Bluetooth-contactopsporing heeft grotere, betere gegevens nodig

Hoe goed kunnen apps voor het traceren van contacten werken in lastige situaties zoals een drukke metro? Foto door KE ATLAS op Unsplash

U kent Bluetooth misschien het beste om u te helpen bij het koppelen van uw hoofdtelefoon en smartphone, maar de 21 jaar oude draadloze technologie krijgt een nieuwe golf van aandacht nu het de kern vormt van apps voor het traceren van contacten die zijn ontworpen om te laten zien of u mogelijk bent blootgesteld aan het nieuwe coronavirus.

Google en Apple bouwen bijvoorbeeld een systeem om contact te volgen tussen mensen die de ziekte zouden kunnen verspreiden. Het idee is simpel: aangezien Bluetooth constant naar andere apparaten zoekt, kan je telefoon draadloze signalen gebruiken om te zien wie je in de buurt bent geweest. Iemand die een positieve diagnose krijgt, kan dit aan de app vertellen, die iedereen die in de buurt is geweest zal informeren over de risico's van mogelijke overdracht.

In werkelijkheid kan het verkrijgen van de juiste informatie van Bluetooth echter een gecompliceerde en technisch moeilijke taak zijn, waar experts hard aan werken om ze op tijd te perfectioneren. Een vraag beantwoorden als Hoe dicht moet je bij een persoon zijn en hoe lang om risico te lopen? is moeilijk, maar zelfs het verkrijgen van nauwkeurige metingen van Bluetooth-signalen is een zeer moeilijk probleem.

Verwant verhaal

Hoe Apple en Google hun covid-privacyprobleem aanpakken Het inschakelen van contacttracering op miljarden telefoons is een belangrijke stap. Maar zullen mensen hen voldoende vertrouwen om het succesvol te maken?

Hoe Bluetooth afstand meet

Bluetooth is de gekozen oplossing voor de meeste contacttracering, omdat het een signaal met laag vermogen is dat in de meeste telefoons aanwezig is, zeer goed bestand is tegen blokkering en kan worden gebruikt op een manier die de privacy behoudt. Als onderdeel van zijn normale werking kan het de sterkte van een signaal van een andere telefoon meten (bekend als de RSSI of de indicator voor de ontvangen signaalsterkte). In theorie is de hoeveelheid stroom evenredig met de afstand, dus het kan worden gebruikt om te meten hoe ver de twee telefoons van elkaar verwijderd zijn. Een sterk signaal betekent dichtbij; een zwakke betekent dat de telefoons verder uit elkaar staan. Zo kan een bepaalde signaalsterkte tussen twee telefoons wijzen op een contactgebeurtenis tussen hun eigenaren.

Hoe Bluetooth-signalen ingewikkeld worden

In werkelijkheid kunnen veel dingen die signalen verpesten en de gegevens onjuist maken. Dingen zoals muren, menselijke lichamen, zakken of zelfs de nabijheid van meerdere telefoons tegelijk kunnen de metingen verstoren. in een recente nieuwsbrief , sprak Casey Newton van de rand met de voormalige nationale coördinator voor gezondheidsinformatietechnologie bij het ministerie van Volksgezondheid en Human Services, Farzad Mostashari, die sceptisch is dat Bluetooth de klus kan klaren.

Een probleem is dat een dergelijk systeem veel valse positieven kan opleveren, vertelde Mostashari aan Newton. Als ik in de open lucht ben, kunnen mijn Bluetooth en jouw Bluetooth elkaar pingen, zelfs als je veel meer dan twee meter verwijderd bent, zei hij. Je zou door de muur van mij in een appartement kunnen zijn, en het zou kunnen pingen dat we een nabijheidsevenement hebben. Je zou op een andere verdieping van het gebouw kunnen zijn en het zou kunnen pingen. Je zou langs me kunnen fietsen in de open lucht en het zou kunnen pingen.

Hoe Bluetooth het fout kan doen

Er zijn veel andere mogelijke bronnen van fouten. Als uw telefoon bijvoorbeeld rechtop in uw zak staat - in staande in plaats van liggende modus - kan dit de hoeveelheid ontvangen stroom aanzienlijk veranderen. Dat alleen al kan het lijken alsof iemand aan de andere kant van de kamer slechts een paar voet van je verwijderd is.

'Het is helemaal niet hopeloos... Er zitten ook andere sensoren op je telefoon.'

