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

Traducător: Dănuț Vornicu Corector: Simona Ioniţă

When I was a kid,

Când eram copil,

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

am fost, ca mulți din această sală, foarte fascinată de Războiul Stelelor,

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

iar ce m-a fascinat cel mai mult a fost noțiunea de Forță,

this energy that connects all people and all objects

acea energie ce conectează toți oamenii și toate obiectele

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

și ne permite să simțim oameni pe care nici măcar nu îi putem vedea.

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

Îmi amintesc cum stăteam multe nopți acasă,

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

încordată, concentrându-mi atenția, încercând să simt Forța,

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

și nu am simțit nimic, nu vă faceți griji.

(Laughter)

(Râsete)

And later in life, I became a scientist.

Mai târziu în viață, am devenit om de știință.

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

Am urmat facultatea MIT și am început să lucrez cu semnalele wireless,

These are things like Wi-Fi or cellular systems,

precum sistemele celulare sau Wi-Fi,

and I did a lot of work in that domain.

făcând multe în acest domeniu.

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

Totuși, această idee a Forței a continuat să mă sâcâie,

and at some point, I was just like,

iar la un moment dat mi-am spus:

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

„Stai puțin, aceste semnale wireless sunt precum Forța.”

So if you think about it,

Dacă ne gândim,

wireless signals, they travel through space,

semnalele wireless călătoresc prin spațiu,

they go through obstacles and walls and occlusions,

trec prin obstacole, ziduri și blocaje.

and some of them,

Unele dintre ele se reflectă din trupurile noastre,

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

pentru că acestea sunt pline de apă,

and some of these minute reflections,

iar unele dintre aceste mici reflexii se întorc.

they come back.

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

Și dacă aș avea un dispozitiv care să perceapă aceste mici reflexii,

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

atunci aș putea simți oameni pe care nu îi pot vedea.

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

Am început să lucrez cu studenții mei la construcția unui astfel de dispozitiv;

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

și vreau să vă arăt câteva dintre rezultatele noastre inițiale.

So here, you see my student standing,

Aici îl vedeți pe studentul meu în picioare,

and here is our device.

iar acesta e dispozitivul nostru.

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

Vom pune dispozitivul în celălalt birou, dincolo de perete,

and we are going to monitor him as he moves.

și îl vom monitoriza în timp ce se mișcă.

This red dot is tracking him using wireless signals.

Acest punct roșu îl urmărește folosind semnale wireless.

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

Și după cum vedeți, punctul roșu îi urmărește mișcările cu precizie,

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

în funcție de interacțiunea corpului său cu semnalele wireless din jur.

Pretty accurate, isn't it?

E destul de precis, nu?

He has no wearables, nothing.

Nu poartă niciun dispozitiv.

(Applause)

(Aplauze)

Now you might be wondering,

Probabil vă întrebați

how is it possible that we can sense people

cum e posibil să percepem oamenii

and track them, without any wearables, through walls,

și să-i urmărim prin pereți fără să poarte vreun dispozitiv.

and the easiest analogy to think about is radar.

Iar cea mai simplă analogie de luat în calcul e radarul.

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

Sunt sigură că mulți ați văzut această imagine.

You transmit a wireless signal to the sky,

Se transmite un semnal wireless către cer,

it reflects off some airplane, comes back to you,

se reflectă din avion, se întoarce

and you start detecting these airplanes.

și astfel poți detecta avioane.

But if it were just radar,

Dar dacă ar fi doar radar,

then we would have this 50 years ago.

atunci am fi avut asta acum 50 de ani.

So it's not just radar.

Așadar nu e doar radar.

There are two key differences.

Există două diferențe cheie.

So the first difference, of course --

Prima diferență, desigur,

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

e că nu putem ținti undele wireless spre cineva, precum radarul.

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

Îl veți prăji ca și cum ar fi într-un cuptor cu microunde.

Don't do that.

Nu faceți asta.

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

Înseamnă deci că trebuie să lucrăm cu semnale foarte slabe,

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

și asta înseamnă că dispozitivul trebuie să fie foarte sensibil.

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

A doua diferență e că, spre deosebire de cer, care e liber,

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

dacă aveți noroc, există un singur avion și-l puteți detecta.

Like, look at the room

Uitați-vă în sală,

and look how many objects and people there are.

uitați-vă câte obiecte și oameni există.

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

În interior, semnalul nu se reflectă doar din acea persoană,

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

se reflectă și din podea, din tavan,

off other people around,

din ceilalți oameni din jur.

and you get very complex reflections

Obținem reflexii foarte complexe

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

când același semnal se reflectă din mine și apoi din voi,

and then off the ceiling, then off the floor.

apoi din tavan, din podea.

