عندما كنت طفلة، كنت كالعديد ممن في هذه الغرفة، مفتونة جداً بحرب النجوم، وأكثر ما كنت مفتونة به هو مفهوم القوة، هذه الطاقة التي تربط الناس والأشياء ببعضها وتسمح لنا أن نشعر بالناس حتى وإن كنا لا نراهم. وأتذكر العديد من الليالي، حيث كنت أجلس في البيت، وأركز فحسب للشعور بتلك القوة، ولكني لم أشعر بشيء لا تقلقوا.
When I was a kid, I was, like many of you in this room, very much fascinated by Star Wars, and what fascinated me the most is this notion of the Force, this energy that connects all people and all objects and allows you to feel people that you can't even see. And I remember many nights, I would be sitting at home, just, like, concentrating and focusing, trying to feel the Force, and I didn't feel anything, don't worry.
(ضحك)
(Laughter)
ومن ثم، أصبحت عالمة. التحقت بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وبدأت العمل على الإشارات اللاسلكية. هذه الأشياء مثل الواي فاي وشبكة الاتصالات الخلوية، وقمت بالكثير من العمل في هذا النطاق. لكن بعدها، ومجدداً، عاد موضوع القوة ليزعجني، وفي مرحلة ما، كنت أقول لنفسي: "انتظري للحظة، هذه الإشارات اللاسلكية... إنها مثل القوة."
And later in life, I became a scientist. I joined the MIT faculty and started working on wireless signals. These are things like Wi-Fi or cellular systems, and I did a lot of work in that domain. But then, again, this Force thing kept nagging me, and at some point, I was just like, "Wait a minute, these wireless signals -- they are like the Force."
لذا إذا فكرت في الأمر، فالإشارات اللاسلكية تسافر عبر الفضاء، إنها تخترق العوائق والجدران والسدود، وبعضها، تنعكس عن أجسامنا لأن أجسامنا مليئة بالماء، وبعض هذه الانعكاسات الصغيرة جداً. تعود من جديد. وإن كان لدي جهاز يمكنه استشعار هذه الانعكاسات الصغيرة جدًّا، لكنت قادرةً على الشعور بالناس الذين لا أراهم. لذا بدأت أنا وطلابي بصنع جهاز مماثل، وأريد أن أعرض لكم بعضًا من نتائجنا المبكرة.
So if you think about it, wireless signals, they travel through space, they go through obstacles and walls and occlusions, and some of them, they reflect off our bodies, because our bodies are full of water, and some of these minute reflections, they come back. And if, just if, I had a device that can just sense these minute reflections, then I would be able to feel people that I cannot see. So I started working with my students on building such a device, and I want to show you some of our early results.
لذا هنا ترون طالبي واقفًا، وهنا ها هو الجهاز. وسوف نضع الجهاز في المكتب الآخر خلف الجدار، وسوف نقوم بمراقبته بينما يتحرك. هذه النقط الحمراء تتبعه باستخدام إشارات لاسلكية. وكما ترون فالنقط الحمراء تتبع حركته بدقة عالية، وهي تعتمد بشكل أساسي على تفاعلات جسمه مع الإشارات اللاسلكية. دقيقة للغاية، أليس كذلك؟ إنه لا يرتدي أي شيء، لا شيء.
So here, you see my student standing, and here is our device. And we are going to put the device in the other office, behind the wall, and we are going to monitor him as he moves. This red dot is tracking him using wireless signals. And as you can see, the red dot is tracking his movements very accurately, purely based on how his body interacts with the surrounding wireless signals. Pretty accurate, isn't it? He has no wearables, nothing.
(تصفيق)
(Applause)
الآن ربما أنتم تتعجبون، كيف من الممكن أن نستشعر البشر ونتعقبهم من خلال الجدران بدون ارتداء أي أجهزة، وأبسط مماثلة لهذا هي تشبيهه بالرادار. أنا متأكدةٌ أن العديد منكم قد رأى هذه الصورة. أنتم ترسلون إشارات لاسلكية للسماء، إنها تنعكس عن بعض الطائرات وتعود إليكم، فتبدأون بالكشف عن هذه الطائرات.