Een andere eenvoudige maar gevaarlijke manier waarop Bluetooth het mis kan hebben, heeft te maken met de manier waarop het signaal door het menselijk lichaam gaat. Als jij en ik rug aan rug staan, letterlijk aanrakend, zou dat moeten registreren als een contactgebeurtenis. Maar als we telefoons vasthouden die de signalen door ons lichaam sturen, kan de meting zwak zijn en verkeerd worden geïnterpreteerd als afstand. Aan de andere kant, als we worden gescheiden door flinterdunne appartementsmuren, zou het kunnen worden gelezen als een contactgebeurtenis, terwijl het er absoluut niet een is. Alle objecten en oppervlakken om je heen kunnen het signaal op de een of andere manier beïnvloeden, en zelfs de software, als je bijvoorbeeld een Android gebruikt en ik een iPhone, kan voor verwarring zorgen.

Alleen al deze paar problemen kunnen een aanzienlijke fout opleveren als ze niet op de juiste manier worden verantwoord.

Experts zoals Swarun Kumar, de leider van het Emerging Technology Lab aan de Carnegie Mellon University, zijn het erover eens dat het moeilijk is om nabijheidsdetectie goed te krijgen. Vijf jaar geleden, Kumar's Proefschrift betrokken onderzoek naar nauwkeurige draadloze locatiebepaling.

Dit is een grote uitdaging voor elke app voor het traceren van contacten die we bouwen, zei hij op MIT's ImPACT 2020, een recente conferentie over privacybeschermende contacttracering .

Wat technologen doen om het goed te krijgen

De situatie kan echter worden verbeterd door meer rekening te houden met gegevens en door meer te leren over het correct interpreteren van signalen, zei Kumar.

Het is helemaal niet hopeloos, zei hij. Er zijn ook andere sensoren op je telefoon. De omgevingslichtsensor kan u bijvoorbeeld vertellen of uw telefoon in uw zak of tas zit, wat u vertelt over mogelijke blokkades. Uw versnellingsmeters helpen; je kompas en gyroscoop kunnen je vertellen hoe een apparaat op meerdere vlakken is georiënteerd.

Jennifer Watson, een onderzoeker aan het Lincoln Laboratory van MIT, heeft een project geleid waarbij teamleden in quarantaine in hun eigen huis hebben gemeten hoe variabelen zoals locatie, telefoonoriëntatie, andere telefoons, indicatoren van buiten versus binnen en verschillende materialen signalen kunnen beïnvloeden.

Er is een enorme variabiliteit in ontvangen signalen, zei ze bij ImPACT. Wat we wilden doen, is dit heel snel op een eenvoudige manier onder de knie krijgen.

Verwant verhaal

Wat de wereld van Kerala kan leren over hoe covid-19 te bestrijden Het inside-verhaal van hoe een Indiase staat de curve afvlakt door middel van epische niveaus van contactopsporing en sociale bijstand.

Het begrijpen van deze variabiliteit en de bronnen ervan is de sleutel tot het begrijpen van de signaalgekte. In plaats van de exacte afstand te meten, probeert het team van Watson het probleem te vereenvoudigen en alleen te begrijpen of twee mensen dichtbij of ver van elkaar zijn. Het verzamelen van metingen van de sensoren van een telefoon helpt de waarschijnlijkheid van nabijheid en risico te meten. Het doel is om een ​​combinatie van verschillende tools te gebruiken om vertrouwen op te bouwen over metingen in een arena met veel ruimte voor twijfel.

Noch Apple noch Google hebben gereageerd op recente vragen over de Bluetooth-technologie, maar in de afgelopen week of zo hebben beide gezegd dat ze de problemen onderzoeken.

Waarom dit zo belangrijk is

Technologen en medische experts weten allebei dat dit van cruciaal belang is, of zo goed mogelijk. Ze weten ook dat de technologie een aanvulling zal zijn op het soort handmatige contactopsporing waar epidemiologen de afgelopen eeuw op hebben vertrouwd: mensen die met mensen praten en ziekten volgen via één-op-één-gesprekken.

Voor de hightechbenadering zijn experts echter van mening dat het essentieel is om veel onafhankelijke metingen uit meerdere bronnen te verzamelen.

Hoe meer waarnemingen we hebben, hoe robuuster de prestaties we uit een detector kunnen halen, zei Watson. Een enkele observatie zal veel valse alarmen veroorzaken. Hoe meer observaties ik heb... hoe robuuster de prestaties. Het is geen wondermiddel, maar dit is een benadering om vertrouwen te krijgen in geautomatiseerde contacttracering, zodat we de benaderingen kunnen verbeteren die de volksgezondheidsafdelingen echt proberen te doen.

zich verstoppen