スマートデバイスとソナーで人命を救うハッカー教授に会う
シャム・ゴラコタは、大学の学部生としての初日以来、長い道のりを歩んできました。
「プログラミングの仕方も知りませんでした。それどころか、タイピングの仕方さえ知りませんでした」と彼は言いました。
彼はキーボードの使いこなしをマスターしたと言えるでしょう。ゴラコタ氏は現在、ワシントン大学でコンピューターサイエンスの教授を務め、複数のテクノロジー系スタートアップ企業の共同創業者でもあり、フォーブス誌の「30歳未満の30人」リストに2度選出されています。
「コンピュータサイエンスはプログラミングだけではないことに気づきました」とゴラコタ氏は語った。「問題を解決するためにどう考えるかが重要なのです。」
低消費電力コンピューティングの専門家としての実力を示した後、ゴラコタ氏はヘルスケアの分野に転向した。昨年、ゴラコタ氏とワシントン大学の共同研究者たちは、スマートフォンやAmazonのAlexaのようなスピーカーを使って人々の健康状態をリアルタイムでモニタリングする方法を解明した。
GeekWire Health Tech Podcast の今回のエピソードでは、Gollakota 氏に、スマート デバイスを心臓発作、オピオイドの過剰摂取、さらには耳の感染症のような単純な症状までも検出できるソナー マシンに変える方法について話を聞きました。
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ゴラコタ氏の健康への関心は、無線ネットワーク分野での以前の研究から生まれました。ワシントン大学で彼が所属していた学科は、非常に少ない電力で無線通信を行う方法を開発し、後にスタートアップ企業Jeeva Wirelessの設立につながりました。そこから、彼らは無線信号が人体でどのように反射するか、そしてそれを利用して体の動きを追跡する方法に興味を持つようになりました。
「次に当然浮かんだのは、『あなたのスマートフォンを『スタートレック』のトリコーダーに変えられますか？』でした」とゴラコタ氏は語り、簡単な身体スキャンで診断できるSF機器を指して言った。この研究はApneaAppというプロジェクトへと発展し、スマートフォンで人の呼吸を追跡することで睡眠時無呼吸症を診断できることを実証した。
教授とその同僚は後に同様の方式を使って、心臓発作の兆候を検知することになった。
「この問題は実のところ、私にとって非常に身近な問題です。なぜなら、心臓疾患は南アジア人が直面する最大の問題の一つだからです」とゴラコタ氏は述べた。研究者たちは911番通報の音声を大量に収集し、心臓発作と一般的に一致する特定のあえぎ声のクリップを特定することに成功した。そして、そのあえぎ声を識別するアルゴリズムを訓練し、家庭内で心臓発作を検知できるアプリの開発への道を切り開いた。
しかし、研究はそこで終わりませんでした。ゴラコタ氏と他の研究者たちは、スマートフォンやスマートスピーカーをソナーデバイスとして使い、呼吸をモニタリングし、耳の感染症の有無をチェックしました。
最初の応用は、オピオイド使用者を対象としたものでした。過剰摂取により呼吸が徐々に遅くなることがよくあります。音声信号を送信し、それがスマートフォンのマイクにどのように戻ってくるかを測定することで、研究チームは呼吸数を解読し、呼吸が危険な閾値を下回ったことを検知することができました。
その後、彼らはスマートソナーのアイデアを具体化しました。ゴラコタ氏のチームはスマートスピーカーを活用し、睡眠中の子どもをモニタリングし、睡眠に関するデータを収集し、不規則な呼吸の兆候を観察できるシステムを開発しました。さらに、スマートフォンのソナーシステムを使って子どもの耳の感染症を検査できるアプリケーションも開発しました。
ゴラコタ氏は、人々の健康を24時間監視できるこのようなアプリケーションは、断続的な医者の診察以上のものを把握できると考えている。
「医者に行くと、心拍数、呼吸、血圧など、様々なバイタルサインのスポットモニタリングが行われます。しかし、それはスポットチェックです」と彼は言いました。「スポットチェックでは、病院に行った瞬間に症状が現れない場合があり、実際に何が起こっているのかを見逃してしまうことがあります。」
同時に、人々のプライバシーを尊重することが最優先事項です。ゴラコタ氏のチームは、ソナーアプリケーションの開発において、聞こえない音のみを収集することに決定し、ツールがスパイ活動に利用される可能性を低減しました。
スマートデバイスの使い方を巧妙な回避策で再考することに熱心であるにもかかわらず、ゴラコタ氏は自身を伝統的なハッカーとは考えていない。「私は、デバイスができることの限界を押し広げていると考えています」と彼は言う。「私たちは、これらのデバイスに既に搭載されているセンサーとコンピューティングを、非常に革新的な方法で活用しています。」
ワシントン大学の研究者グループが考案した斬新なアイデアの一つは、ミツバチに電子機器を取り付け、ブンブンと音を立ててデータ収集を行う群れに変えるというものでした。これは、現代のドローンのバッテリー容量の限界を克服するためのものでした。
「これらの電力問題に対処するために、生物学と電子工学の最高の技術を結集しているのです」とゴラコタ氏は述べた。「これは実は生物学にも影響を与えます。気候変動がミツバチや昆虫の行動にどのような影響を与えるかを理解しようとしている人々がいるからです。」
