低成本无线电系统有助于追踪疾病传播
为了在保护隐私的同时限制疾病的传播,美国国家标准与技术研究院 (NIST) 的一个跨学科研究团队设计并测试了低成本的设备和方法,这些设备和方法可以检测人或动物何时与每个人密切接触。其他。
可穿戴设备将商业蓝牙无线电硬件与 NIST 加密功能相结合。虽然在估计佩戴者之间的距离方面并不总是可靠的,但 NIST 系统可能有助于研究人和动物如何在空间中移动和互动。与使用智能手机进行接触者追踪相比,该系统可能具有优势,智能手机在某些环境中的使用不一致,并且可能不太私密。
10 个家庭中的 17 名志愿者参与了 NIST 在正常活动期间对系统性能的研究。设备要么被佩戴,要么被放置在房子里,以每天至少一小时收集数据。研究人员测量了设备接收到的无线电信号的强度,以估计志愿者之间的距离。根据疾病控制和预防中心对密切接触的定义,他们将“遭遇”定义为当设备佩戴者彼此相距不到 2 米并持续至少 15 分钟时发生。参与者还被要求手动记录他们认为遇到的时间和时间。
结果显示,接收到的无线电信号强度与佩戴者之间的距离之间存在一定的相关性,但由于用户面向的方向等变量的影响,估计结果并不可靠。在如何权衡取舍方面也存在不确定性,例如距离误差有多少是可以接受的,或者近距离接触是否根据它们对疾病传播的可能影响进行了适当的定义。
“我认为没有人理解这种权衡——没有人知道如何进行优化以阻止疾病的传播,”NIST 研究员 Sae Woo Nam 说。 “然而,这个系统让我们开始收集人们如何相遇的数据,这可以帮助我们制定干预措施来帮助阻止疾病的传播。”
通过使用更多无线电通道、更好的天线或添加更多传感方法(如超声波测距),可以提高设备性能。但即便如此,NIST 方法也可能有助于识别可能传播空气传播病毒(例如导致 COVID-19 的病毒)的接触者。
Nam 说,该系统可以通过在电梯等通风不良区域的固定点安装设备来帮助设计建筑物以应对大流行病。该系统可能适用于疗养院等不连续监控智能手机的环境,以及跟踪动物以了解它们之间的相互作用以限制疾病传播。
“疾病消灭了整群动物,危及我们的食物供应,”南说。 “这是我们应该为粮食安全考虑的事情。我们还希望人道地对待动物,这是一种帮助防止动物生病并帮助了解它们是如何生病的工具。”
NIST 系统使用加密方法,类似于安全 Web 交易中使用的方法。它结合了通过无线电传输的公共加密密钥,使每次相遇都具有唯一的共享秘密密钥。当两台设备感应到它们靠近时,它们会根据随机数生成一个唯一的、加密的遭遇 ID。这可以防止可能由设备 ID 广播引起的网络攻击。遭遇 ID 不与设备或佩戴者相关联,从而保护隐私。遭遇的匿名数据提供了有关建筑物(或其他空间)使用情况的信息,可以为有关安全人数和环境控制的决策提供信息。
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