Now you might be wondering, how is it possible that we can sense people and track them, without any wearables, through walls, and the easiest analogy to think about is radar. I'm sure many of you have seen this picture. You transmit a wireless signal to the sky, it reflects off some airplane, comes back to you, and you start detecting these airplanes.
لكن إن كان هذا راداراً فحسب، فقد امتلكناه منذ 50 عاماً مضت. لذا لن يكون هذا مجرد رادار. هناك اختلافان رئيسيان. لذا فالفرق الأول بالطبع... لا يمكنك مثل الرادار أن تطلق الطاقة اللاسلكية باتجاه أحدهم فحسب. فسوف تقليهم وكأنهم في الميكرويف. لا تفعل ذلك. أعني أنه يجب عليك أن تكون قادرًا على التعامل مع الإشارات الضعيفة جدًّا، وهذا يعني أن جهازك يجب أن يكون حساسًا جدًّا. الفرق الثاني هو التالي، ليس كمثل السماء حيث هي فارغة... إذا كنت محظوظًا، فستكون هناك طائرة واحدة يمكنك مراقبتها. انظروا مثلًا لهذه الغرفة وانظروا إلى عدد الأشخاص والأشياء فيها. لذا ففي البيئة الداخلية، لا ترتد الإشارات عن الشخص فحسب، بل ترتد عن الشخص، وعن الأرضية، وعن السقف، وعن الأشخاص المحيطين، وستحصل على انعكاسات مختلطة حيث تنعكس الإشارة نفسها عني وعنكم، ومن ثم عن السقف، ومن ثم عن الأرضية. ويجب أن تجد معنى لكل هذه الفوضى.
But if it were just radar, then we would have this 50 years ago. So it's not just radar. There are two key differences. So the first difference, of course -- you can't, like radar, just blast wireless power at somebody. You're going to fry them like if they were in a microwave. Don't do that. So it means that you have to be able to deal with very weak signals, and that means that your device has to be very sensitive. The second difference is that, unlike the sky, where it's empty -- if you are lucky, there is one airplane that you can catch there. Like, look at the room and look how many objects and people there are. So in indoor environments, the signal not only reflects off the person, if reflects off the person, off the floor, the ceiling, off other people around, and you get very complex reflections where the same signal reflects off me and then off you, and then off the ceiling, then off the floor. And you have to make sense of that mess.
لكننا كنا محظوظين. حيث أتينا في الوقت المناسب. لقد ساعدنا شيئان. أول شيء هو أن التكنولوجيا الراديوية قد تطورت كثيراً، وخلال العقد الماضي، أصبحت التكنولوجيا الراديوية أكثر قوة، لذا فقد كنا قادرين على بناء راديوهات حساسة جداً يمكنها أن تستشعر الترددات الراديوية ذات الإشارات الضعيفة جداً.
But we were lucky. We were coming at the right time. So two things helped us. The first thing is radiotechnologies have evolved a lot, and over the last decade, radio technology became much more powerful, so we were able to build very sensitive radios that can sense weak and minute RF signals.
الشيء الثاني: تعلم الآلات. فنحن نسمع باستمرار عن تعلم الآلات وهناك تطور في تعلم الآلات حديثاً، في التعلم العميق، وهذا يسمح لنا أن نبني نماذج لتعلم الآلات يمكنها فهم الإشارات اللاسلكية وتفسيرها وبالتالي يمكنها أن تفهم كل ما يحدث في البيئة. لذا فإذا فكرتم في الأمر، فالراديو هو مثل الأذن لجهازنا وتعلم الآلات مثل الدماغ، ومعًا يكوّنان جهازًا قويًّا جدًّا.
