スマートフォンからのBluetooth信号により、プライバシーを維持しながらCovid-19の接触トレースを自動化できます

新しいシステムは、人々のスマートフォンから発せられた近距離Bluetooth信号を利用して、誰が接触したかを追跡します。 これらの信号は、ランダムな数字列を表し、近くのスマートフォンが聞いたことを覚えている「チャープ」に例えられ、Covid-19で陽性反応を示した人々と接触した可能性のある人々を見つける方法を提供します。 

COVID-19陽性と診断されたと想像してください。 保健当局は、感染を抑えるために接触追跡を開始し、密接に接触していた人を特定するように求めます。 明白な人々、あなたの家族、あなたの同僚が頭に浮かびます。 しかし、先週薬局で並んでいるあなたの前の女性、またはあなたの食料品を手に持っている男性はどうですか？ または、過去14日間に近づいた可能性のある他の見知らぬ人はいますか？

MITの研究者が率い、多くの機関の専門家を含むチームは、すべての個人のプライバシーを保護しながら、公衆衛生担当者による「手動の」接触追跡を強化するシステムを開発しています。 このシステムは、人々のスマートフォンから発せられる短距離Bluetooth信号に依存しています。 これらの信号は、ランダムな数字列を表しており、近くの他のスマートフォンが聞いたことを覚えている「チャープ」に例えられます。

人が陽性反応を示した場合、過去14日間に携帯電話が出したチャープのリストをデータベースにアップロードできます。 他の人はデータベースをスキャンして、それらのチャープのいずれかが自分の電話で拾ったチャープと一致するかどうかを確認できます。 一致する場合は、ウイルスに感染した可能性があることを通知し、公衆衛生当局からの次のステップに関する情報を含めます。 重要な点として、このプロセス全体は、COVID-19陽性である人、および感染した人と接触しているかどうかを確認したい人のプライバシーを維持しながら行われます。

MIT研究所の教授で校長のRon Rivest氏は、次のように述べています。「私は放送した内容を追跡し、聞いた内容を追跡します。これにより、感染者の近くに誰かがいたかどうかを確認できます」プロジェクトの調査官。 「しかし、これらの放送では、暗号技術を使用して、匿名だけでなく偽名でもあり、常に「ID」を変化させ、個人までさかのぼることができないランダムなローテーション番号を生成しています。」

プライベートな自動化された連絡先追跡へのこのアプローチは、SafePathsと呼ばれるCOVID-19に対応してMITで開始されたプライバシー優先の取り組みなど、さまざまな方法で利用できます。 この幅広いモバイルアプリセットは、メディアラボのRamesh Raskarが率いるチームによって開発中です。 新しいBluetoothベースのシステムの設計は、この分野でのSafePathsの初期の取り組みから恩恵を受けています。

Bluetooth交換
スマートフォンはすでに、Bluetooth経由で他のデバイスに自分の存在をアドバタイズする機能を備えています。 たとえば、Appleの「Find My」機能は、紛失したiPhoneまたはMacBookのチャープを使用して他のAppleデバイスの注意を引き、紛失したデバイスの所有者が最終的にそれを見つけられるようにします。

「私のインスピレーションを受けたこのシステムを見つけてください。私の電話が失われた場合、それは単なる乱数であるBluetooth信号のブロードキャストを開始する可能性があります。それは、海の真ん中にいて、光を振っているようなものです。 MITリンカーン研究所のサイバーセキュリティおよび情報科学部門の副責任者であり、プロジェクトの共同主任研究員であるマークジスマンは、次のように述べています。

彼らのシステムでは、チームは基本的に、この種のランダムな信号を常に送信し、これらの信号のログを保持するように電話に要求しています。 同時に、電話は他の電話から拾ったチャープを検出し、接触追跡に医学的に重要であろうチャープのみをログに記録します。これらは、約6フィートの半径内から放出され、一定の時間ピックアップされたチャープです。 10分と言います。

電話の所有者は、このシステムを有効にするアプリをダウンロードすることで関与します。 陽性の診断後、人は保健当局からQRコードを受け取ります。 そのアプリを介してコードをスキャンすることにより、その人はログをクラウドにアップロードできます。 アプリを持っている人はだれでも、これらのログをスキャンするために電話を開始できます。 一致した場合、通知により、感染した人の近くにいた時間とおおよその距離をユーザーに知らせることができます。

