Snabb inneslutning är nyckeln till att hejda utvecklingen av pandemier, och snabb bestämning av en diagnostiserad patients lokalisering och kontakthistorik är ett viktigt steg för samhällen och städer. Denna process är arbetsintensiv, mottaglig för mänskliga minnesfel, och fylld av integritetsproblem.

Smartphones kan hjälpa till i denna process, även om alla typer av massövervakningsnätverk och analyser kan leda till – eller missbrukas av – ett övervakningstillstånd.

Tidiga kontaktspårningsverktyg som används i vissa länder mot den nuvarande Covid-19-pandemin har verkligen hjälpt till att bromsa spridningen, men har gjort det på bekostnad av medborgarnas och företagens integritet, avslöjar även de mest privata detaljerna om individer.

För att hjälpa till att ta itu med denna akuta utmaning, ett team ledd av MIT Media Lab docent Ramesh Raskar designar och utvecklar Safe Paths, medborgarcentrerad, öppen källa, Sekretess-första uppsättning digitala verktyg och plattformar för att hjälpa till att hejda spridningen av Covid-19.

Safe Paths-projektet är en multifakultet, cross-MIT ansträngning, med input och expertis från institut inklusive Harvard University, Stanford University, och State University of New York i Buffalo; klinisk input från Mayo Clinic och Massachusetts General Hospital; och mentorer från Världshälsoorganisationen, US Department of Health and Human Services, och Graduate Institute of International and Development Studies.

Ett antal ledare och personal från det globala företaget EY ger sin tid frivilligt inom många discipliner, inklusive strategi och inkludering i ledningsgruppen för kärninitiativet. Flera ytterligare företag deltar också på detta sätt, inklusive TripleBlind, Offentlig konsultgrupp, och förvärvade mediakonsulter.

Experter från statliga myndigheter och akademiska institut i Kanada, Tyskland, Indien, Italien, Storbritannien, och Vietnam hjälper också till att styra plattformens utveckling.

Safe Paths-plattformen, för närvarande i beta, omfattar både en smartphoneapplikation, PrivateKit, och en webbapplikation, Säkra platser. PrivateKit-appen gör det möjligt för användare att matcha den personliga dagboken över platsdata på sin smartphone med anonymiserade, redigerat, och suddig platshistorik för infekterade patienter. Den digitala kontaktspårningen använder överlappande GPS- och Bluetooth-spår som gör att en individ kan kontrollera om de har korsat vägar med någon som senare diagnostiserades positiv för viruset. PACT Bluetooth-protokollet, meddelat tidigare av MIT, kommer att vara tillgänglig via Safe Paths. Utformningen av PACT-systemet har gynnats av Safe Paths tidiga arbete inom detta område. Genom säkra platser, Folkhälsotjänstemän är utrustade för att redigera lokaliseringsspår för diagnostiserade bärare och därmed sända platsinformation med integritetsskydd för både diagnostiserade patienter och för lokala företag.

Plattformen har ett fundamentalt annorlunda tillvägagångssätt för app-baserad epidemianalys, och i framtiden kommer att använda tekniker baserade på Split Learning, forskning som Raskars kamerakulturgrupp vid Medialab har utvecklat under de senaste åren, och som möjliggör distribuerad djupinlärning utan delning av rådata. Safe Paths använder antingen beräkning på enheten eller krypterad spårmatchning. Safe Paths-plattformen ger användarna information om huruvida de har upplevt en nära kontakt med en diagnostiserad individ, samtidigt som integriteten bibehålls för både användaren och den diagnostiserade patienten. Användare längtar efter sin platshistorik privat på sin egen telefon och behåller kontrollen över sin data. Diagnostiserade patienter kan välja att ge sin platshistorik till hälsotjänstemän (som tillhandahåller liknande, men mycket mer exakt, information till de aktuella vårdintervjuerna).

Safe Places tillhandahåller också ett säkert verktyg för folkhälsotjänstemän för att göra infekterade patientkontakter mycket effektivare, och möjliggör anonymiserad och säker delning av patientens platshistorik. I framtiden, dessa data kommer också att krypteras.

