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.
Când eram copil, am fost, ca mulți din această sală, foarte fascinată de Războiul Stelelor, iar ce m-a fascinat cel mai mult a fost noțiunea de Forță, acea energie ce conectează toți oamenii și toate obiectele și ne permite să simțim oameni pe care nici măcar nu îi putem vedea. Îmi amintesc cum stăteam multe nopți acasă, încordată, concentrându-mi atenția, încercând să simt Forța, și nu am simțit nimic, nu vă faceți griji.
(Laughter)
(Râsete)
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."
Mai târziu în viață, am devenit om de știință. Am urmat facultatea MIT și am început să lucrez cu semnalele wireless, precum sistemele celulare sau Wi-Fi, făcând multe în acest domeniu. Totuși, această idee a Forței a continuat să mă sâcâie, iar la un moment dat mi-am spus: „Stai puțin, aceste semnale wireless sunt precum Forța.”
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.
Dacă ne gândim, semnalele wireless călătoresc prin spațiu, trec prin obstacole, ziduri și blocaje. Unele dintre ele se reflectă din trupurile noastre, pentru că acestea sunt pline de apă, iar unele dintre aceste mici reflexii se întorc. Și dacă aș avea un dispozitiv care să perceapă aceste mici reflexii, atunci aș putea simți oameni pe care nu îi pot vedea. Am început să lucrez cu studenții mei la construcția unui astfel de dispozitiv; și vreau să vă arăt câteva dintre rezultatele noastre inițiale.
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.
Aici îl vedeți pe studentul meu în picioare, iar acesta e dispozitivul nostru. Vom pune dispozitivul în celălalt birou, dincolo de perete, și îl vom monitoriza în timp ce se mișcă. Acest punct roșu îl urmărește folosind semnale wireless. Și după cum vedeți, punctul roșu îi urmărește mișcările cu precizie, în funcție de interacțiunea corpului său cu semnalele wireless din jur. E destul de precis, nu? Nu poartă niciun dispozitiv.
(Applause)
(Aplauze)
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.
Probabil vă întrebați cum e posibil să percepem oamenii și să-i urmărim prin pereți fără să poarte vreun dispozitiv. Iar cea mai simplă analogie de luat în calcul e radarul. Sunt sigură că mulți ați văzut această imagine. Se transmite un semnal wireless către cer, se reflectă din avion, se întoarce și astfel poți detecta avioane.
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.
Dar dacă ar fi doar radar, atunci am fi avut asta acum 50 de ani. Așadar nu e doar radar. Există două diferențe cheie. Prima diferență, desigur, e că nu putem ținti undele wireless spre cineva, precum radarul. Îl veți prăji ca și cum ar fi într-un cuptor cu microunde. Nu faceți asta. Înseamnă deci că trebuie să lucrăm cu semnale foarte slabe, și asta înseamnă că dispozitivul trebuie să fie foarte sensibil. A doua diferență e că, spre deosebire de cer, care e liber, dacă aveți noroc, există un singur avion și-l puteți detecta. Uitați-vă în sală, uitați-vă câte obiecte și oameni există. În interior, semnalul nu se reflectă doar din acea persoană, se reflectă și din podea, din tavan, din ceilalți oameni din jur. Obținem reflexii foarte complexe când același semnal se reflectă din mine și apoi din voi, apoi din tavan, din podea. Și trebuie să înțelegem acest haos.
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.
Dar am avut noroc. Veniserăm la momentul potrivit. Așa că două lucruri ne-au ajutat. Primul lucru e că tehnologiile radio au evoluat foarte mult, iar în ultimul deceniu, tehnologia radio a devenit mult mai puternică, așa că am putut construi radiouri foarte sensibile care pot percepe semnale de radiofrecvență mici și slabe.
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.