プライバシー保護技術
COVID-19の拡散を封じ込めるのに最も成功した一部の国では、スマートフォンベースのアプローチを使用して連絡先の追跡を行っていますが、研究者はこれらのアプローチが常に個人のプライバシーを保護しているわけではないと指摘しています。 たとえば韓国は、診断された人が家を出た場合に当局に通知するアプリを実装しており、人々のGPSデータを利用して、どこにいたかを正確に特定できます。

「私たちは、位置を追跡したり、GPSを使用したり、個人のIDや電話番号を、電話が発しているこれらのランダムな番号に添付したりしていません。」と、MIT Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory（ CSAIL）とこの取り組みの共同主任研究者。 「私たちが望んでいるのは、誰もが何も明かしたり、誰かに明かしたりせずに、連絡を取っていたかどうかを確認する共有プロセスに参加できるようにすることです。」

選択が鍵です。 ヴァイツナー氏は、このシステムを、ドアをノックして、答えないという人々の権利を守るドアのようなものだと見ている。 ただし、COVID-19の拡散を阻止するためにオプトインできるすべての人がそうすることを望んでいます。 「このシステムを実際に機能させるには、人口の大部分がオプトインする必要があります。あらゆるBluetoothデバイスを世に送り出します。これをエコシステム全体にすることは非常に重要です」と彼は言います。

公衆衛生への影響
開発プロセス全体を通じて、研究者は医療諮問チームと緊密に連携して、このシステムが連絡先の追跡作業に効果的に貢献するようにしています。 このチームは、感染症の専門家であり、ハーバード大学医学部の准教授であり、グローバルマサチューセッツ総合病院センターのエグゼクティブディレクターであるLouise Iversが率いています。

「米国がこの流行を本当に封じ込めるためには、確認されたケースについてより広範囲の連絡先を追跡できるようにする、より積極的なアプローチが必要です。この自動化されたプライバシー保護アプローチは、流行を拡大する能力を大きく変える可能性があります。ここで制御し、他のグローバル設定で使用するように適合させることができます」とアイバーズは言います。 「また、この技術は、公衆衛生当局が特定の地域で暴露された症例との接触をどのように管理したいかに柔軟に対応できる点も優れています。

たとえば、システムは誰かに自己隔離する必要があることを通知したり、アプリからチェックインして日常の症状や健康状態について専門家に連絡したりするように要求することができます。 他の状況では、公衆衛生担当者は、ケースのクラスターに気づいた場合、この人に検査を依頼することができます。

接触追跡を迅速かつ大規模に行う機能は、発生の曲線を平坦化するだけでなく、コミュニティが曲線の下方にある場合に人々が安全に公共の生活に入ることができるようにするためにも効果的です。 「私たちは人々が注意深く通常の生活に戻ることができるようにしたいと同時に、発生の特定のベクターを注意深く隔離して識別するこの能力も持っている」とリベスト氏は言う。

実施に向けて
リンカーン研究所のエンジニアは、システムのプロトタイピングを主導しています。 最も困難な技術的課題のXNUMXつは相互運用性を実現することです。つまり、iPhoneからのチャープをAndroidデバイスで拾ったり、その逆を行ったりすることができます。 先週後半に行われた実験室でのテストにより、彼らがこの機能を達成していること、およびチャープがさまざまなメーカーやモデルの他の電話で拾われる可能性があることが証明されました。

実装に向けた次の重要なステップは、スマートフォンメーカーとソフトウェア開発者（Apple、Google、Microsoft）との連携です。 「彼らはここで重要な役割を果たしています。プロトタイプの目的は、これらの開発者がこれを実装できることを証明することです」とRivest氏は言います。 これらのコラボレーションが形成されるにつれ、チームはそのプロトタイプシステムを州および連邦政府機関にもデモしています。

Rivest氏は、コラボレーションによってこのプロジェクトが可能になったことを強調しています。 これらの共同研究者には、マサチューセッツ総合病院グローバルヘルスセンター、CSAIL、MITリンカーン研究所、ボストン大学、ブラウン大学、MITメディアラボ、ワイズマン科学研究所、SRIインターナショナルなどがあります。

チームはまた、同様のプライバシーを保護する連絡先追跡システムを開発するために、国中およびヨーロッパの他の取り組みと中心的で調整的な役割を果たすことを目指しています。

「このプロジェクトは本当の学問的なスタイルで行われています。これはコンテストではありません。システムを動作させるために、多くの人々が共同で取り組んでいることです」とRivest氏は言います。

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