우리는

that can monitor so many physiological signals for you,

많은 신체적 신호를 볼 수 있는 장치를 가지고 있습니다,

and what is really interesting about this device

그리고 이 장치가 정말 흥미로운 것은

is that it does all this without any wearables,

이 모든 것이 그 어떤 옷이나

without asking the person to change his behavior

행동을 바꾸라고 요청하거나

or to wear anything or charge anything special.

어떤 것을 입거나 특별한 것을 사용하지 않고도 가능하다는 것입니다.

And that got doctors very excited,

그리고 이것은 의사들을 매우 신나게 했는데

because doctors,

왜냐하면 의사들은

they always want to know more information about their patients,

항상 환자에 대해 더 많은 정보를 알고 싶어 했기 때문입니다.

particularly at home,

특별히 집에서요.

and this is particularly true in chronic diseases,

그리고 만성 폐색성 폐질환 같은

like pulmonary diseases, like COPD,

만성 질환에 있어서 특히 사실입니다.

or heart failure or Alzheimer's and even depression.

혹은 심부전이나 알츠하이머병 그리고 우울증에 있어서도요.

All of these chronic diseases are very important.

이런 만성 질환은 매우 중요합니다.

In fact -- perhaps you know --

사실, 여러분도 아마 알겠지만

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

미국의 의료비 3분의 2는

is due to chronic diseases.

만성 질환 때문입니다.

But what is really interesting about chronic diseases

하지만 만성 질환에 정말 흥미로운 점은

is that when the person, for example,

사람이, 예를 들면

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

병원이나 응급실로 실려 올 문제가 있을 때,

this problem doesn't happen overnight.

이 문제가 하루밤 내내 계속되는 것이 아닙니다.

Actually, things happen gradually.

사실, 이는 점진적으로 일어납니다.

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

만약 여러분이 만성적 질환 환자를 집에서 볼 수 있다면

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

우리는 그들의 호흡이나 심작 박동, 이동의 변화를 감지하고

and we can detect emergencies before they occur

병이 발생하기 전에 긴급상황을 알아낼 수 있습니다

and have the doctor intervene earlier

그리고 의사가 더 빨리 치료할 수 있습니다.

so that we can avoid hospitalization.

그렇게 함으로써 입원을 피할 수 있습니다.

And indeed, today we are working with multiple doctors

그리고 확실히, 오늘날 우리는 다양한 병 분야의

in different disease categories.

의사들과 만납니다.

So I'm really excited

그래서 저는 매우 설렙니다.

because we have deployed the device with many patients.

왜냐하면 우리는 이 장치를 많은 환자들에게 그 장치를 배치 했기 때문입니다.

We have deployed the device with patients that have COPD,

저희는 이 장치를 환자들에게 배치하였는데

which is a pulmonary disease,

만성 폐색성 폐질환 환자,

patients that have Alzheimer's,

알츠하이머 병에 걸린 환자,

patients that have depression and anxiety

불안과 우울증을 겪는 환자들

and people that have Parkinson's.

그리고 파킨슨 병에 걸린 사람들에게 배치하였습니다.

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

그리고 그들의 삶을 향상시키기고 그 병을 더 잘 이해하기 위해

understanding the disease better.

다른 의사들과 함께 일합니다.

So when I started, I told you

그래서 제가 시작했을 때,

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

제가 스타워즈와 스타워즈의 힘에 반했다고 말했고,

and indeed, I'm still very much fascinated,

확실히 여전히 반해있습니다.

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

지금도 어른인데 스타워즈 다음 영화를 기다리면서요.

waiting for the next movie.

But I'm very fascinated now and excited

하지만 저는 이 새로운 무선 신호라는 힘과

about this new Force of wireless signals,

이 새로운 힘으로 바뀔 잠재적인 의료에

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

설레고 신납니다.

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

이 장치 배치한 사람 중 하나는 저의 고모입니다.

She has heart failure,

그녀는 심부전증이 있습니다,

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

그리고 저는 여기 오신 여러분의

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

부모, 조부모와 사랑하는 사람 중에는 만성 질환이 있을 거라 확신합니다.

So I want you to imagine with me a future

그러므로 저는 오늘 여러분이

where in every home that has a chronic disease patient,

만성 질환 환자가 있는 모든 집에

there is a device like this device sitting in the background

이 장치가 있고

and just monitoring passively

수동적으로 잠, 호흡, 만성 질환 환자의 건강을

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

지켜보며, 비상사태가 발생가히 전에

and before an emergency occurs,

신체적 신호의 저하를 탐지하여

it would detect the degradation in the physiological signal

의사에게 알리고

and alert the doctor

입원을 피할 수 있게 해준다면

so that we can avoid hospitalization.

어떨지 상상해보았으면 합니다.

This can change health care as we know it today,

이것은 우리가 오늘날 알고 있는 건강 관리를 바꿀 수 있습니다,

improve how we understand chronic diseases

우리가 만성 질환을 이해하는 방법을 개선하고

and also save many lives.

많은 생명을 살릴 수 있습니다.

Thank you.

감사합니다.

(Applause)

(박수)

Helen Walters: Dina, thank you so much.

헬렌 와터 : 디나, 감사합니다.

Thank you too, Zach.

감사합니다, 제크.

So glad you're breathing.

숨 쉬어주셔서 감사합니다.

So Dina, this is amazing.

디나, 이것은 놀랍습니다.

The positive applications are incredible.

긍정적인 사용이 믿을 수 없습니다.

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

하지만 이 문제를 둘러싼 윤리적인 틀은 무엇인가요?

What are you doing to prevent this technology from being used

당신은 이 기술이 덜 긍정적인 종류로 사용되는 것을

for other, perhaps less positive types of applications?

막기위해서 무엇을 하고 있나요?

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

디나 : 네, 굉장히 중요한 질문이죠, 물론

like, what about misuse,

남용 같은 것에 대해서요 ,

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

혹은 저는 여러분이 힘의 어두운 면에 대해서 말할 수도 있다고 생각했습니다.

HW: Right, right.

HW : 맞아요, 맞습니다.

(Laughter)

(웃음)

DK: So we actually have technologies

DK:그래서 우리는 사람들이

that prevent people from trying to use this device

이 장치를 누군가를 동의 없이 감시하는 것을

to monitor somebody without their consent.

막기 위한 기술을 가지고 있습니다.

Because the device understands space,

왜냐하면 이 장치는 공간을 인식할 수 있기 때문에

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

이 장치는 여러분에게 어떤 행동을 해서 여러분의 공간에 대한 감시를

that you have access to the space

허용하도록 요구하고

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

장치에게 지켜보도록 요구하는 사람이 되는 것입니다.

So technology-wise,

지혜로운 기술이죠.

we have technology that we integrate to prevent misuse,

우리는 남용을 방지할 수 있는 기술도 가지고 있지만

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

우리는 다른 모든 것처럼 정책의 역할도 필요하다고 생각합니다,

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

그리고 희망적으로 이 두 가지로 모든 남용을 제어할 수 있습니다.

HW: Amazing. Thank you so much.

HW : 놀랍네요. 대단히 감사합니다.

DK: Thank you.

DK : 감사합니다.

(Applause)

(박수)