I vitboken, "Apps Gone Rogue:Maintaining Personal Privacy in an Epidemic, " forskargruppen beskriver tillämpningen av kontaktspårning för att bromsa spridningen av epidemier; skisserar det nuvarande landskapet av interventioner; och beskriver utmaningar och risker för datasäkerhet och integritetsskydd. Pågående och samarbetsforskning utformad för att ytterligare utforska kritiska aspekter av kontaktspårning, och att testa allt mer robusta metoder för integritetsskydd. Resultaten kommer kontinuerligt att delas och publiceras.

"Vi är dedikerade till integritetslösningar först – användarens plats och kontakthistorik ska aldrig lämna en användares telefon utan direkt medgivande, " säger Raskar. "Vi är övertygade om att alla användare ska ha kontroll över sin egen data, och att vi aldrig ska behöva offra samtycke för Covid-19 säkerhet."

Zelalem Temesgen, en specialist på infektionssjukdomar vid Mayo Clinic som har bidragit med klinisk expertis till projektet, betonar kontaktspårningens avgörande roll för att hejda en epidemi.

"I samband med snabb diagnos och isolering av misstänkta eller bekräftade fall, kontaktspårning är en kritisk intervention för att kontrollera utbrott av infektionssjukdomar, " Temesgen konstaterar. "I bästa av tider, kontaktspårning är en mödosam och svår uppgift; det blir ännu mer utmanande i situationer där individer utan symtom kan överföra infektion till andra."

Temesgen noterar att ha verktyg för att förbättra kontaktspårningskapaciteten genom att mer effektivt, och att noggrant identifiera platser där överföring kan ha skett kommer att ge folkhälsotjänstemän möjlighet att ingripa snabbt och erbjuda tester till dem som behöver det, och initiera andra åtgärder som isolering och behandling.

"I situationer som vi står inför nu, där vår kunskap om denna nya infektion är ofullständig och ständigt utvecklas, att ha korrekt och heltäckande kontaktspårningsförmåga kan också ge viktig information om hur infektionen sprids, " han lägger till.

Enligt Ronald Rivest, Institutet professor vid MIT och uppfinnare av RSA public-key kryptosystem, kontaktspårning har visat sig vara ett viktigt och effektivt verktyg för att bekämpa pandemier. "Det är lyckligtvis möjligt att uppnå bra kontaktspårning med smartphones, som kan upptäcka närvaron av andra smartphones i närheten, " Rivest anteckningar. "Dessutom, sådan kontaktspårning kan göras helt enkelt på ett integritetsbevarande sätt – man behöver inte implementera "storebror"-system som lämnar över allas platshistorik till en stor databas någonstans. Jag tror att vi kan se sådana system implementeras och implementeras snabbt."

MIT biträdande professor Kevin Esvelt, en evolutionär ingenjör som är specialiserad på att mildra globala katastrofala biorisker, noterar att automatisk kontaktspårning blir allt effektivare när fler använder det. "Safe Paths använder anonymiserad GPS, som förbättrar traditionell kontaktspårning för alla som använder den, samt Bluetooth, som bara anonymt kan logga en interaktion om båda personerna har det. I det långa loppet, det skulle vara bäst att integrera dessa funktioner i operativsystemet på varje smartphone som ett försvar mot alla pandemier, med varje användare som fritt bestämmer om de vill dela sin lokala data eller inte när de får reda på att de är smittade."

"Tills den dagen, " tillägger Esvelt, "ett statligt nödmeddelande med en nedladdningslänk - eller framträdande placering av de stora teknikföretagen - är förmodligen det bästa vi kan göra."

De inledande faserna av PrivateKit-mobilapplikationen och Safe Places-webbapplikationens utrullning kommer att betona snabb iteration och implementering av lösningar för integritet först, pandemikontaktspårning. I de senare faserna, Målet är att bygga krypterade beräkningsmetoder som kan vara användbara vid framtida typer av utbrott.