روشی نوین برای نظارت بر علائم حیاتی افراد (که می‌تواند از میان دیوار هم بگذرد)

وقتی که بچه بودم، مثل خیلی از شما، مجذوب فیلم‌هایجنگ ستارگان بودم و از همه بیشتر مجذوبمفهوم «نیرو» شده بودم انرژی که تمام افراد و اشیا رابه هم وصل می‌کند و به شما اجازه می‌دهد که حتی افرادی راکه نمی‌بینید هم حس کنید. و شب‌های بسیاری را به یاد می‌آورم کهدر خانه نشسته بودم، با تمرکز سعی می‌کردم این «نیرو» را حس کنم، ولی نمی‌توانستم چیز خاصی را حس کنم، نگران نباشید. (خنده) و بعدها یک محقق شدم. با عضویت در هیات علمی دانشگاه MIT، کار روی امواج بی‌سیم را آغاز کردم. کار من شامل مواردی مانند Wi-Fiیا شبکه‌های تلفن همراه می‌شد، و تحقیق زیادی در این زمینه انجام دادم. ولی همچنان ایده‌ی «نیرو»فکرم را مشغول کرده‌بود؛ حتی به جایی رسیده بودمکه با خود می‌گفتم: «صبر کن! شاید این سیگنال‌های بی‌سیم،شبیه همان «نیرو» باشند.» بنابراین اگر دقیق نگاه کنید، سیگنال‌های بی‌سیم در فضا سفر‌می‌کنند، از موانع و دیوار‌ها می‌گذرند، حتی بعضی از آن‌ها از بدن ما بازتاب می‌شوند، چون بدن ما پر از آب است، و برخی از این انعکاس‌های کوچک برمی‌گردند. و اگر، تنها اگر من دستگاهی داشتمکه بتواند این انعکاس‌های ریز را حس کند، می‌توانستم افرادیکه نمی‌توانم ببینم را رصد کنم. بنابراین با دانشجویانم شروعبه ساخت چنین دستگاهی کردیم و می‌خواهم برخی از نتایج اولیه رابه شما نشان دهم. اینجا دانشجویم رادر حالت ایستاده می‌بینید و اینجا هم دستگاهمان قرار دارد. می‌خواهیم دستگاه را در اتاق دیگر، پشت دیوار قرار دهیم، و او را درحال حرکت تشخیص دهیم. این نقطه قرمز به وسیله امواج رادیوییاو را دنبال می‌کند. و همانطور که می‌بینید، نقطه قرمز حرکات او را با دقت دنبال می‌کند، صرفاً برمبنای تعاملیکه بدنش با امواج رادیویی مجاورش دارد. کاملاً با دقت است، اینطور نیست؟ بدون هیچ دستگاه پوشیدنی، هیچ چیز. (تشویق) ممکن است تعجب کنید که چطور ممکن استکه ما بتوانیم حضور اشخاص را بفهمیم و آن‌ها را بدون دستگاه پوشیدنی،از میان دیوارها تعقیب کنیم و آسان‌ترین راه، مقایسه با رادار است. مطمئنم بسیاری از شمااین تصویر را دیده‌اید. شما یک موج رادیویی به آسمان می‌فرستید، از هواپیما منعکس می‌شود، به شما برمی‌گردد، و شما این هواپیماها را پیدا می‌کنید. اما اگر این فقط یک رادار بود که ۵۰ سال پیش آن را اختراع کرده‌ایم. این تنها یک رادار نیست. دو تفاوت کلیدی وجود دارد. اولین تفاوت این است که شما نمی‌توانید همانند رادار، موج رادیویی بر کسی بتابانید چراکه افراد را همانند مایکروویوسرخ خواهید کرد. این کار را نکنید. یعنی شما باید بتوانیدبا امواج بسیار ضعیف هم کار کنید، بدین معنی که دستگاه شماباید بسیار حساس باشد. تفاوت دوم این استکه برخلاف آسمان، که خالی است -- اگر خوش شانس باشید، هواپیمایی باشدکه بتوانید آن را پیدا کنید. به اتاق نگاه کنید و ببینید چند شیء و انسان آنجا وجود دارد. پس در محیط‌های داخلی، موج نه تنها از افراد که از افراد، از کف اتاق، سقف، دیگر افراد منعکس می‌شود. و شما مجموعه انعکاس‌های پیچیده‌ای بازتاب‌های بازتاب من از شما، از سقف و از کف زمین دریافت می‌کنید.