The second thing: machine learning. So you keep hearing about machine learning and there was a revolution of machine learning recently, in deep learning, and that allowed us to build machine-learning models that can understand wireless signals and interpret them so they would know what happened in the environment. So if you think of it, the radio is like the ear of our device and the machine learning is like the brain, and together, they have a very powerful device.
إذًا ماذا يمكننا أيضاً أن نستشعر عن الناس باستخدام الإشارات اللاسلكية؟ النوم. النوم، هو في الحقيقة شيء عزيز جداً على قلبي، لأن نومي هو عبارة عن كارثة.
So what else can we sense about people using wireless signals? Sleep. Sleep, actually, is something very dear to my heart, because my sleep is a disaster.
(ضحك)
(Laughter)
لذا فعندما تبدأ بالعمل على الإشارات الحيوية وتكتشف أن نومك كارثي.
So one thing is when you start working on some physiological signal and you discover that yours sucks.
(ضحك)
(Laughter)
لذا فيمكنكم أن تروا لماذا يمكننا أن نلتقط النوم. لأن الشخص يسير ويراه الجهاز بينما يمشي نحو السرير، عندما يتوقف عن التقلب في السرير، وعندما يخطو خارج السرير، وقياس النوم هذا هو ما نسمية تصوير المؤشرات الحيوية. إنه يعتمد على الحركة. ولكن تبين لنا أنه يمكنك أن تنام في مستويات مهمة أكثر. يمكننا أن نفهم التغير في الأمواج الدماغية الذي يحدث خلال النوم.
So you can see why we can capture sleep, because the person walks and the device sees him as he walks to bed, when he stops tossing around in bed, when he steps out of bed, and that measure of sleep is what people call actigraphy. It's based on motion. But it turned out that we can actually get sleep at a much more important level. We can understand the change in the brain waves that occur during sleep.
يعلم العديد منا أنه وعند ذهابنا للنوم، فالأمواج الدماغية تتغير بدخولنا مراحل مختلفة: الاستيقاظ والنوم الخفيف والنوم العميق وحركة العين السريعة. هذه المراحل بالطبع تتعلق بعدم تنظيم النوم، وهي أيضاً تتعلق بأمراض مختلفة. لذا وعلى سبيل المثال، فالانزعاج في حركة العين السريعة مرتبط بالكآبة. والانزعاج في النوم العميق مرتبط بمرض الزهايمر. لذا إن أردت أن تحصل على مراحل النوم، اليوم، يمكن إرسال الشخص للمستشفى، ووضع كل هذه الأقطاب الكهربائية على رأسه، ثم يُطلب منه أن ينام هكذا.
So, many of you probably know that as we go to sleep, our brainwaves change and we enter different stages: awake, light sleep, deep sleep and REM, or rapid eye movement. These stages are of course related to sleep disorders, but they are also related to various diseases. So for example, disturbances in REM are associated with depression. Disturbances in deep sleep are associated with Alzheimer's. So if you want to get sleep staging, today, you will send the person to the hospital, they put all of these electrodes on their head, and they ask them to sleep like that.
(ضحك)
(Laughter)
إنها في الحقيقة ليست تجربة سعيدة.
It's not really a happy experience.
لذا ماذا إن أخبرتكم أني أستطيع أن أفعل نفس الشيء لكن من دون كل هذه الأقطاب الكهربائية على جسم الشخص؟ لذا فها هو جهازنا، يبث إشارات لاسلكية ذات طاقة منخفضة جداً، ثم يحلل الانعكاسات باستخدام الذكاء الاصطناعي ويحلل مراحل النوم خلال الليل. لذا فنحن نعلم، على سبيل المثال متى يحلم الشخص. ليس ذلك فحسب... بل يمكننا أيضًا استشعار تنفسك بينما تجلس هكذا، ودون لمسك. لذا فهو يجلس ويقرأ وهذا هو شهيقه وزفيره. نسأله أن يحبس نفسه، وكما ترون فالإشارات تبقى في مستويات منتظمة لأنه قام بالزفير فقط. ولم يستنشق. وأريد تكبير الصورة للتركيز على الإشارة. وهي نفس الإشارة كما قبل. هذا هو الشهيق، وهذا هو الزفير. هل ترون هذه الومضات في الإشارة؟ إنها ليست ضجيجًا. إنها نبضات قلبه. ويمكن أن تروها نبضةً بنبضة.
