動画
【TED TALK】
A new way to monitor vital signs (that can see through walls) | Dina Katabi
Dina Katabi:バイタルサインを（壁越しにでも）モニタリングする新しい方法
革新的でわくわくしたのと、
スターウォーズの公開と重なって旬な感じだったので和訳してみました。
なんか変だったらツッコミください。
いろんな人の理解やインスパイアの役に立てたらうれしいです。
1日遅れたけどメリークリスマス～
和訳
Dina Katabi: A new way to monitor vital signs (that can see through walls)
Dina Katabi:バイタルサインを（壁越しにでも）モニタリングする新しい方法
When I was a kid,
私が子供のころ、
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,
みなさんのなかにも多くいるでしょうが、スターウォーズに夢中になっていました。
そしてなにより魅力的だったのはフォースの概念です。
this energy that connects all people and all objects and allows you to feel people that you can't even see.
このエナジーは、すべての人々、物体に通じ、見えないものすら感じることができるのです。
And I remember many nights, I would be sitting at home, just, like, concentrating and focusing, trying to feel the Force,
そのころはしょっちゅう、夜中にじっと座りなんとかフォースを感じようと意識を集中させていたものです。
and I didn't feel anything, don't worry.
まあ何も感じなかったんですけれど（笑）
And later in life, I became a scientist.
それから時がたち、私は科学者になりました。
I joined the MIT faculty and started working on wireless signals.
MITの教員となり、ワイヤレス信号の研究を始めました。
These are things like Wi-Fi or cellular systems, and I did a lot of work in that domain.
Wi-Fiや携帯電話のシステムを主に研究していました。
But then, again, this Force thing kept nagging me, and at some point, I was just like,
しかしフォースのことが頭から離れず、そしてある時こんな考えが頭をよぎったのです。
"Wait a minute, these wireless signals -- they are like the Force."
「待って。ワイヤレス信号って...まるでフォースだわ」
So if you think about it, wireless signals, they travel through space, they go through obstacles and walls and occlusions,
ワイヤレス信号について考えてみると、彼らは空間を移動し、障害物や壁や閉塞された場所も通過し、
and some of them, they reflect off our bodies, because our bodies are full of water, and some of these minute reflections,
そしていくつかの信号は、私たちの体で反射します。私たちの体は水で満たされているので光が乱反射し、その何個かが、
they come back.
戻ってくるのです。
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.
つまり、もし、この僅かな反射をとらえることができるデバイスがあれば、たとえ壁越しでも人を見ることができるのではないでしょうか？
So I started working with my students on building such a device, and I want to show you some of our early results.
そこで私は私は生徒と一緒にそれが可能なデバイスの開発に取り組み始めました。私たちの初期の結果をいくつかお見せしたいと思います。
So here, you see my student standing, and here is our device.
ここに、生徒が立っていて、ここに私たちのデバイスがあります。
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.
そしてデバイスを別の部屋に置き、生徒と壁越しにします。そして彼の動きを観測していきます。
This red dot is tracking him using wireless signals.
この赤いドットがワイヤレス信号でとらえた彼の場所を示しています。
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.
ご覧のように、赤いドットは彼の動きを非常に正確に追跡し、彼の体の動きをそのままインタラクティブに示しています。
Pretty accurate, isn't it?
かなり正確だと思いませんか？
He has no wearables, nothing.
彼は装置はなにひとつ、つけていないのです。
Now you might be wondering, how is it possible that we can sense people and track them, without any wearables, through walls,
いまあなたはたぶんこう疑問に思ったかもしれません。装置もなしで壁越しに人を感知できたとして、何に使えるというんだ？
and the easiest analogy to think about is radar.
簡単な例としては、レーダーです。
I'm sure many of you have seen this picture.
ほとんどの方がこれを見たことがあると思います。
You transmit a wireless signal to the sky, it reflects off some airplane, comes back to you,
ワイヤレス信号を空中に向けて飛ばし、飛行機から反射して戻ってきて、
and you start detecting these airplanes.
それから飛行機の検出を始めます。
But if it were just radar, then we would have this 50 years ago.
しかしこれが単にレーダーと同じだとしたら、50年前にはすでに開発が終わっていたでしょう。
So it's not just radar.
そう、これはレーダーとは違うのです。
There are two key differences.
重要な違いが２つあります。
So the first difference, of course you can't, like radar, just blast wireless power at somebody.
ひとつめは、当然ですが、レーダーは人体に当たると爆発させるほどの力を持ちます。
You're going to fry them like if they were in a microwave.
あなたがもしそこを飛行機と同じく飛んでいたとしたら、まるで電子レンジに入れられたかのようになってしまうでしょう。
Don't do that.
