Un système radio à faible coût pourrait aider à suivre la propagation de la maladie

Afin de limiter la propagation des maladies tout en préservant la vie privée, une équipe de recherche interdisciplinaire du National Institute of Standards and Technology (NIST) a conçu et testé des dispositifs et des méthodes à faible coût capables de détecter le moment où des personnes ou des animaux entrent en contact étroit avec chacun d'entre eux. autre.

Les appareils portables combinent du matériel radio Bluetooth commercial avec des fonctionnalités cryptographiques NIST. Bien qu'il ne soit pas toujours fiable pour estimer la distance entre les porteurs, le système NIST peut être utile pour la recherche sur la façon dont les personnes et les animaux se déplacent dans les espaces et interagissent. Le système peut offrir des avantages par rapport à la recherche des contacts à l'aide de smartphones, qui ne sont pas utilisés de manière cohérente dans certains contextes et peuvent être moins confidentiels.

Dix-sept volontaires dans 10 ménages ont participé à l'étude du NIST sur les performances du système pendant les activités normales. Les appareils étaient portés ou placés dans la maison pour collecter des données pendant au moins une heure par jour. Les chercheurs ont mesuré la force des signaux radio reçus par les appareils pour estimer la distance entre les volontaires. Ils ont défini une «rencontre» comme se produisant lorsque les porteurs d'appareils se sont approchés à moins de deux mètres l'un de l'autre pendant au moins 15 minutes, sur la base de la définition de contact étroit des Centers for Disease Control and Prevention. Les participants ont également été invités à se connecter manuellement quand et pendant combien de temps ils pensaient avoir eu une rencontre.

Les résultats ont montré une certaine corrélation entre la force du signal radio reçu et la distance entre les porteurs, mais les estimations n'étaient pas fiables en raison des effets de variables telles que la direction à laquelle l'utilisateur faisait face. Il y avait également une incertitude quant à la manière de traiter les compromis, comme la quantité d'erreur de distance acceptable ou si les rencontres rapprochées étaient correctement définies en termes de leur effet possible sur la transmission de la maladie.

"Je ne pense pas que quiconque comprenne ce compromis - personne ne sait comment optimiser pour arrêter la propagation de la maladie", a déclaré Sae Woo Nam, membre du NIST. "Cependant, ce système nous permet de commencer à collecter des données sur la façon dont les gens se rencontrent, ce qui peut nous aider à créer des interventions pour aider à arrêter la propagation de la maladie."

Les performances de l'appareil peuvent être améliorées en utilisant davantage de canaux radio, de meilleures antennes ou en ajoutant davantage de méthodes de détection telles que la télémétrie par ultrasons. Mais même telle quelle, la méthode NIST peut aider à identifier les contacts présentant un potentiel de transmission d'un virus aéroporté tel que celui qui cause le COVID-19.

Le système pourrait aider à concevoir des bâtiments pour la résilience à la pandémie en montant des dispositifs à des points fixes dans des zones mal ventilées telles que les ascenseurs, a déclaré Nam. Le système pourrait être utile dans des environnements tels que les maisons de retraite, où les smartphones ne sont pas surveillés en permanence, ainsi que pour suivre les animaux afin de comprendre leurs interactions dans le but de limiter la propagation des maladies.

"La maladie anéantit des troupeaux entiers d'animaux et met en péril notre approvisionnement alimentaire", a déclaré Nam. « C'est quelque chose auquel nous devrions penser pour la sécurité alimentaire. Nous voulons également traiter les animaux avec humanité, et c'est un outil pour aider à empêcher les animaux de tomber malades et aider à comprendre comment ils tombent malades."

Le système NIST utilise une méthode cryptographique, similaire à celle utilisée dans les transactions Web sécurisées. Il combine des clés de cryptage publiques transmises par radio pour créer une clé secrète partagée unique à chaque rencontre. Lorsque deux appareils détectent qu'ils sont proches, ils génèrent un identifiant de rencontre unique et crypté basé sur un nombre aléatoire. Cela empêche les cyberattaques qui pourraient résulter de la diffusion d'identifiants d'appareils. L'identifiant de rencontre n'est pas lié aux appareils ou aux personnes qui le portent, ce qui préserve la confidentialité. Les données anonymisées sur les rencontres fournissent des informations sur l'utilisation des bâtiments (ou d'autres espaces) qui peuvent éclairer les décisions concernant le nombre sûr d'occupants et les contrôles environnementaux.