So what if I tell you that I can do the same thing but without any of these electrodes on the person's body? So here is our device, transmitting very low power wireless signal, analyzes the reflections using AI and spits out the sleep stages throughout the night. So we know, for example, when this person is dreaming. Not just that ... we can even get your breathing while you are sitting like that, and without touching you. So he is sitting and reading and this is his inhales, exhales. We asked him to hold his breath, and you see the signal staying at a steady level because he exhaled. He did not inhale. And I want to zoom in on the signal. And this is the same signal as before. These are the inhales, these are the exhales. And you see these blips on the signal? These are not noise. They are his heartbeats. And you can see them beat by beat.
لذا أريد أن أتوقف هنا للحظة وأعرض لكم عرضًا مباشرًا. سيساعدني زاك في هذا العرض، وسوف نستخدم الجهاز لمراقبة تنفس زاك. هذا الصندوق الأبيض الذي ترونه هنا هو الجهاز، وسيساعدني زاك في تشغيله... وأرى أنه يتنفس جيداً. لذا سنقوم بفعل ما فعلناه بالضبط مع الشاب الآخر في الفيديو. لذا فالإشارات اللاسلكية تعبر من خلاله. وتلمس جسد زاك، ثم ترتد نحو الجهاز، ونريد أن نراقب تنفسه، شهيقه وزفيره. لذا يمكننا أن نرى الشهيق، والزفير... لذا فكما ترون هذه الارتفاعات والانخفاضات هي تنفس زاك. شهيق وزفير.
So I want to stop here for a moment and show you a live demo. Zach is going to help me with the demo, and we're going to use the device to monitor Zach's breathing. So this white box that you see here is the device, and Zach is turning it on ... and let's see whether he breathes well. So we're going to do exactly what we did in the video with the other guy, so the wireless signal is going through, it's touching Zach's body, and it's reflecting back to the device, and we want to monitor his breathing, his inhale-exhale motion. So we see the inhales, exhales -- so see, these ups and downs are Zach breathing. Inhaling, exhaling.
(تصفيق)
(Applause)
لذا فهو يستطيع التنفس.
So, he can breathe.
(ضحك)
(Laughter)
زاك، من فضلك هل تستطيع أن تحبس نفسك؟
Zach, can you hold your breath, please?
حسنًا، الآن هو يحبس نفسه، لذا فترون أن الإشارة بقيت في المستوى المنتظم، وهذه هي نبضات قلبه. نبضة، نبضة، نبضة، نبضة، نبضة.
OK, so now he's holding his breath, so you see the signal stays at a steady level, and these are his heartbeats. Beat, beat, beat, beat, beat.
(تصفيق)
(Applause)
حسناً، زاك، يمكنك التنفس مجدداً.
OK, Zach, you can breathe again.
(ضحك)
(Laughter)
لا نريد أي حوادث هنا.
We don't want accidents here.
(ضحك)
(Laughter)
حسناً، شكراً لك.
OK, thank you.