絶対にやらないでくださいね。
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.
つまりこれが意味するのは、人はとても弱い電波にしか対応できず、さらにそのためのデバイスはとても繊細でなくてはいけないということです。
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.
ふたつめは、使用する環境です。空中には運が良ければ何もなく、とらえるべき飛行機も1機だけだったりします。
Like, look at the room and look how many objects and people there are.
この部屋の中を見回してみても、大量の物体とたくさんの人がいます。
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,
室内環境においては、信号は必ずしも特定したい人に反射して戻ってくるわけではなく、床だったり、天井だったり、あるいは周囲にいる別の人かもしれないのです。
and you get very complex reflections where the same signal reflects off me and then off you,
得られるのは非常に複雑な反射になります。同じ信号が私に反射し、次はあなたに反射し、
and then off the ceiling, then off the floor.
それから天井に反射した後、床で反射する。
And you have to make sense of that mess.
このめちゃくちゃな状態を解決しなくてはなりません。
But we were lucky.
しかし私たちはラッキーです。
We were coming at the right time.
技術の進歩により、解決するすべがでてきました。
So two things helped us.
2つ、私たちを助けれくれるすべがあります。
The first thing is radio technologies have evolved a lot, and over the last decade, radio technology became much more powerful,
ひとつめは、無線技術がめざましく進歩し、この10年でより強力なものになりました。
so we were able to build very sensitive radios that can sense weak and minute RF signals.
微弱なRF信号を検知できる非常に敏感な無線をつくることができるようになったのです。
The second thing: machine learning.
ふたつめは、機械学習です。
So you keep hearing about machine learning and there was a revolution of machine learning recently,
それについてはあちこちで耳にしていると思いますが、最近機械学習において革命がありました。
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.
ディープラーニングです。それによって、ワイヤレス信号を理解して解釈できる機械学習モデルを構築し、環境内で何が起こったかを知ることができるようになりました。
So if you think of it, the radio is like the ear of our device and the machine learning is like the brain,
つまり、無線はあなたのデバイスの耳のような役割をし、機械学習は脳の役割をします。
and together, they have a very powerful device.
それらを合わせれば、とても有力なデバイスになります。
So what else can we sense about people using wireless signals?
では、私たちの生活の中でほかにどのような状況にワイヤレス信号が使えるでしょうか。
Sleep.
それは、睡眠についてです。
Sleep, actually, is something very dear to my heart, because my sleep is a disaster.
睡眠は、実を言えば、私にとって非常に大事なもので、私の睡眠はとてもひどいものです。
So one thing is when you start working on some physiological signal and you discover that yours sucks.
生理的なシグナルに取り組み始めてはじめて、自分の睡眠がひどいことに気づくのです。
So you can see why we can capture sleep, because the person walks and the device sees him as he walks to bed,
ここにどうやって睡眠状態を観測するかの図があります。人が歩きまわり、デバイスがベッドに向かっていくのを感知します。
when he stops tossing around in bed, when he steps out of bed, and that measure of sleep is what people call actigraphy.
ベッドでゴロゴロしていたのが止まった時から、ベッドから離れるまで、その睡眠の尺度はアクティグラフィーと呼ばれています。
It's based on motion.
これは体の動作に基づくものです。
But it turned out that we can actually get sleep at a much more important level.
でも、実を言えばもっと効果的なレベルまで眠れることが分かったのです。
We can understand the change in the brain waves that occur during sleep.
私たちはこの寝ている間に生じる脳波の変化を解析することができます。
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.
ですから、多くの人は、睡眠に入ると脳波が変化し、目覚め、軽い睡眠、深い睡眠とレム睡眠、それから急速な眼球運動のさまざまな段階に入ることを知っているでしょう。
These stages are of course related to sleep disorders, but they are also related to various diseases.
これらの段階はもちろん睡眠障害に関連していますが、さまざまな病気にも関連しています。
So for example, disturbances in REM are associated with depression.
たとえば、REMの障害はうつ病に関連しています。
Disturbances in deep sleep are associated with Alzheimer's.
深い睡眠の障害は、アルツハイマー病に関連しています。
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,
現在では、睡眠の障害を解消したい場合、病院に入れられ、それからたくさんの電極を頭に巻かれ、
and they ask them to sleep like that.
その状態で寝るように言われます。
It's not really a happy experience.
あまりいい経験とは言えないでしょう。
So what if I tell you that I can do the same thing but without any of these electrodes on the person's body?