And you have to make sense of that mess.

Și trebuie să înțelegem acest haos.

But we were lucky.

Dar am avut noroc.

We were coming at the right time.

Veniserăm la momentul potrivit.

So two things helped us.

Așa că două lucruri ne-au ajutat.

The first thing is radiotechnologies have evolved a lot,

Primul lucru e că tehnologiile radio au evoluat foarte mult,

and over the last decade,

iar în ultimul deceniu,

radio technology became much more powerful,

tehnologia radio a devenit mult mai puternică,

so we were able to build very sensitive radios

așa că am putut construi radiouri foarte sensibile

that can sense weak and minute RF signals.

care pot percepe semnale de radiofrecvență mici și slabe.

The second thing: machine learning.

Al doilea lucru: învățarea automată.

So you keep hearing about machine learning

Ați tot auzit despre învățarea automată

and there was a revolution of machine learning recently,

și recent a avut loc o revoluție a învățării automate

in deep learning,

în învățarea profundă,

and that allowed us to build machine-learning models

și asta ne-a permis să construim modele de învățare automată

that can understand wireless signals and interpret them

care pot înțelege și interpreta semnalele wireless

so they would know what happened in the environment.

pentru a ști ce s-a întâmplat în mediu.

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

Deci, dacă vă gândiți, radioul e urechea dispozitivului

and the machine learning is like the brain,

iar învățarea automată e creierul,

and together, they have a very powerful device.

și împreună formează un dispozitiv foarte puternic.

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

Ce altceva putem percepe despre oameni folosind semnalele wireless?

Sleep.

Somnul.

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

Somnul e, de fapt, ceva foarte drag inimii mele,

because my sleep is a disaster.

pentru că somnul meu e un dezastru.

(Laughter)

(Râsete)

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

E ceva să începi să lucrezi la un semnal fiziologic

and you discover that yours sucks.

și să descoperi că al tău e îngrozitor.

(Laughter)

(Râsete)

So you can see why we can capture sleep,

Puteți vedea deci de ce putem înregistra somnul,

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

pentru că dispozitivul vede persoana când merge la culcare,

when he stops tossing around in bed,

când nu se mai mișcă în pat,

when he steps out of bed,

când se dă jos din pat,

and that measure of sleep is what people call actigraphy.

această monitorizare a somnului poartă numele de actigrafie.

It's based on motion.

Se bazează pe mișcare.

But it turned out that we can actually get sleep

Dar s-a dovedit că putem înțelege somnul

at a much more important level.

la un nivel mult mai important.

We can understand the change in the brain waves

Putem înțelege schimbările undelor cerebrale

that occur during sleep.

ce apar în timpul somnului.

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

Probabil mulți dintre voi știu că atunci când mergem la somn

our brainwaves change and we enter different stages:

undele cerebrale se modifică și intrăm în diferite etape:

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

veghe, somn superficial, somn profund și REM sau mișcare rapidă a ochilor.

These stages are of course related to sleep disorders,

Aceste etape sunt, fără îndoială, asociate cu tulburările de somn,

but they are also related to various diseases.

dar și cu diferite boli.

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

De exemplu, tulburările în REM sunt asociate cu depresia.

Disturbances in deep sleep are associated with Alzheimer's.

Tulburările în somnul profund sunt asociate cu boala Alzheimer.

So if you want to get sleep staging,

Dacă vrei să analizezi etapele somnului,

today, you will send the person to the hospital,

în prezent trimiți acea persoană la spital,

they put all of these electrodes on their head,

îi pun mulți electrozi pe cap

and they ask them to sleep like that.

și o rogi să doarmă așa.

(Laughter)

(Râsete)

It's not really a happy experience.

Nu e o experiență prea fericită.

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

Dar dacă vă spun că pot face același lucru

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

fără niciun electrod pe corp?

So here is our device,

Iată dispozitivul nostru

transmitting very low power wireless signal,

care transmite un semnal wireless de putere foarte mică,

analyzes the reflections using AI

analizează reflexiile folosind IA

and spits out the sleep stages throughout the night.

și raportează etapele de somn de pe parcursul nopții.

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

Știm, de exemplu, când această persoană visează.

Not just that ...

Nu doar atât...

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

putem chiar să monitorizăm respirația cât timp stați așa,

and without touching you.

și asta fără să vă atingem.

So he is sitting and reading

El stă și citește

and this is his inhales, exhales.

iar acestea sunt inspirațiile și expirațiile lui.

We asked him to hold his breath,

L-am rugat să-și țină respirația,

and you see the signal staying at a steady level

și vedeți că semnalul rămâne la un nivel constant

because he exhaled.

deoarece a expirat.

