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.
Gyerekkoromban, mint itt sokan, bele voltam gyönyörödve a Csillagok háborújába. Leginkább az Erő tulajdonsága tetszett, a minden embert és tárgyat összekötő energia, amellyel azokat is érzékeljük, akiket még csak nem is látunk. Emlékszem sok-sok otthon töltött estére, amikor összpontosítva igyekeztem megérezni az Erőt. Semmit sem éreztem, nyugodjanak meg.
(Laughter)
(Nevetés)
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."
Majd kutató lettem. Az MIT tanári karába kerültem, és rádiójelekkel kezdtem foglalkozni. Ilyen a Wi-Fi s a rádiótelefon-rendszerek. Sokat dolgoztam e területen. De az Erő-dolog csak nem hagyott nyugodni. Egyszer csak arra gondoltam: "Várjunk csak, azok a rádiójelek olyanok, mint az Erő!"
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.
Ha belegondolunk, a rádiójelek terjednek a térben, átjutnak akadályokon és falakon, és némelyikük visszaverődik testünkről, mert testünk vízzel van teli, és egyes apróbb visszaverődések visszatérnek. Ha lenne eszközöm, amely érzékelné ezeket az apró visszaverődéseket, akkor képes lennék a nem látható embereket érzékelni. Hozzáláttam diákjaimmal ilyen készülék megépítéséhez, és most bemutatom önöknek néhány kezdeti eredményünket.
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.
Itt áll az egyik diákom. Ez pedig a készülékünk. Átvisszük a készüléket a szomszéd szobába, a falon túlra, és megfigyeljük a diák mozgását. A piros pötty a rádiójelekkel nyomon követett diák. Látható, hogy nagyon pontosan követi, csupán amiatt, ahogy teste a környező jelekre hat. Igencsak pontos, nemde? A diák semmilyen eszközt sem visel.
(Applause)
(Taps)
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.
Szöget üthet a fejükbe, hogyan lehetséges valaki érzékelése és nyomon követése falon át, ha az illető semmilyen eszközt nem visel. Elsőként mint analógia a radar juthat eszükbe. Biztosan sokan látták már e képet. Rádiójelet sugárzunk az égbe, valamely repülőről visszaverődve visszaérkezik, és így érzékeljük a repülőgépeket.
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.
De radarral 50 éve is meg tudtuk volna ezt csinálni. Ez nem radar. Két lényegi különbség van. Az első különbség persze, hogy nem lehet, mint a radarral, valakire rádiósugárzást bocsátani. Pecsenyére sülne, mint a mikróban. Ne tegyük. Így igen gyenge jelekkel kell dolgoznunk, ezért készülékünknek nagyon érzékenynek kell lennie. A másik különbség, hogy az égtől eltérően, amely ha szerencsénk van, üres, és csak egyetlen gépet kell befogni, a szobában láthatólag rengeteg tárgy és ember található. Beltéri környezetben a jel nemcsak emberekről verődik vissza, hanem a padlóról, mennyezetről, környező személyekről is; ezért igen összetett visszaverődéseket kapunk, amelyekben a jel rólam, majd másról, aztán a mennyezetről, majd a padlóról verődik vissza. El kell igazodnunk ebben a zűrzavarban.
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.
De szerencsénk volt, jókor érkeztünk. Két dolog sietett a segítségünkre. Az első a rádiótechnika erős fejlődése, melynek hatására az utóbbi évtizedben a rádiótechnika sokkal nagyobb teljesítményre lett képes, így érzékenyebb, gyenge és apró rádiófrekvenciás jeleket érzékelő rádiót építhetünk.
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.
A másik a gépi tanulás. Állandóan hallunk a gépi tanulásról. Nemrég forradalmi változások történtek a gépi tanulásban, a mély tanulásban, ez pedig a gépi tanulási modellezést tette lehetővé, amely érti és értelmezni tudja a rádiójeleket. A modellek tudni fogják, ami a környezetükben történik. Ha belegondolunk, a rádió a készülék füle, a gépi tanulás pedig az agya; együtt igen hatékony készüléket alkotnak.