そこで、同じことをするとして、こんな電極がなくてもできるといえばどうでしょうか？
So here is our device, transmitting very low power wireless signal, analyzes the reflections using AI
そこで私たちのデバイスの出番です。超低電力の無線信号を送信し、AIを使用して反射を分析し、
and spits out the sleep stages throughout the night.
一晩中睡眠段階を映し続けます。
So we know, for example, when this person is dreaming.
そして私たちは、例えば、いつ被験者が夢を見始めたかも知ることができるのです。
Not just that ... we can even get your breathing while you are sitting like that, and without touching you.
こんな感じではなく...あなたが今のまま座った状態で、触ることもなく、呼吸の状態を知ることができます。
So he is sitting and reading and this is his inhales, exhales.
この彼は座ってプリントを読んでいて、これが彼の呼吸です。吸って、吐いています。
We asked him to hold his breath, and you see the signal staying at a steady level because he exhaled.
そして彼が息を止めると、彼が吐き出した状態で信号が一定のレベルにとどまります。
He did not inhale.
彼は息を吸っていないということです。
And I want to zoom in on the signal.
この信号をズームしてみます。
And this is the same signal as before.
先ほどのものと同じ信号です。
These are the inhales, these are the exhales.
これらが吸っているところ、これらが吐いているところです。
And you see these blips on the signal?
この信号のがたつきが見えるでしょうか？
These are not noise.
これはノイズではありません。
They are his heartbeats.
これは彼の鼓動によるものです。
And you can see them beat by beat.
このように鼓動をしていることも見ることができます。
So I want to stop here for a moment and show you a live demo.
では、ここでライブデモを皆さんに見せたいと思います。
Zach is going to help me with the demo, and we're going to use the device to monitor Zach's breathing.
Zachがデモを手伝ってくれます。このデバイスを使用してZachの呼吸を観測しましょう。
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.
この白いボックスは開発したデバイスです。Zachはそれをオンにしてくれました...では、彼の呼吸が正しく取れているか確認しましょう。
So we're going to do exactly what we did in the video with the other guy, so the wireless signal is going through,
私たちはビデオで他の人でやったのとまったく同じことをしようとしています、ワイヤレス信号は通過しています、
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.
信号はZachの体に触れて、装置に反射して戻っています。私たちは彼の呼吸、息を吸って吐く動きを監視していきます。
So we see the inhales, exhales so see, these ups and downs are Zach breathing.
どうでしょう、吸って、吐いています、この上下の動きがZachの呼吸です。
Inhaling, exhaling.
吸って、吐いています。
So, he can breathe.
そう、彼は呼吸ができます(笑)
Zach, can you hold your breath, please?
Zach、息を止めてもらえるかしら？
OK, so now he's holding his breath, so you see the signal stays at a steady level, and these are his heartbeats.
OK、いま彼は息を止めているので、信号が安定したレベルに留まっています、そしてこれらが彼の鼓動です。
Beat, beat, beat, beat, beat.
打って、打って、打って、打って...
OK, Zach, you can breathe again.
Zach、もう息をして大丈夫よ。
We don't want accidents here.
事故は起きないほうがいいわ(笑)
OK, thank you.
ありがとう。
So as you can see, we have this device that can monitor so many physiological signals for you,
さてここで見たように、私たちはたくさんの生理学的信号を監視できるこのデバイスを手に入れました。
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.
そして、このデバイスが本当に興味深いのは、ウェアラブル機器なしでこのすべてを実行できることです。動作を変えたり、何かを着用したり、特別なものを充電したりするように頼む必要はありません。
And that got doctors very excited, because doctors, they always want to know more information about their patients, particularly at home,
また、これを手にした医師は非常に喜ぶでしょう。なぜなら医師は、常に患者に関するより多くの情報を知りたいと思っています。特に自宅でのものです。
and this is particularly true in chronic diseases, like pulmonary diseases, like COPD, or heart failure or Alzheimer's and even depression.
そしてこれは特に、COPDなどの肺疾患、心不全、アルツハイマー病、さらにはうつ病などの慢性疾患に当てはまります。
All of these chronic diseases are very important.
これらの慢性疾患はすべて非常に重要です。
In fact -- perhaps you know two-thirds of the cost of health care in the US is due to chronic diseases.
実際に――米国の医療費の3分の2が慢性疾患によるものであることをご存知でしょうか。
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,
しかし、慢性疾患について本当に興味深いのは、たとえば、その人が病院や救急室に通じる問題を抱えているとき、
this problem doesn't happen overnight.
この問題は一晩では発生しません。
Actually, things happen gradually.
そうそれは、徐々に発生していくものなのです。
So if we can monitor chronic disease patients in their home, we can detect changes in their breathing, heartbeat, mobility, sleep
つまり、慢性疾患患者を自宅にいるまま観察できれば、呼吸、心拍、運動性、睡眠の変化を検出できます。
and we can detect emergencies before they occur and have the doctor intervene earlier so that we can avoid hospitalization.
