《文茜的世界財經週報》
【MIT50大新科技之一 用wifi訊號照護老人 災區瓦礫堆難突破 用無線電波找生還者 敘利亞女科學家改變電腦科學50大創新】
過去文茜世界財經周報訪問了很多重要的科學家,今天為大家特別介紹一位來自敘利亞很特別的女科學家Dina Katabi。她的家庭都是醫生,但是她希望能夠投入科學,因此她來到了麻省理工學院。她所做的最重要的一個研究叫做無線電波。她所發明的無線電波可以跟人體有直接的感應,這樣可以突破既有很多的限制,像生命探測器找不到的人體,它卻可以找到。
她的家在大馬士革,目前她的國家陷入了內亂,幸運的是她還可以跟家人可以維持起碼的聯絡,當然她永遠心繫著她的家庭,希望有一天她的國家可以恢復和平。
我們採訪她的時候很多人都認得她,因為她老帶著一隻小狗,那是唯一陪伴她在異鄉的家人。
天災、人禍,搶救最後生還者的黃金時間只有72小時,但常常因為災區可能幅員遼闊無法精準找到待救者,或石堆瓦礫巨大笨重,難以快速清空,很多時候更擔心卡在斷垣殘壁中的生還者,因為鑿牆挖洞的救援而反受其害,不管是生命探測儀還是人工徒手搜救,也可能因為地形以及災損等障礙未能有效發揮功能,72小時完全不夠用。麻省理工學院電腦科學與人工智慧實驗室(CSAIL)的最新科技,也許能為救災開啟新的可能性。
無線通訊實驗室寫出的軟體,是一種可利用無線電波,也就是普通的Wi-Fi訊號,隔牆追蹤人體身形與動作的系統「Emerald」,靠著接收人體反射回來的電波,偵測出接收器與人體之間的距離以及移動狀況,這跟所謂的雷達系統功能很類似,利用低功率的Wifi訊號,取得跟X光片一樣的影像,等於說這是一套低成本、消費者等級的雷達系統。
然而這套系統的開發,實際上並沒有想像中簡單,因為接收器不僅會接收到人體反射的Wi-Fi電波,以一個房間為例,牆內的家具、牆壁、裝飾品,都可能發出反射訊號,造成對人體動作的誤判,然而MIT開發出來的系統,已經成功抑制了人以外的物體反射回來的電波,只取人體移動的訊號。研發這套系統的團隊設定了好幾種用途,其中之一就是災後搜救,這套系統可以精準檢測出是否有人受困在地震倒塌後的房屋內,即使身體動不了,只要有任何一個部位能做細微移動,系統就可以偵測出是否有生還者。
CSAIL無線通訊中心教授Dina Katabi表示,「很多時候救難隊直接進入災區很危險,如果不想冒險,最好事先確認裡面是否有生還者。所以利用無線訊號搜索石塊瓦礫或是看不到的區域,就不用讓救難隊冒險盲救。甚至可以先派機器人去確認環境,透視瓦礫堆或是受困區,甚至像是大火或煙霧瀰漫的災區。」
她是Dina Katabi,寫出Emerald這套系統的團隊指導教授,這項重大的科技創新,被譽為是MIT改變電腦科學的50個方法之一,也讓Dina帶著團隊,在2015年8月4號,進到了白宮,將這套系統介紹給美國總統歐巴馬,即使天才如雲的MIT,這種帶著研究成果進白宮展示的機會也相當罕見。
Dina對美國總統歐巴馬解釋這套系統說,我們的裝置是每個人都能使用,即使不懂科技也會用。身上不用裝任何東西,不需要感應器。我們的東西在那邊,一個可放在家裡的裝置,就是一個wifi迴路,用來偵測跌倒。
Dina介紹Emerald的場合,是白宮史上第一屆的創業Demo Day,由總統親自聽取所有的新創企業家示範產品,希望藉國家力量帶動科技創新及創業,Dina正是由學術研究走向創業的典範,如今Emerald已經從MIT平滑轉移成為新創公司,與醫療院所合作,打造Emerald成為照顧長輩和病患的工具,不管在家裡還是四面有牆的環境,一台小小的無線電波裝置,就可以時時掌握被偵測者的行動。被偵測者身上不需有任何的感應器或接收器,僅靠軟體分析人體移動所反射的無線電波,一旦出現跌倒還是心跳脈搏異常的狀況,系統會主動通知家屬或照顧者,三分鐘之內沒有解除狀況,還能主動打119叫救護車。你也不用擔心無線電波是否對人體有害,因為這套系統所發射的無線訊號功率,因為使用範圍較近,比一般的通訊Wi-Fi還要低1萬倍左右。
Dina Katabi說,「當我們開始追蹤並偵測人體移動,在牆的這一端看訊號的反射,我們突然想如果不移動,還是能偵測的到嗎? 我們就做了實驗,即使停止移動,還是偵測的到牆後有人,我們覺得怎麼可能,都已經不動了,我們就把所有的物體移開,才發現,啊,因為人在呼吸,即使細微還是偵測的到。我相信進一步優化程式,我們可以解讀更多人體移動的訊號。」
Dina教授之所以把這套系統先與醫療應用結合,其實是有家學淵源的。外表嫻靜的她,內心流著叛逆的血液,她出生於敘利亞大馬士革一個醫生世家,父母與許多長輩都是醫生,Dina從小課業表現傑出,家人也預期她將順理成章繼承家業,但「沒有數學活不下去」的Dina,決定從心所欲,選擇進入電機工程系,違逆了父母的殷切期許。
她說,「我有點像是家裡的叛徒,因為沒念醫。其實我高中畢業後,敘利亞可以直接念醫學院,不用先念幾年大學,是可以直接進醫學院,我就念了一年,所以我其實大學第一年念的是醫科,還念得很好,我是班上第一名,但我就是沒辦法忘情物理和數學,我家人都很氣我轉去念電機工程,但其實轉了一圈,我還是用上了我在醫學院學的概念。最近我認識一個在美國這邊從事醫療照護的人,當他看到我們新創的科技,他說這可能比當醫生能救更多人,我就把他的信轉給人在敘利亞的我爸爸,說你看,不要生我的氣,我一樣在做救人的工作啊。」
外貌美的不像個科學家的Dina教授,今年45歲,大馬士革大學畢業後,到美國MIT攻讀電腦科學,並且在2003年拿到博士學位那一年,獲得MIT延攬,同時擔任電機工程與電腦科學兩科系教授,她是麥克阿瑟天才獎得主,也曾獲得美國國家科學基金會職涯獎,目前是MIT無線通訊中心主任以及電腦科學與人工智慧實驗室成員。頂尖的學術成就,終於讓父母對於她沒有當成醫生,感到寬心。
她在MIT發展順遂,但這些年來,祖國敘利亞的命運卻一直讓她揪心不已。敘利亞內戰一打就是五年,國家淪為黑暗的血腥戰場,至今Dina的雙親仍留在大馬士革,即使父親因為曾赴美攻讀,一家人都有美國國籍,但雙親堅持留在祖國。Dina選擇尊重父母的抉擇,憂心仍免不了,但已逐漸習慣這種狀態。她自己則在則在狗女兒的陪伴下,繼續在MIT用科技改變世界。
Dina受訪時,不時逗弄著懷裡的約克夏犬Mica,這隻集三千寵愛在一身的小狗能破例在MIT實驗室擁有一席之地,也是當初Dina教授跟MIT談的條件,除非同意讓Mica進來,否則不接受教職。Mica是她實驗室的第二任吉祥物,也參與實驗室的活動與計畫,大概是全世界教育程度最高的狗了。
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