(تصفيق)
(Applause)
لذا كما يمكنكم أن تروا، لدينا هذا الجهاز الذي يمكنه أن يراقب العديد من إشاراتك الحيوية، والممتع فعلياً حول هذا الجهاز هو أنه يقوم بكل هذا دون الحاجة لارتداء أي شيء، ودون أن أطلب من الشخص أن يُغير من سلوكه أو يرتدي أي شيء أو يستخدم أي شيء خاص. وهذا جعل الأطباء متحمسين جداً، لأن الأطباء، دائماً يرغبون بمعرفة المزيد من المعلومات حول مرضاهم، وتحديدًا في المنزل، وهذا صحيح بالتحديد في الأمراض المزمنة، مثل الأمراض الرئوية، مثل داء الانسداد الرئوي المزمن، أو الأمراض القلبية أو الزهايمر وحتى الاكتئاب. كل هذه الأمراض المزمنة مهمةٌ جداً. في الحقيقة، ربما تعلمون أن ثلثي نفقة العناية الصحية في الولايات المتحدة الأمريكية تنفق على الأمراض المزمنة. ولكن الأمر المهم حقاً عن الأمراض المزمنة هو أن الشخص على سبيل المثال، عندما تكون لديه مشكلة تؤدي إلى ذهابه إلى غرفة الطوارئ، لا تحدث هذه المشكلة بين عشية وضحاها. إنها تحدث في الحقيقة تدريجيًّا. لذا إن كنا قادرين على مراقبة مرضى الأمراض المزمنة في منازلهم، فيمكننا أن نستشعر التغير في تنفسهم، ونبضات قلوبهم وحركتهم ونومهم... ويمكننا أن نستشعر الحالة الطارئة قبل حدوثها حتى ويمكن للأطباء التدخل مبكراً وهكذا يمكننا تجنب الإقامة في المستشفى للعلاج.
So as you can see, we have this device that can monitor so many physiological signals for you, and what is really interesting about this device is that it does all this without any wearables, without asking the person to change his behavior or to wear anything or charge anything special. And that got doctors very excited, because doctors, they always want to know more information about their patients, particularly at home, and this is particularly true in chronic diseases, like pulmonary diseases, like COPD, or heart failure or Alzheimer's and even depression. All of these chronic diseases are very important. In fact -- perhaps you know -- two-thirds of the cost of health care in the US is due to chronic diseases. But what is really interesting about chronic diseases is that when the person, for example, has a problem that leads to the hospital and the emergency room, this problem doesn't happen overnight. Actually, things happen gradually. So if we can monitor chronic disease patients in their home, we can detect changes in their breathing, heartbeat, mobility, sleep -- and we can detect emergencies before they occur and have the doctor intervene earlier so that we can avoid hospitalization.
وبالفعل، اليوم نعمل مع العديد من الأطباء في مختلف مجالات المرض. لذا أنا متحمسةٌ جداً لأننا قمنا باستخدام الجهاز على العديد من المرضى. وقمنا باستخدام هذا الجهاز مع مرضى لديهم مرض الانسداد الرئوي المزمن، وهو مرض رئوي، مرضى يعانون من الزهايمر، مرضى يعانون من الاكتئاب والقلق والناس الذين يعانون من مرض باركنسون. ونحن نعمل مع الأطباء لتحسين حياتهم، وفهم المرض بشكل أفضل.
And indeed, today we are working with multiple doctors in different disease categories. So I'm really excited because we have deployed the device with many patients. We have deployed the device with patients that have COPD, which is a pulmonary disease, patients that have Alzheimer's, patients that have depression and anxiety and people that have Parkinson's. And we are working with the doctors on improving their life, understanding the disease better.
لذا فعندما بدأت أخبرتكم أنني مبهورة بحرب النجوم والقوة في حرب النجوم، وما زلت بالفعل مبهورة بها، حتى الآن وبعدما كبرت، أنتظر الفلم القادم. ولكني الآن مبهورة ومتحمسة لهذه القوة الجديدة للإشارات اللاسلكية، واحتمالية تغيير الرعاية الصحية باستخدام هذه القوة الجديدة.
So when I started, I told you that I'm really fascinated with Star Wars and the Force in Star Wars, and indeed, I'm still very much fascinated, even now, as a grown-up, with Star Wars, waiting for the next movie. But I'm very fascinated now and excited about this new Force of wireless signals, and the potential of changing health care with this new force.