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.
Mi mást érzékelhetünk rádiójelekkel az emberekkel kapcsolatban? Az alvást. Az alvás a szívem csücske, mert borzalmasan alszom.
(Laughter)
(Nevetés)
So one thing is when you start working on some physiological signal and you discover that yours sucks.
Vicces, hogy mikor valamely élettani jelen kezdünk dolgozni, és véletlenül rájövünk: a miénk pocsék.
(Laughter)
(Nevetés)
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.
Ezért rögzítjük az alvást, mert a személy jár-kel, és a készülék látja, amint odamegy az ágyhoz, mikor az ágyban abbahagyja a hánykolódást, mikor fölkel. Az alvás mennyiségét aktigráfiával rögzítjük, amely mozgáson alapszik. De kiderült: sokkal fontosabb szinten is aludhatunk. Megérthetjük az alvás közben keletkező agyhullámok szerepét.
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.
Sokan nyilván tudják, hogy mikor aludni térünk, agyhullámaink megváltoznak, és más-más fázisokba jutunk: ébrenlét, felületes alvás, mély alvás és a REM, a gyors szemmozgású. E fázisok persze alvászavarokhoz vagy betegségekhez kapcsolódnak. Pl. a REM-szakasz zavarai depresszióra utalnak, a mély alvás zavarai Alzheimer-kórra. Ha rendbe akarjuk hozni valaki alvását, ma kórházba küldjük a pácienst, fejére rakják ezeket az elektródákat, és megkérik, hogy ezzel aludjon.
(Laughter)
(Nevetés)
It's not really a happy experience.
Nem valami kellemes élmény.
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.
És ha ugyanezt meg tudom tenni, a páciens testére rakott bármiféle elektródák nélkül? Itt a készülékünk, amely igen kis teljesítményű rádiójeleket sugároz, MI-vel elemzi a visszaverődéseket, és ontja magából az éjszakai alvásfázisok jellemzőit. Pl. tudjuk, hogy az illető mikor álmodik. Nem csak azt. Figyelhetjük a légzését, mikor így ül, anélkül hogy hozzáérnénk. A férfi ül és olvas, ez a belégzése és kilégzése. Megkértük, tartsa vissza a lélegzetét, és látják, hogy a jelszint állandó, mert kilélegezett. Nem volt belégzés. Kinagyítom a jelet. Ez a korábbi jel. Ezek a belégzések, ezek meg a kilégzések. Látják a jelekre rakódó rezdüléseket? Ezek nem zajok. Az illető szívdobbanásai. Minden szívdobbanás külön látható.
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.
Egy pillanatra itt megállok, és élő felvételt mutatok. Zach segít nekem a szemléltetésben, melyben az ő légzését fogjuk figyelni a készülékkel. Ez a fehér doboz a készülék, Zach bekapcsolja,... látszik, hogy szabályosan lélegzik. Pontosan azt tesszük, amit a videón lévő másik pasival: a rádiójel átmegy, eléri Zach testét, visszaverődik a készülékre. Levegővételét, be-kilégzését figyeljük. Látjuk a be-kilégzését: ez az ingadozás Zach légzése. Belélegez, kilélegez.
(Applause)
(Taps)
So, he can breathe.
Lélegzik!
(Laughter)
(Nevetés)
Zach, can you hold your breath, please?
Zach, kérlek, tartsd vissza a lélegzeted!
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.
Most visszatartja. Látják, hogy a jel konstans, ezek a szívdobbanásai. Ver, ver, ver, ver, ver.
(Applause)
(Taps)
OK, Zach, you can breathe again.
Zach, lélegezz megint!
(Laughter)
(Nevetés)
We don't want accidents here.
Nem akarunk zűrt.
(Laughter)
(Nevetés)
OK, thank you.
Köszönöm.
(Applause)
(Taps)
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.