He did not inhale.

Nu a inspirat.

And I want to zoom in on the signal.

Și vreau să măresc semnalul.

And this is the same signal as before.

Acesta e același semnal ca înainte.

These are the inhales,

Acestea sunt inspirațiile,

these are the exhales.

acestea sunt expirațiile.

And you see these blips on the signal?

Și vedeți aceste impulsuri de semnal?

These are not noise.

Acestea nu sunt interferențe.

They are his heartbeats.

Sunt bătăile inimii lui.

And you can see them beat by beat.

Și le puteți vedea bătaie cu bătaie.

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

Vreau să mă opresc aici pentru moment și să vă arăt o demonstrație pe viu.

Zach is going to help me with the demo,

Zach mă va ajuta cu demonstrația,

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

și vom folosi dispozitivul pentru a monitoriza respirația lui Zach.

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

Această cutie albă pe care o vedeți aici e dispozitivul,

and Zach is turning it on ...

iar Zach îl pornește...

and let's see whether he breathes well.

și să vedem dacă respiră bine.

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

Vom face exact ce am făcut în videoclip cu celălalt tip.

so the wireless signal is going through,

Semnalul wireless trece,

it's touching Zach's body,

atinge corpul lui Zach

and it's reflecting back to the device,

și e reflectat înapoi la dispozitiv.

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

Și vrem să-i monitorizăm respirația, mișcarea de inspirație-expirație.

So we see the inhales, exhales --

Vedem inspirația, expirația...

so see, these ups and downs are Zach breathing.

aceste urcușuri și coborâșuri sunt respirația lui Zach.

Inhaling, exhaling.

Inspirație, expirație.

(Applause)

(Aplauze)

So, he can breathe.

Deci poate respira.

(Laughter)

(Râsete)

Zach, can you hold your breath, please?

Zach, poți să-ți ții respirația, te rog?

OK, so now he's holding his breath,

Bine, acum își ține respirația.

so you see the signal stays at a steady level,

Vedeți că semnalul rămâne constant.

and these are his heartbeats.

Acestea sunt bătăile inimii lui.

Beat, beat, beat, beat, beat.

Bum, bum.

(Applause)

(Aplauze)

OK, Zach, you can breathe again.

Bine, Zach, poți respira din nou.

(Laughter)

(Râsete)

We don't want accidents here.

Nu vrem accidente aici.

(Laughter)

(Râsete)

OK, thank you.

Bine, mulțumesc!

(Applause)

(Aplauze)

So as you can see, we have this device

După cum puteți vedea, avem acest dispozitiv

that can monitor so many physiological signals for you,

care vă poate monitoriza foarte multe semnale fiziologice.

and what is really interesting about this device

Și ce e cu adevărat interesant legat de acest dispozitiv,

is that it does all this without any wearables,

e că face toate astea fără nimic atașat,

without asking the person to change his behavior

fără a cere persoanei să-și schimbe comportamentul

or to wear anything or charge anything special.

sau să poarte ceva sau să încarce ceva special.

And that got doctors very excited,

Și asta i-a încântat pe medici,

because doctors,

pentru că medicii vor întotdeauna să afle mai multe informații despre pacienți,

they always want to know more information about their patients,

particularly at home,

în special acasă,

and this is particularly true in chronic diseases,

și acest lucru e valabil în special în bolile cronice

like pulmonary diseases, like COPD,

precum bolile pulmonare, BPOC,

or heart failure or Alzheimer's and even depression.

insuficiența cardiacă sau Alzheimer și chiar depresia.

All of these chronic diseases are very important.

Toate aceste boli cronice sunt foarte importante.

In fact -- perhaps you know --

De fapt, poate știți,

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

două treimi din costul îngrijirilor medicale din SUA

is due to chronic diseases.

sunt generate de bolile cronice.

But what is really interesting about chronic diseases

Dar ce e interesant despre bolile cronice

is that when the person, for example,

e că atunci când cineva, de exemplu,

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

are o problemă pentru care ajunge la spital și la camera de urgență,

this problem doesn't happen overnight.

această problemă nu apare peste noapte.

Actually, things happen gradually.

De fapt, lucrurile se întâmplă treptat.

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

Dacă putem monitoriza acasă pacienții cu boli cronice,

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

putem detecta modificări ale respirației, bătăilor inimii, mobilității, somnului...

and we can detect emergencies before they occur

și putem detecta urgențele înainte ca ele să apară,

and have the doctor intervene earlier

ca medicul să intervină mai devreme

so that we can avoid hospitalization.

pentru a putea evita spitalizarea.

