Immagina di essere stato diagnosticato come positivo al COVID-19. I funzionari sanitari iniziano il tracciamento dei contatti per contenere le infezioni, chiedendoti di identificare le persone con cui sei stato in stretto contatto. Mi vengono in mente le persone ovvie:la tua famiglia, i tuoi colleghi. Ma per quanto riguarda la donna davanti a te in fila la scorsa settimana in farmacia, o l'uomo che insacca la tua spesa? O qualcuno degli altri estranei a cui potresti esserti avvicinato negli ultimi 14 giorni?

Un team guidato da ricercatori del MIT e che include esperti di molte istituzioni sta sviluppando un sistema che aumenta la tracciabilità "manuale" dei contatti da parte dei funzionari della sanità pubblica, preservando la privacy di tutti gli individui. Il sistema si basa su segnali Bluetooth a corto raggio emessi dagli smartphone delle persone. Questi segnali rappresentano stringhe casuali di numeri, paragonato a "cinguettii" che altri smartphone vicini possono ricordare di aver sentito.

Se una persona risulta positiva, possono caricare l'elenco dei cinguettii che il loro telefono ha emesso negli ultimi 14 giorni in un database. Altre persone possono quindi scansionare il database per vedere se qualcuno di quei cinguettii corrisponde a quelli rilevati dai loro telefoni. Se c'è una corrispondenza, una notifica informerà quella persona che potrebbe essere stata esposta al virus, e includerà informazioni dalle autorità sanitarie pubbliche sui prossimi passi da compiere. Vitale, l'intero processo viene svolto mantenendo la privacy di coloro che sono positivi al COVID-19 e di coloro che desiderano verificare se sono stati in contatto con una persona infetta.

"Tengo traccia di ciò che ho trasmesso, e tieni traccia di ciò che hai sentito, e questo ci permetterà di dire se qualcuno era nelle immediate vicinanze di una persona infetta, "dice Ron Rivest, Professore del MIT Institute e ricercatore principale del progetto. "Ma per queste trasmissioni, stiamo usando tecniche crittografiche per generare dati casuali, numeri a rotazione non solo anonimi, ma pseudonimo, cambiando costantemente il loro 'ID, ' e questo non può essere fatto risalire a un individuo".

Questo approccio al privato, la tracciabilità automatica dei contatti sarà disponibile in vari modi, anche attraverso lo sforzo per la privacy lanciato al MIT in risposta a COVID-19 chiamato SafePaths. Questo ampio set di app mobili è in fase di sviluppo da un team guidato da Ramesh Raskar del Media Lab. Il design del nuovo sistema basato su Bluetooth ha beneficiato dei primi lavori di SafePaths in questo settore.

Scambi Bluetooth

Gli smartphone hanno già la possibilità di pubblicizzare la loro presenza su altri dispositivi tramite Bluetooth. La funzione "Trova il mio" di Apple, Per esempio, usa i cinguettii di un iPhone o MacBook smarrito per attirare l'attenzione di altri dispositivi Apple, aiutare il proprietario del dispositivo smarrito a ritrovarlo.

"Find My ha ispirato questo sistema. Se il mio telefono viene perso, può iniziare a trasmettere un segnale Bluetooth che è solo un numero casuale; è come essere in mezzo all'oceano e agitare una luce. Se passa qualcuno con il Bluetooth abilitato, il loro telefono non sa niente di me; dirà solo ad Apple, 'Hey, ho visto questa luce, '", dice Marc Zissman, il capo associato della Cyber ​​Security and Information Science Division del MIT Lincoln Laboratory e co-investigatore principale del progetto.

Con il loro sistema, il team sta essenzialmente chiedendo a un telefono di inviare questo tipo di segnale casuale tutto il tempo e di tenere un registro di questi segnali. Allo stesso tempo, il telefono rileva i cinguettii ricevuti da altri telefoni, e registra solo i cinguettii che sarebbero significativi dal punto di vista medico per il tracciamento dei contatti, quelli emessi da un raggio di circa 6 piedi e raccolti per un certo periodo di tempo, diciamo 10 minuti.

I proprietari di telefoni sarebbero coinvolti scaricando un'app che abilita questo sistema. Dopo una diagnosi positiva, una persona riceverebbe un codice QR da un funzionario sanitario. Scansionando il codice tramite quell'app, quella persona può caricare il proprio registro nel cloud. Chiunque abbia l'app potrebbe quindi avviare i propri telefoni per scansionare questi registri. Una notifica, se c'è una corrispondenza, potrebbe dire a un utente per quanto tempo è stato vicino a una persona infetta e la distanza approssimativa.

Tecnologia per la tutela della privacy

Alcuni paesi che hanno avuto maggior successo nel contenere la diffusione di COVID-19 hanno utilizzato approcci basati su smartphone per condurre il tracciamento dei contatti, tuttavia i ricercatori notano che questi approcci non hanno sempre protetto la privacy dell'individuo. Corea del Sud, Per esempio, ha implementato app che informano i funzionari se una persona diagnosticata ha lasciato la propria casa, e può attingere ai dati GPS delle persone per individuare esattamente dove sono state.