緊急事態を発生前に検出し、医師の介入を早め、入院を避けることができます。
And indeed, today we are working with multiple doctors in different disease categories.
そして現に、私たちは様々な疾患を専門とする多様な医師たちと開発に取り組んでいます。
So I'm really excited because we have deployed the device with many patients.
そして多くの患者にこのデバイスを配布することができ、私はとても感激しています。
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
肺疾患であるCOPDの患者、アルツハイマー病の患者、うつ病や不安のある患者にデバイスを導入しました。
and people that have Parkinson's.
そしてパーキンソン病の患者にも。
And we are working with the doctors on improving their life, understanding the disease better.
そして、私たちは医師たちの協力のもと、病気をよりよく理解し、生活を改善しています。
So when I started, I told you that I'm really fascinated with Star Wars and the Force in Star Wars,
初めに、私はスターウォーズとフォースに本当に魅了されていると言いました。
and indeed, I'm still very much fascinated, even now, as a grown-up, with Star Wars, waiting for the next movie.
確かに、大人になった今でもスターウォーズに夢中で、次の映画を待っています。
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.
しかし、私は今、この新しいワイヤレス信号のフォース（力）と、この新しい力でヘルスケアを変える可能性にとても魅了されています。
One of the patients with whom we deployed is actually my aunt.
デバイスを自宅に設置した患者の1人は、実は私の叔母です。
She has heart failure, and I'm sure many of you guys in the audience have parents, grandparents, loved ones who have chronic diseases.
彼女には心不全があります。そしてこれを聴いてくださっている中の多くの人が慢性疾患を持つ親、祖父母、愛する人を持っていることでしょう。
So I want you to imagine with me a future where in every home that has a chronic disease patient,
私はこんな未来を想像します。慢性疾患の患者がいるすべての家庭で、
there is a device like this device sitting in the background and just monitoring passively sleep, breathing, the health of this chronic disease patient,
このようなデバイスが当然のようにあり、受動的に睡眠、呼吸といった慢性疾患患者の健康状態を観察し続け、
and before an emergency occurs, it would detect the degradation in the physiological signal
緊急事態が発生する前に、生理学的信号が劣化したことを検知するのです。
and alert the doctor so that we can avoid hospitalization.
そうすれば、医師に警告することができ、入院を回避できることでしょう。
This can change health care as we know it today, improve how we understand chronic diseases
これは、今日の医療を変え、慢性疾患の理解を改善し
and also save many lives.
そしてまたたくさんの命を救うでしょう。
Thank you.
ありがとうございました。
パチパチパチパチ。。。。
＜質問タイム＞
Helen Walters: Dina, thank you so much.
Helen Walters: Dinaどうもありがとう。
Thank you too, Zach.
Zachにもお礼を言うわ。
So glad you're breathing.
貴方が息ができてとても感動したわ。
So Dina, this is amazing.
Dina、この発表は素晴らしかった。
The positive applications are incredible.
実用的なアプローチは見事だと思うわ。
What is the framework, though, like the ethical framework around this?
ところで、これを取り巻く倫理的な問題についてどうとらえていますか？
What are you doing to prevent this technology from being used for other, perhaps less positive types of applications?
このテクノロジーが他の、おそらくあまり好ましくないアプリケーションに使用されるのを防ぐために何をしていますか？
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:
もちろん、それは非常に重要な問題です。つまり悪用ですね、使用する人がダークサイドに堕ちていたらってことですよね（笑）
HW: Right, right.
HW:そうそう。
DK: So we actually have technologies that prevent people from trying to use this device to monitor somebody without their consent.
DK:そのために実際には、このデバイスを使用して、同意なしに誰かを監視しようとするのを防ぐ技術があります。
Because the device understands space, it will ask you to prove, by doing certain movements,
デバイスは空間を理解していて、特定の動きをすることで証明するように求められます。
that you have access to the space and you are the person who you are asking the device to monitor.
その空間に立ち入ることができ、あなたがデバイスに監視するように頼んでいる人だということをその動きで認証するのです。
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,
テクノロジーに関しては、誤用を防ぐために付随されるテクノロジーがありますが、他のものと同様に、ポリシーにも役割があると思います。
and hopefully, with the two of them, we can control any misuse.
それらの2つで、私たちはあらゆる誤用を制御することができればと考えています。
HW: Amazing. Thank you so much.
HW: 素晴らしいわ。本当にどうもありがとう。
DK: Thank you.
DK: ありがとうございました。