Al doilea lucru: învățarea automată. Ați tot auzit despre învățarea automată și recent a avut loc o revoluție a învățării automate în învățarea profundă, și asta ne-a permis să construim modele de învățare automată care pot înțelege și interpreta semnalele wireless pentru a ști ce s-a întâmplat în mediu. Deci, dacă vă gândiți, radioul e urechea dispozitivului iar învățarea automată e creierul, și împreună formează un dispozitiv foarte puternic.
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.
Ce altceva putem percepe despre oameni folosind semnalele wireless? Somnul. Somnul e, de fapt, ceva foarte drag inimii mele, pentru că somnul meu e un dezastru.
(Laughter)
(Râsete)
So one thing is when you start working on some physiological signal and you discover that yours sucks.
E ceva să începi să lucrezi la un semnal fiziologic și să descoperi că al tău e îngrozitor.
(Laughter)
(Râsete)
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.
Puteți vedea deci de ce putem înregistra somnul, pentru că dispozitivul vede persoana când merge la culcare, când nu se mai mișcă în pat, când se dă jos din pat, această monitorizare a somnului poartă numele de <i>actigrafie</i>. Se bazează pe mișcare. Dar s-a dovedit că putem înțelege somnul la un nivel mult mai important. Putem înțelege schimbările undelor cerebrale ce apar în timpul somnului.
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.
Probabil mulți dintre voi știu că atunci când mergem la somn undele cerebrale se modifică și intrăm în diferite etape: veghe, somn superficial, somn profund și REM sau mișcare rapidă a ochilor. Aceste etape sunt, fără îndoială, asociate cu tulburările de somn, dar și cu diferite boli. De exemplu, tulburările în REM sunt asociate cu depresia. Tulburările în somnul profund sunt asociate cu boala Alzheimer. Dacă vrei să analizezi etapele somnului, în prezent trimiți acea persoană la spital, îi pun mulți electrozi pe cap 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 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.
Dar dacă vă spun că pot face același lucru fără niciun electrod pe corp? Iată dispozitivul nostru care transmite un semnal wireless de putere foarte mică, analizează reflexiile folosind IA și raportează etapele de somn de pe parcursul nopții. Știm, de exemplu, când această persoană visează. Nu doar atât... putem chiar să monitorizăm respirația cât timp stați așa, și asta fără să vă atingem. El stă și citește iar acestea sunt inspirațiile și expirațiile lui. L-am rugat să-și țină respirația, și vedeți că semnalul rămâne la un nivel constant deoarece a expirat. Nu a inspirat. Și vreau să măresc semnalul. Acesta e același semnal ca înainte. Acestea sunt inspirațiile, acestea sunt expirațiile. Și vedeți aceste impulsuri de semnal? Acestea nu sunt interferențe. Sunt bătăile inimii lui. Și le puteți vedea bătaie cu bătaie.
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.
Vreau să mă opresc aici pentru moment și să vă arăt o demonstrație pe viu. Zach mă va ajuta cu demonstrația, și vom folosi dispozitivul pentru a monitoriza respirația lui Zach. Această cutie albă pe care o vedeți aici e dispozitivul, iar Zach îl pornește... și să vedem dacă respiră bine. Vom face exact ce am făcut în videoclip cu celălalt tip. Semnalul wireless trece, atinge corpul lui Zach și e reflectat înapoi la dispozitiv. Și vrem să-i monitorizăm respirația, mișcarea de inspirație-expirație. Vedem inspirația, expirația... aceste urcușuri și coborâșuri sunt respirația lui Zach. 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, so you see the signal stays at a steady level, and these are his heartbeats. Beat, beat, beat, beat, beat.
Bine, acum își ține respirația. Vedeți că semnalul rămâne constant. Acestea sunt bătăile inimii lui. 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 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.