و شما باید بتوانید بازتاب اصلی رادر این آشفتگی تشخیص دهید. اما ما خوش اقبال بودیم. ما درست به موقع آمده‌ایم. در این راه دو چیز به ما کمک کرد. اولین چیز این هست کهفناوری‌های رادیویی تکامل زیادی یافته‌‎اند، و در طول دهۀ گذشته، فناوری رادیویی بیش از پیش قدرتمند شده است. بنابراین توانستیمرادیو‌های بسیار حساسی بسازیم که بتواند امواج رادیو فرکانسی ضعیفو جزئی را دریافت کنند. دومین چیز: یادگیری ماشین. بسیار درباره یادگیری ماشین می‌شنوید و اخیراً انقلابی از یادگیری ماشین در یادگیری عمیق داشته‎ایم. و این به ما امکانی را می‌دهدتا مدل‌های یادگیری ماشینی که می‌توانند امواج رادیویی را دریافت کنندو آن‌ها را تفسیر کنند و درنتیجه بفهمنددر محیط چه اتفاقی افتاده‌است را بسازیم. بنابراین حقیقت این استکه رادیو مانند گوش دستگاه ماست و یادگیری ماشین مانند مغز و این دو باهم دستگاه بسیار قدرتمندیرا تشکیل می‌دهند. خب، چه چیز دیگری می‌توانیم درباره افرادبه وسیله امواج رادیویی بفهمیم؟ خواب. درواقع، خواب خیلی برای من عزیز است، چون خواب من مصیبت است. (خنده) نکته اینجاست که وقتی شروع به کارروی علائم فیزیکی می‌کنید ناگهان متوجه می‌شویدکه مال خودتان افتضاح است. (خنده) شما خواهید دید ما چگونه خواب بودنفردی را تشخیص می‌دهیم، چون دستگاه فرد را درحال راه رفتنبه سمت تخت‌خواب رهگیری می‌کند، وقتی او از حرکت در اطرافرخت‌خواب می‌ایستد، و سپس وقتی از محل رخت‌خواب دور می‌شود، این اندازه گیری خواب راتست فعالیت شبانه روز می‌گویند. که براساس حرکت است. اما مشخص می‌شود که می‌توانیم خواب را با دقت بسیار بیشتری تشخیص بدهیم. می‌توانیم تغییراتی را که در طول خواب در مغز اتفاق می‌افتند متوجه شویم. پس بسیاری از شما احتمالاً می‌دانیدکه وقتی به خواب می‌رویم، امواج مغز ما تغییر می‌کندو ما وارد مراحلی می‌شویم: بیداری، خواب سبک، خواب عمیقو REM یا حرکت سریع چشم. این مراحل قطعاً به اختلالات خوابمرتبط هستند، اما با بیماری‌های مختلف نیز ارتباط دارند. مثلاً اختلالات مرحله REMمربوط به بیماری افسردگی است. اختلال در خواب عمیق با آلزایمرارتباط دارد. برای دریافت مراحل خواب فردی را به بیمارستان می‌فرستید و آن‌ها همه این الکترودها راروی سر او قرار می‌دهند، و از او می‌خواهند که به آن شکل بخوابد. (خنده) این تجربه خوشایندی نیست. چه می‌شد اگر به شما می‌گفتمکه همه این‌ها را می‌توانم بدون قرار دادن این الکترودهاروی بدن فرد انجام دهم؟ این دستگاه ماست، که امواج رادیویی بسیار ضعیفی می‌فرستد، با استفاده از هوش مصنوعیانعکاس‌ها را تحلیل می‌کند و مراحل خواب را در طول شب نشان می‌دهد. بنابراین برای مثال می‌فهمیمچه زمانی فرد درحال خواب دیدن است. نه فقط این … بدون تماس با شما و وقتی اینطور نشسته‌اید می‌توانیم حتی تنفس شما را رصد کنیم. بنابراین او نشسته‌است و مطالعه می‌کند و این دم و بازدم او است. ما از او درخواست کردیم نفسش را نگه دارد و می‌بینید که امواجدر یک سطح ثابت باقی ماندند چون او نفسش را به بیرون داده و هنوز هوا را به داخل نکشیده است. می‌خواهم روی امواج زوم کنم. و این همانند موج قبل است. این‌ها دم هستند این‌ها بازدم هستند. و این امواج ریز سوار شدهروی موج قبلی را می‌بینید؟ این‌ها اختلال نیستند. ضربان قلب او هستند. و می‌توانید هر تپش قلب را ببینید. می‌خواهم همینجا لحظه‌ای توقف کنمو به شما یک آزمایش زنده نشان دهم. زَک در این آزمایش به من کمک خواهد کرد و می‌خواهیم از این دستگاهبرای رسم نمودار تنفس زَک استفاده کنیم. پس این جعبه سفیدی که اینجا می‌بینیددستگاه است زَک آن را روشن می‌کند … و بیایید ببینیمکه آیا او به خوبی نفس می‌کشد؟ بنابراین می‌خواهیم دقیقاً کاری را کنمکه در ویدئو با فرد دیگر انجام دادیم. امواج ویدئویی [از هوا] رد می‌شوند، به بدن زَک برخورد می‌کنند و به دستگاه برمی‌گردند و می‌خواهیم حرکات تنفس یعنیدم و بازدم او را به نمودار ببریم. ما دم و بازدم را می‌بینیم -- ببینید این بالا و پایین‌ها تنفس زَک هستند. دم، بازدم. (تشویق) پس او می‌‎تواند نفس بکشد. (خنده) زَک، می‌توانی لطفاً نفست را نگه داری؟ باشه، حالا او نفسش را نگه داشته‌است، می‌بینید که موج در یک سطحثابت باقی مانده‌است و این‌ها ضربان قلبش است. تاپ، تاپ، تاپ. (تشویق) خوبه، زَک می‌توانی دوباره نفس بکشی. (خنده) نمی‌خواهیم حادثه‌ای اینجا رخ بدهد. (خنده) خوبه، ممنون. (تشویق) پس همانطور که می‌بینید، دستگاهی داریم که می‌تواند بسیاری از علائم فیزیولوژی رابرای شما نظارت کند، و مورد جالب درباره این دستگاه این است که همه این‌ها رابدون دستگاه‌های پوشیدنی انجام می‌دهد، بدون اینکه از فرد بخواهدتا رفتارش را تغییر بدهد یا چیزی بپوشدیا هزینه چیز خاصی را بپردازد. و این دستگاه پزشکان را بسیار هیجان زده کرد چون پزشکان همیشه می‌خواستند اطلاعات بیشتریدرباره بیمارانشان بدانند به خصوص در خانه، و به خصوص درمورد بیماری‌های مزمن از جمله بیماری‌های ریوی، مانند بیماری مزمن انسدادی ریه یا سکته قلبی یا آلزایمر و حتی افسردگی. تمام این بیماری‌های مزمن بسیار مهم هستند. در واقع -- شاید بدانید که -- دو سوم هزینه مراقبت از سلامتیدر ایالات متحده مربوط به بیماری‌های مزمن است. اما چیزی کهدرباره بیماری‌های مزمن جالب است این است که وقتی فردی برای مثال مشکلی دارد که باعث بیمارستانو اورژانس رفتن او شود، این مشکل یک شبه شب اتفاق نمی‌افتد. درواقع تشدید بیماری به تدریج پیش می‌رود. بنابراین اگر ما بتوانیم بیماری‌های مزمن رادر خانه بیماران کنترل کنیم، می‌توانیم تغییرات در تنفسشان، ضربان قلب، تحرک و خواب را متوجه شویم و می‌توانیم موقعیت‌های اورژانسی راپیش از اینکه اتفاق بیفتند متوجه شویم و پزشک زودتر مداخله کند تا بتوانیم از بستری شدن جلوگیری کنیم. پیرو همین مسئله،در حال