أحد المرضى الذين استخدم عليهم الجهاز كانت عمتي. لديها فشل في عضلة القلب، وأنا واثقةٌ بأن العديد منكم في الجمهور لديهم آباء، أجداد، أحباء لديهم أمراض مزمنة. لذا أريد منكم أن تتخيلوا معي مستقبلًا حيث في كل منزل هناك مريض لديه مرض مزمن، هناك جهاز مثل هذا الجهاز مضبوط في الباحة الخلفية يقوم بسرية بمراقبة نوم وتنفس وصحة هذا المريض، وقبل أن تحدث أية حالة طارئة، بإمكانه استشعار التناقص في الإشارات الحيوية وتنبيه الأطباء وهكذا يمكننا تجنب دخول المريض للمستشفى. هذا يمكن أن يغير العناية الصحية التي نعرفها اليوم، ويحسن فهمنا للأمراض المزمنة ويحافظ على العديد من الأرواح.
One of the patients with whom we deployed is actually my aunt. She has heart failure, and I'm sure many of you guys in the audience have parents, grandparents, loved ones who have chronic diseases. So I want you to imagine with me a future where in every home that has a chronic disease patient, there is a device like this device sitting in the background and just monitoring passively sleep, breathing, the health of this chronic disease patient, and before an emergency occurs, it would detect the degradation in the physiological signal and alert the doctor so that we can avoid hospitalization. This can change health care as we know it today, improve how we understand chronic diseases and also save many lives.
شكراً لكم.
Thank you.
(تصفيق)
(Applause)
هيلين والترز: دينا، شكراً لك كثيراً. شكراً لك أيضاً، زاك. مسرورةٌ جداً بتنفسك. لذا دينا، هذا مدهش. التطبيقات الإيجابية مذهلة. ما هو الإطار، مثلًا الإطار الأخلاقي لهذا؟ ماذا تفعلون لمنع استخدام هذه التكنولوجيا ربما لتطبيقات أقل إيجابية؟
Helen Walters: Dina, thank you so much. Thank you too, Zach. So glad you're breathing. So Dina, this is amazing. The positive applications are incredible. What is the framework, though, like the ethical framework around this? What are you doing to prevent this technology from being used for other, perhaps less positive types of applications?
دينا كتابي: نعم، هذا سؤال مهم جداً بالطبع، مثلًا، ماذا عن الاستخدام الخاطئ، أو ماذا، يمكنني القول، عن الجانب المظلم من القوة؟
Dina Katabi: Yeah, this is a very important question, of course, like, what about misuse, or what about, I guess you could say, about the Dark Side of the Force?
هيلين والترز: صحيح، صحيح.
HW: Right, right.
(ضحك)
(Laughter)
دينا كتابي : حسنًا، لدينا تكنولوجيا تمنع الناس من محاولة استخدام هذا الجهاز لمراقبة شخص ما بدون موافقته. لأن الجهاز يفهم الفضاء، سيسألك أن تثبت، باستخدام حركات معينة، بأنك قد وصلت لمجال الجهاز وأنك الشخص الذي يطلب من الجهاز مراقبته لذا فهي تكنولوجيا حكيمة، لدينا التكنولوجيا التي أدخلناها لمنع الاستخدام الخاطئ، لكن أيضاً، أعتقد أن هناك دور لهذه السياسة، مثل أي شيء آخر، ونأمل، باستخدامهما معاً، أن نستطيع التحكم في أي استخدام خاطئ.
DK: So we actually have technologies that prevent people from trying to use this device to monitor somebody without their consent. Because the device understands space, it will ask you to prove, by doing certain movements, that you have access to the space and you are the person who you are asking the device to monitor. So technology-wise, we have technology that we integrate to prevent misuse, but also, I think there is a role for policy, like everything else, and hopefully, with the two of them, we can control any misuse.
هيلين والترز : مدهش، شكراً جزيلًا لك.
HW: Amazing. Thank you so much.
دينا كتابي : شكراً.
DK: Thank you.
(تصفيق)
(Applause)