And indeed, today we are working with multiple doctors

Și, într-adevăr, astăzi lucrăm cu mai mulți medici

in different disease categories.

în diferite categorii de boli.

So I'm really excited

Sunt foarte entuziasmată

because we have deployed the device with many patients.

pentru că am implementat dispozitivul la mulți pacienți.

We have deployed the device with patients that have COPD,

Am implementat dispozitivul la pacienți care au BPOC,

which is a pulmonary disease,

care e o boală pulmonară,

patients that have Alzheimer's,

pacienți cu Alzheimer,

patients that have depression and anxiety

pacienți care au depresie și anxietate

and people that have Parkinson's.

și oameni care au Parkinson.

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

Și lucrăm cu medicii pentru îmbunătățirea vieții acestora,

understanding the disease better.

înțelegând mai bine boala.

So when I started, I told you

Când am început, v-am spus

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

că sunt foarte fascinată de Războiul Stelelor și de Forța din film

and indeed, I'm still very much fascinated,

și, într-adevăr, sunt foarte fascinată de Războiul Stelelor și acum, ca adult,

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

waiting for the next movie.

așteptând următorul film.

But I'm very fascinated now and excited

Dar acum sunt foarte fascinată și emoționată

about this new Force of wireless signals,

de această nouă Forță a semnalelor wireless

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

și de potențialul schimbării asistenței medicale cu această nouă forță.

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

Unul dintre pacienții pe carea fost încercat e mătușa mea.

She has heart failure,

Are insuficiență cardiacă,

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

și sunt sigură că mulți dintre voi, cei din public,

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

aveți părinți, bunici, persoane dragi care au boli cronice.

So I want you to imagine with me a future

Așa că vreau să vă imaginați împreună cu mine un viitor

where in every home that has a chronic disease patient,

în care fiecare casă ce are un pacient cu o boală cronică

there is a device like this device sitting in the background

va exista un dispozitiv ca acesta așezat undeva,

and just monitoring passively

ce monitorizează pasiv

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

somnul, respirația, sănătatea acestui pacient cu boli cronice

and before an emergency occurs,

și, înainte să apară o urgență,

it would detect the degradation in the physiological signal

să detecteze degradarea din semnalul fiziologic

and alert the doctor

și să alerteze medicul

so that we can avoid hospitalization.

pentru a putea evita spitalizarea.

This can change health care as we know it today,

Asta poate schimba asistența medicală pe care o știm astăzi,

improve how we understand chronic diseases

poate îmbunătăți modul în care înțelegem bolile cronice

and also save many lives.

și, de asemenea, poate salva multe vieți.

Thank you.

Vă mulțumesc!

(Applause)

(Aplauze)

Helen Walters: Dina, thank you so much.

Helen Walters: Dina, mulțumesc mult!

Thank you too, Zach.

Mulțumesc și ție, Zach!

So glad you're breathing.

Mă bucur mult că respiri.

So Dina, this is amazing.

Dina, acest lucru e uimitor.

The positive applications are incredible.

Aplicațiile pozitive sunt incredibile.

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

Totuși, care e cadrul etic privind acest dispozitiv?

What are you doing to prevent this technology from being used

Ce faci pentru a preveni utilizarea acestei tehnologii

for other, perhaps less positive types of applications?

pentru alte tipuri de aplicații, poate mai puțin pozitive?

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

Dina Katabi: Da, e o întrebare foarte importantă, desigur:

ce facem cu utilizarea abuzivă

like, what about misuse,

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

sau, cred că am putea spune, „partea întunecată a Forței”?

HW: Right, right.

HW: Corect.

(Laughter)

(Râsete)

DK: So we actually have technologies

DK: De fapt, avem tehnologii

that prevent people from trying to use this device

care împiedică oamenii să încerce să utilizeze acest dispozitiv

to monitor somebody without their consent.

pentru a monitoriza pe cineva fără acordul acestuia.

Because the device understands space,

Deoarece dispozitivul înțelege spațiul,

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

vă va cere să dovediți, făcând anumite mișcări,

that you have access to the space

că aveți acces în acel spațiu

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

și sunteți cel care îi cereți dispozitivului să vă monitorizeze.

So technology-wise,

Deci, din punct de vedere tehnologic,

we have technology that we integrate to prevent misuse,

avem metode de a preveni utilizarea abuzivă,

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

dar, de asemenea, cred că sunt necesare reglementări, ca în orice altceva,

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

și sperăm, cu cele două, să putem controla orice utilizare abuzivă.

HW: Amazing. Thank you so much.

HW: Uimitor. Mulțumesc mult!

DK: Thank you.

DK: Mulțumesc!

(Applause)

(Aplauze)