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.
Cuando era niña, estaba, como muchos de Uds. en esta sala, fascinada por Star Wars, y lo que más me fascinaba era esa noción de la Fuerza, esa energía que conecta a todas las personas y todos los objetos y te permite sentir personas que ni siquiera puedes ver. Y recuerdo muchas noches, estando sentada en casa, como me concentraba y enfocaba, tratando de sentir la Fuerza, y no sentía nada, no se preocupen.
(Laughter)
(Risas)
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."
Y más tarde en la vida, me convertí en científica. Me uní a la facultad de MIT y comencé a trabajar en señales inalámbricas. Estas son cosas como Wi-Fi o sistemas celulares, e hice mucho trabajo en ese dominio. Pero, una vez más, esta cosa de la Fuerza no dejaba de fastidiarme, y en algún momento, pensé: "Un momento, estas señales inalámbricas son como la Fuerza".
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.
Así, si lo piensan, las señales inalámbricas viajan por el espacio, pasan por obstáculos, paredes y oclusiones, y algunos de ellas, se reflejan en nuestros cuerpos, porque nuestros cuerpos están llenos de agua, y algunas de estas diminutas reflexiones, nos vuelven a nosotros. Y si tuviera un dispositivo que pudiera sentir estas diminutas reflexiones, entonces podría sentir a las personas que no puedo ver. Así comencé a trabajar con mis alumnos en la construcción de dicho dispositivo, y quiero mostrarles algunos de nuestros primeros resultados.
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.
Aquí ven a mi estudiante de pie, y aquí está nuestro dispositivo. Y vamos a poner el dispositivo en la otra oficina, detrás de la pared, y vamos a controlarlo mientras se mueve. Este punto rojo lo rastrea usando señales inalámbricas. Y como ven, el punto rojo está siguiendo sus movimientos con mucha precisión, basado solo en cómo su cuerpo interactúa con las señales inalámbricas circundantes. Bastante preciso, ¿verdad? Él no tiene ponibles, nada.
(Applause)
(Aplausos)
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.
Ahora se estarán preguntando, cómo es posible que podamos sentir a las personas y rastrearlas sin ningún tipo de ponible, a través de las paredes, y la analogía más fácil en la que pensar es el radar. Estoy segura de que muchos han visto esta imagen. Uno transmites una señal inalámbrica al cielo, se refleja en un avión, vuelve a uno, y comienzas a detectar esos aviones.
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.
Pero si fuera solo un tema de radar, entonces tendríamos esto hace 50 años. Así que no es solo radar. Hay dos diferencias clave. La primera diferencia, por supuesto... no es posible como el radar, disparar energía inalámbrica a alguien. Los freirías como si estuvieran en un microondas. No hagan eso. Esto significa que hay ser capaz de manejar señales muy débiles, y eso significa que su dispositivo tiene que ser muy sensible. La segunda diferencia es que, a diferencia del cielo, donde está vacío, si hay suerte, hay un avión que se puede atrapar allí. Como, al mirar la sala. Miren cuántos objetos y personas hay. Entonces, en ambientes interiores, la señal no solo se refleja en la persona, se refleja en la persona, en el piso, el techo, sobre otras personas de alrededor, y se obtienen reflejos muy complejos donde la misma señal se refleja en mí y luego en ti, y luego el techo, luego el piso. Y hay que darle sentido a ese desastre.
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.
Pero tuvimos suerte. Llegamos en el momento correcto. Dos cosas nos ayudaron. Lo primero es que la radiotecnología ha evolucionado mucho, y durante la última década la tecnología de radio es mucho más poderosa, así que pudimos construir radios muy sensibles que pueden detectar señales de RF débiles y diminutas.
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.
Lo segundo: el aprendizaje automático. Uno sigue oyendo hablar sobre el aprendizaje automático y hubo una revolución del aprendizaje automático recientemente, en el aprendizaje profundo, y eso nos permitió construir modelos de aprendizaje automático que pueden entender las señales inalámbricas e interpretarlas para que sepan lo que sucedió en el entorno. Entonces, si lo piensan, la radio es como la oreja de nuestro dispositivo y el aprendizaje automático es como el cerebro, y juntos se convierten en un dispositivo muy poderoso.