După cum puteți vedea, avem acest dispozitiv care vă poate monitoriza foarte multe semnale fiziologice. Și ce e cu adevărat interesant legat de acest dispozitiv, e că face toate astea fără nimic atașat, fără a cere persoanei să-și schimbe comportamentul sau să poarte ceva sau să încarce ceva special. Și asta i-a încântat pe medici, pentru că medicii vor întotdeauna să afle mai multe informații despre pacienți, în special acasă, și acest lucru e valabil în special în bolile cronice precum bolile pulmonare, BPOC, insuficiența cardiacă sau Alzheimer și chiar depresia. Toate aceste boli cronice sunt foarte importante. De fapt, poate știți, două treimi din costul îngrijirilor medicale din SUA sunt generate de bolile cronice. Dar ce e interesant despre bolile cronice e că atunci când cineva, de exemplu, are o problemă pentru care ajunge la spital și la camera de urgență, această problemă nu apare peste noapte. De fapt, lucrurile se întâmplă treptat. Dacă putem monitoriza acasă pacienții cu boli cronice, putem detecta modificări ale respirației, bătăilor inimii, mobilității, somnului... și putem detecta urgențele înainte ca ele să apară, ca medicul să intervină mai devreme pentru a putea evita spitalizarea.
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.
Și, într-adevăr, astăzi lucrăm cu mai mulți medici în diferite categorii de boli. Sunt foarte entuziasmată pentru că am implementat dispozitivul la mulți pacienți. Am implementat dispozitivul la pacienți care au BPOC, care e o boală pulmonară, pacienți cu Alzheimer, pacienți care au depresie și anxietate și oameni care au Parkinson. Și lucrăm cu medicii pentru îmbunătățirea vieții acestora, înțelegând mai bine boala.
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.
Când am început, v-am spus că sunt foarte fascinată de Războiul Stelelor și de Forța din film și, într-adevăr, sunt foarte fascinată de Războiul Stelelor și acum, ca adult, așteptând următorul film. Dar acum sunt foarte fascinată și emoționată de această nouă Forță a semnalelor wireless și de potențialul schimbării asistenței medicale cu această nouă forță.
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.
Unul dintre pacienții pe carea fost încercat e mătușa mea. Are insuficiență cardiacă, și sunt sigură că mulți dintre voi, cei din public, aveți părinți, bunici, persoane dragi care au boli cronice. Așa că vreau să vă imaginați împreună cu mine un viitor în care fiecare casă ce are un pacient cu o boală cronică va exista un dispozitiv ca acesta așezat undeva, ce monitorizează pasiv somnul, respirația, sănătatea acestui pacient cu boli cronice și, înainte să apară o urgență, să detecteze degradarea din semnalul fiziologic și să alerteze medicul pentru a putea evita spitalizarea. Asta poate schimba asistența medicală pe care o știm astăzi, poate îmbunătăți modul în care înțelegem bolile cronice și, de asemenea, poate salva multe vieți.
Thank you.
Vă mulțumesc!
(Applause)
(Aplauze)
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, mulțumesc mult! Mulțumesc și ție, Zach! Mă bucur mult că respiri. Dina, acest lucru e uimitor. Aplicațiile pozitive sunt incredibile. Totuși, care e cadrul etic privind acest dispozitiv? Ce faci pentru a preveni utilizarea acestei tehnologii pentru alte tipuri de aplicații, poate mai puțin pozitive?
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: Da, e o întrebare foarte importantă, desigur: ce facem cu utilizarea abuzivă sau, cred că am putea spune, „<i>partea întunecată a Forței</i>”?
HW: Right, right.
HW: Corect.
(Laughter)
(Râsete)
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: De fapt, avem tehnologii care împiedică oamenii să încerce să utilizeze acest dispozitiv pentru a monitoriza pe cineva fără acordul acestuia. Deoarece dispozitivul înțelege spațiul, vă va cere să dovediți, făcând anumite mișcări, că aveți acces în acel spațiu și sunteți cel care îi cereți dispozitivului să vă monitorizeze. Deci, din punct de vedere tehnologic, avem metode de a preveni utilizarea abuzivă, dar, de asemenea, cred că sunt necesare reglementări, ca în orice altceva, 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)