E készülékkel számos élettani jelet figyelhetünk meg. Az igazán érdekes az, hogy a személy semmit nem hord hozzá, nem kell változtatnia a viselkedésén, semmi extrát nem kell fölvennie vagy bármit is feltöltenie. A dolog fölkeltette az orvosok figyelmét, mert a dokik mindig többet szeretnének tudni a pácienseikről, főként otthoni viselkedésükről. Ez főleg az idült betegségekre igaz, pl. tüdőbetegségekre, idült obstruktív légúti betegségre, a COPD-ra, szívelégtelenségre, Alzheimer-kórra, de még a depresszióra is. Minden idült betegség nagyon fontos. Talán tudják, hogy az USA egészségügyi kiadásainak 2/3-a idült betegségek miatt merül föl. Az idült kórokkal kapcsolatban érdekes, hogy a már kórházi ápolásra és sürgősségi ellátásra szoruló beteg baja nem hirtelen keletkezett. Valójában fokozatosan. Ha otthonukban figyelhetjük meg idült betegeinket, kimutathatjuk légzésük, szívverésük, mozgásuk, alvásuk módosulását és kimutathatjuk a szükséghelyzetet – még bekövetkezte előtt; az orvos korábban avatkozhat be, így elkerülhető a kórházba utalás.
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.
Jelenleg több orvossal, különböző betegségcsoportokkal dolgozunk. Nagyon örülök, mert sok páciensnél telepítettük a készüléket. COPD-betegeknél. Ez tüdőbetegség. Továbbá Alzheimer-kórosaknál, depressziósoknál és szorongóknál és Parkinson-kórosaknál. Jobban megismerve a betegségüket életük könnyebbé tételén dolgozunk az orvosokkal.
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.
Az elején elmondtam, hogy bele voltam gyönyörödve a Csillagok háborújába és az Erőbe. Ez még mindig így van. Még most is, felnőttként, várom a Csillagok háborúja következő részét. De igencsak lenyűgöz és izgat a rádiójelekből áradó Erő, és hogy ezzel az új erővel meg lehet változtatni a gyógyítást.
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.
Nagynénémnél is telepítettük a készüléket. Szívbeteg. Meggyőződésem, hogy a hallgatóságban sokak szülőjének, nagyszülőjének, hozzátartozójának van idült betegsége. Képzeljék el velem együtt a jövőt, mikor minden házban, ahol idült beteg van, ott a készülék, meghúzódik a háttérben, és csak csöndesen figyeli az idült beteg alvását, légzését, egészségét, és még a szükséghelyzet beállta előtt fölismeri az élettani jel leromlását, és riasztja az orvost. Így elkerülhető a kórházi beutalás. Ez módosíthatja a jelenlegi gyógyítást, javíthatja az idült betegségek ismeretét, és sok-sok életet megmenthet.
Thank you.
Köszönöm.
(Applause)
(Taps)
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, köszönjük szépen. Neked is, Zach. Örülök, hogy lélegzel. Dina, ez elképesztő! A pozitív alkalmazások hihetetlenek. Melyek az alkalmazás etikai keretei? Mit teszel, hogy meggátold a technika – mondjuk – kevésbé helyes alkalmazását?
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: Ez nagyon fontos kérdés, hogy mi a helyzet a visszaélésekkel vagy az Erő sötét oldalával?
HW: Right, right.
HW: Igen, erről van szó.
(Laughter)
(Nevetés)
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: Megvan a technikánk, hogy meggátoljuk a készülék fölhasználását mások beleegyezésük nélküli nyomon követésére. Mivel a készülék érzékeli a teret, egyes mozgások megtételéhez bizonyítékot fog követelni, hogy kezelője hozzáférhet-e a térhez, és kinek a nyomon követését igénylik a készüléktől. Kifinomult technikájú. Beépítettük a visszaélés meggátlására, de megvannak a fölhasználás szabályai is, mint minden másnak, és remélhetőleg e kettővel bármi visszaélést megfékezhetünk.
HW: Amazing. Thank you so much.
HW: Ragyogó. nagyon köszönjük.
DK: Thank you.
DK: Köszönöm.
(Applause)
(Taps)