"Non stiamo monitorando la posizione, non usando il GPS, non allegare il tuo ID personale o numero di telefono a nessuno di questi numeri casuali che il tuo telefono sta emettendo, "dice Daniel Weitzner, uno dei principali ricercatori del MIT Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) e co-investigatore principale di questo sforzo. "Quello che vogliamo è consentire a tutti di partecipare a un processo condiviso per vedere se potresti essere stato in contatto, senza rivelare, o costringere qualcuno a rivelare, nulla."

La scelta è fondamentale. Weitzner vede il sistema come un bussare virtuale alla porta che preserva il diritto delle persone a non rispondere. La speranza, anche se, è che tutti coloro che possono aderire lo farebbero per aiutare a contenere la diffusione di COVID-19. "Abbiamo bisogno che un'ampia percentuale della popolazione accetti che questo sistema funzioni davvero. Ci preoccupiamo di ogni singolo dispositivo Bluetooth disponibile; è davvero fondamentale rendere questo un intero ecosistema, " lui dice.

Impatto sulla salute pubblica

Durante tutto il processo di sviluppo, i ricercatori hanno lavorato a stretto contatto con un team di consulenza medica per garantire che questo sistema contribuisse efficacemente agli sforzi di tracciamento dei contatti. Questa squadra è guidata da Louise Ivers, chi è un esperto di malattie infettive, professore associato presso la Harvard Medical School, e direttore esecutivo del Massachusetts General Hospital Center for Global Health.

"Affinché gli Stati Uniti possano contenere davvero questa epidemia, dobbiamo avere un approccio molto più proattivo che ci permetta di tracciare più ampiamente i contatti per i casi confermati. Questo approccio automatizzato e di protezione della privacy potrebbe davvero trasformare la nostra capacità di tenere sotto controllo l'epidemia qui e potrebbe essere adattato per essere utilizzato in altri contesti globali, " Dice Ivers. "Un'altra cosa fantastica è che la tecnologia può essere flessibile in base al modo in cui i funzionari della sanità pubblica vogliono gestire i contatti con casi esposti nella loro regione specifica, che può cambiare nel tempo".

Per esempio, il sistema potrebbe notificare a qualcuno che dovrebbe autoisolarsi, oppure potrebbe richiedere che effettuino il check-in tramite l'app per connettersi con specialisti in merito ai sintomi quotidiani e al benessere. In altre circostanze, i funzionari della sanità pubblica potrebbero richiedere che questa persona venga sottoposta a test se notano un gruppo di casi.

La capacità di condurre la traccia dei contatti rapidamente e su larga scala può essere efficace non solo nell'appiattire la curva dell'epidemia, ma anche per consentire alle persone di entrare in sicurezza nella vita pubblica una volta che una comunità si trova sul lato discendente della curva. "Vogliamo essere in grado di consentire alle persone di tornare con attenzione alla vita normale, pur avendo questa capacità di mettere in quarantena e identificare con attenzione determinati vettori di un'epidemia, "dice Rives.

Verso l'attuazione

Gli ingegneri del Lincoln Laboratory hanno guidato la prototipazione del sistema. Una delle sfide tecniche più difficili è stata raggiungere l'interoperabilità, questo è, rendendo possibile che un cinguettio da un iPhone venga captato da un dispositivo Android e viceversa. Un test in laboratorio alla fine della scorsa settimana ha dimostrato che hanno raggiunto questa capacità, e che i cinguettii potrebbero essere captati da altri telefoni di varie marche e modelli.

Un passo successivo fondamentale verso l'implementazione è il coinvolgimento con i produttori di smartphone e gli sviluppatori di software:Apple, Google, e Microsoft. "Hanno un ruolo fondamentale qui. Lo scopo del prototipo è dimostrare a questi sviluppatori che è fattibile per loro da implementare, " Dice Rivest. Mentre queste collaborazioni si stanno formando, il team sta anche dimostrando il suo sistema prototipo alle agenzie governative statali e federali.

Rivest sottolinea che la collaborazione ha reso possibile questo progetto. Questi collaboratori includono il Massachusetts General Hospital Center for Global Health, CSAIL, Laboratorio del MIT Lincoln, Università di Boston, Università Brown, Laboratorio multimediale del MIT, L'Istituto di Scienze Weizmann, e SRI Internazionale.

La squadra punta anche a giocare un ruolo centrale, ruolo di coordinamento con altri sforzi in tutto il paese e in Europa per sviluppare simili, sistemi di tracciamento dei contatti che tutelano la privacy.

"Questo progetto viene svolto in vero stile accademico. Non è un concorso; è uno sforzo collettivo da parte di molti, molte persone per far funzionare un sistema, "dice Rives.