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.
¿Qué más podemos percibir sobre las personas que usan señales inalámbricas? Su dormir. Dormir, en realidad, es algo muy querido para mi corazón, porque mi sueño es un desastre.
(Laughter)
(Risas)
So one thing is when you start working on some physiological signal and you discover that yours sucks.
Cuando comienzas a trabajar en alguna señal fisiológica es un tema, porque descubres que la tuya es mala.
(Laughter)
(Risa)
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.
Puedes ver por qué podemos capturar el sueño, porque la persona camina y el dispositivo lo ve mientras camina hacia la cama, cuando deja de darse vueltas en la cama, cuando sale de la cama, y esa medida del sueño es lo que la gente llama actigrafía. Se basa en el movimiento. Pero resulta que realmente podemos dormir en un nivel mucho más importante. Podemos entender el cambio en las ondas cerebrales que ocurre durante el sueño.
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.
Muchos probablemente saben que cuando dormimos, nuestras ondas cerebrales cambian y entramos en diferentes etapas: despierto, sueño ligero, sueño profundo y REM, o movimiento ocular rápido. Estas etapas están, por supuesto, relacionadas con los trastornos del sueño, pero también están relacionados con diversas enfermedades. Por ejemplo, las alteraciones en REM están asociadas con la depresión. Las alteraciones en el sueño profundo se asocian con la enfermedad de Alzheimer. Si se quiere obtener la puesta en escena del sueño, hoy se envía a la persona al hospital, le ponen todos esos electrodos en su cabeza, y se le pide que duerma así.
(Laughter)
(Risas)
It's not really a happy experience.
No es realmente una experiencia feliz.
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.
¿Y qué tal si les digo que puedo hacer lo mismo, pero sin ninguno esos electrodos en el cuerpo de la persona? Así que aquí está nuestro dispositivo, transmitiendo señal inalámbrica de muy baja potencia, analiza las reflexiones usando IA y registra las etapas de sueño durante toda la noche. Entonces sabemos, por ejemplo, cuando esta persona está soñando. No solo eso... incluso podemos obtener su respiración mientras está sentada así, y sin tocarla. Está sentado y leyendo y esta es su inhalación y exhalación. Le pedimos que contenga la respiración, y la señal se mantiene estable porque él exhaló. Él no inhaló. Y quiero acercarme a la señal. Y esta es la misma señal de antes. Estos son las inhalaciones, estas son las exhalaciones. ¿Y ven estos puntos en la señal? Estos no son ruido. Son los latidos de su corazón. Y pueden verlos latido a latido.
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.
Quiero parar aquí un momento y hacerles una demostración en directo. Zach me ayudará con la demostración, y usaremos el dispositivo para monitorizar la respiración de Zach. Esta caja blanca que ven aquí es el dispositivo, y Zach lo está encendiendo... y veo que él respira bien. Así que haremos exactamente lo que hicimos en el video con el otro tipo. Así la señal inalámbrica está pasando, está tocando el cuerpo de Zach, y se refleja en el dispositivo, y queremos controlar su respiración, su movimiento al inhalar y al exhalar. Entonces vemos las inhalaciones, exhalaciones. Vean estos altibajos, son la respiración de Zach. Inhalando, exhalando.
(Applause)
(Aplausos)
So, he can breathe.
Entonces, él puede respirar.
(Laughter)
(Risas)
Zach, can you hold your breath, please?
Zach, ¿puedes contener la respiración, por favor?
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.
Ahora está conteniendo la respiración, para que vean que la señal se mantiene en un nivel estable, y estos son sus latidos del corazón. Bum - bum, bum - bum.
(Applause)
(Aplausos)
OK, Zach, you can breathe again.
De acuerdo, Zach, puedes respirar de nuevo.
(Laughter)
(Risas)
We don't want accidents here.
No queremos accidentes aquí.
(Laughter)
(Risas)
OK, thank you.
Gracias.
(Applause)
(Aplausos)
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.