حاضر با چندین پزشک روی انواع بیماری‌ها کار می‌کنیم. من بسیار خوشحالم چون این دستگاه رابا بیماران بسیاری آزمایش کرده‌ایم. ما دستگاه را با بیمارانیکه بیماری مزمن انسدادی ریه داشتند، که یک بیماری ریوی است، و بیمارانی که آلزایمر داشتند، یا دچار افسردگی و اضطراب بودند و یا افرادی که پارکینسون داشتند،بصورت عملی آزمایش کرده‎ایم. و ما با پزشکان روی بهبود زندگی آن‌ها و تشخیص بهتر بیماری‌ها کار می‌کنیم. در ابتدا به شما گفتم که بسیار تحت تاثیر فیلم جنگ ستارگان هستمو نیرویی که در جنگ ستارگان بود و هنوز هم بسیار شیفته این فیلم هستم. حتی حالا که بزرگ شده‌ام منتظر فصل بعدی آن هستم. اما اکنون بسیار مجذوب و شیفته در این نیروی جدید امواج رادیویی و ظرفیت آن در تحول مراقبت‌های سلامتی هستم. یکی از بیمارانی که روی او آزمایش کردیمخاله‌ام بود. او نارسایی قلبی داشت و مطمئنم بسیاری از شما در میان حضار پدرومادر، پدربزرگ و مادربزرگیا عزیزانی دارید که بیماری‌های مزمن دارند. از شما می‌خواهم با من آینده‌ای راتصور کنید که در هرخانه‌ایکه بیمار دارای بیماری مزمن وجود دارد یک دستگاه مانند این در گوشه‌ایاز خانه قرار دارد و بدون ساطع کردن امواج مضر خواب، تنفس و سلامتی آن بیمار رانظارت می‌کند و پیش از آنکه یک مورد اورژانسی رخ بدهد تغییرات منفی در علائم فیزیولوژی را می‌یابد و به پزشک هشدار می‌دهد تا بتوانیم از بستری شدن جلوگیری کنیم. این می‌تواند مراقبت‌های سلامت راآنگونه که امروز می‌شناسیم متحول کند، چگونگی آگاهی مااز بیماری‌های مزمن را بهتر کند و جان بسیاری را نجات دهد. سپاسگزارم. (تشویق) هلن والترز: دینا بسیار ممنونم. همینطور از تو زَک، بسیار ممنونم. خیلی خوشحالم داری نفس می‌کشی. خب، دینا فوق العاده بود. کاربردهای مثبتش، باورنکردنی هستند. با این وجود، چارچوب اخلاقی آن چیست؟ چه اقداماتی برای جلوگیریاز استفاده این دستگاه برای کاربرد‌های منفی‌تر انجام خواهید داد؟ دینا قتابی: بله، البته این پرسشبسیار مهمی است، سوالاتی در مورد سواستفاده‌هایش، یا حدس می‌زنم می‌توانستید بگویید،درباره نیمه تاریک این تکنولوژی توضیح بده؟ هلن والترز: درسته درسته. (خنده) دینا قتابی: خب در حقیقت مافناوری‌هایی داریم که می‌تواند جلوی افرادی کهمی‌خواهند از این دستگاه برای جاسوسی از دیگرانبدون رضایتشان استفاده کنند را بگیرد. چون دستگاه فضا را می‌شناسد، از شما می‌خواهدبا انجام اعمال مشخص ثابت کنید که شما به فضا دسترسی دارید و شما شخصی هستید که از دستگاه می‌خواهیدشما را زیر نظر داشته باشد. بنابراین از لحاظ فناوری، ما فناوری‌های داریمکه نه تنها از سو استفاده جلوگیری می‌کند بلکه فکر می‌کنم نقشی برای سیاست گذاریوجود دارد، مانند هر چیز دیگری و خوشبختانه با هردوی آن‌هامی‌توانیم هر سوءاستفاده‌ای را کنترل کنیم. هلن والترز: شگفت‌انگیزه. بسیار ممنونم. دینا قَتابی: سپاسگزارم. (تشویق)