Como pueden ver, tenemos este dispositivo que puede monitorizar muchas señales fisiológicas en nosotros, y lo que es realmente interesante sobre este dispositivo es que hace todo esto sin ningún tipo de tecnología ponible, sin pedirle a la persona que cambie su comportamiento o usar cualquier cosa o cargar algo especial. Y eso emocionó a los médicos, porque los médicos, siempre quieren tener más información sobre sus pacientes, particularmente en casa, y esto es particularmente cierto en enfermedades crónicas, como enfermedades pulmonares, como el EPOC, o insuficiencia cardíaca o Alzheimer e incluso depresión. Estas enfermedades crónicas son muy importantes. De hecho, tal vez lo sepan, dos tercios del costo de la atención médica en EE. UU. es debido a enfermedades crónicas. Pero lo que es realmente interesante acerca de las enfermedades crónicas es que cuando la persona, por ejemplo, tiene un problema que la lleva al hospital y a la sala de emergencias, este problema no ocurre de la noche a la mañana. En realidad, las cosas suceden gradualmente. Entonces, si podemos monitorizar pacientes con enfermedades crónicas en su hogar, podemos detectar cambios en respiración, latido cardíaco, movilidad, sueño, y así detectamos emergencias antes de que ocurran haciendo que el médico intervenga antes para evitar la hospitalización.
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.
Y, de hecho, hoy trabajamos con múltiples médicos en diferentes categorías de enfermedades. Así que estoy muy emocionada porque hemos usado el dispositivo con muchos pacientes. Hemos aplicado el dispositivo a pacientes con EPOC, que es una enfermedad pulmonar, pacientes con Alzheimer, pacientes con depresión y ansiedad y personas con Parkinson. Y estamos trabajando con los médicos para mejorar sus vidas, entendiendo mejor la enfermedad.
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.
Al comenzar hoy les dije estar realmente fascinada con Star Wars y la Fuerza en Star Wars, y de hecho, todavía sigo fascinada, incluso ahora, de adulta, sigo esperando la próxima película de Star Wars. Pero ahora estoy fascinada y emocionada sobre esta nueva Fuerza de señales inalámbricas, y el potencial de cambiar el cuidado de la salud con esta nueva fuerza.
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.
Uno de los pacientes a quien se lo aplicamos es en realidad mi tía. Ella tiene insuficiencia cardíaca, y estoy segura de que muchos de Uds. en la audiencia tienen padres, abuelos, seres queridos con enfermedades crónicas. Entonces quiero que imaginen conmigo un futuro donde en cada hogar con un paciente con enfermedad crónica, tenga un dispositivo como este dispositivo en el fondo y solo monitorizando pasivamente el sueño, la respiración, la salud de este paciente con enfermedad crónica, y antes de que ocurra una emergencia, detectar la degradación en la señal fisiológica y alertar al médico para que podamos evitar la hospitalización. Esto puede cambiar la atención médica tal como la conocemos hoy, mejorar la forma en que entendemos las enfermedades crónicas y también salvar muchas vidas.
Thank you.
Gracias.
(Applause)
(Aplausos)
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?
Helen Walters: Dina, muchas gracias. Gracias también, Zach. Muy contenta de que respires. Dina, esto es increíble. Las aplicaciones positivas son increíbles. Sin embargo, ¿cuál es el marco ético en torno a esto? ¿Qué estás haciendo para evitar que se use esta tecnología para otras aplicaciones quizás menos positivas?
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?
Dina Katabi: Sí, esta es una pregunta muy importante, por supuesto, sobre lo del mal uso, o que también se podría decir, sobre el Lado Oscuro de la Fuerza.
HW: Right, right.
HW: Correcto, correcto.
(Laughter)
(Risas)
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.
DK: Realmente tenemos tecnologías que evitan que las personas intenten usar este dispositivo para controlar a alguien sin su consentimiento. Porque el dispositivo entiende el espacio, te pedirá que pruebes, al hacer ciertos movimientos, que tienes acceso al espacio y tú eres es la persona a la que le piden que controle el dispositivo. Por lo que respecta a la tecnología, tenemos tecnología que integramos para evitar el mal uso, pero también, creo que hay un rol para la normativa, como todo lo demás, y con suerte, con ambos, podemos controlar cualquier uso indebido.
HW: Amazing. Thank you so much.
HW: Increíble. Muchas gracias.
DK: Thank you.
DK: Gracias.
(Applause)
(Aplausos)