Śledzenie kontaktów Bluetooth wymaga większych, lepszych danych

Jak dobrze mogą działać aplikacje do śledzenia kontaktów w trudnych sytuacjach, takich jak zatłoczone metro? Zdjęcie autorstwa KE ATLAS na Unsplash

Być może znasz Bluetooth najlepiej, jeśli chodzi o pomoc w parowaniu słuchawek i smartfona, ale 21-letnia technologia bezprzewodowa zyskuje teraz nową falę uwagi, ponieważ znajduje się w samym sercu aplikacji do śledzenia kontaktów, które mają pokazać, czy możesz być narażony do nowego koronawirusa.

Na przykład Google i Apple budują system śledzenia kontaktów między osobami, które mogą rozprzestrzeniać chorobę. Pomysł jest prosty: ponieważ Bluetooth nieustannie skanuje w poszukiwaniu innych urządzeń, Twój telefon może używać sygnałów bezprzewodowych, aby zobaczyć, z kim byłeś w pobliżu. Ktoś, kto otrzyma pozytywną diagnozę, może poinformować aplikację, która poinformuje wszystkich znajdujących się w pobliżu, aby ostrzec ich o ryzyku możliwej transmisji.

W rzeczywistości jednak uzyskanie właściwych informacji z Bluetooth może być skomplikowanym i trudnym technicznie zadaniem, nad którym eksperci ciężko pracują, aby je udoskonalić na czas. Odpowiadając na pytanie typu Jak blisko osoby musisz być i na jak długo, aby być zagrożonym? jest trudne, ale nawet uzyskanie dokładnych pomiarów z sygnałów Bluetooth jest bardzo trudnym problemem.

Powiązana historia

Jak Apple i Google rozwiązują swój problem z prywatnością Umożliwienie śledzenia kontaktów na miliardach telefonów to znaczący krok. Ale czy ludzie ufają im na tyle, aby odnieść sukces?

Jak Bluetooth mierzy odległość?

Bluetooth to wybrane rozwiązanie do większości śledzenia kontaktów, ponieważ jest to sygnał o małej mocy, który jest obecny w większości telefonów, jest wysoce odporny na blokowanie i może być używany w sposób zapewniający prywatność. W ramach swojej normalnej pracy może mierzyć siłę sygnału z innego telefonu (znanego jako RSSI lub wskaźnik siły odbieranego sygnału). Teoretycznie ilość mocy jest proporcjonalna do odległości, więc można jej użyć do oceny odległości między dwoma telefonami. Silny sygnał oznacza bliskość; słaby oznacza, że ​​telefony są dalej od siebie. Tak więc pewna siła sygnału między dwoma telefonami może wskazywać na kontakt między ich właścicielami.

Jak sygnały Bluetooth się komplikują

W rzeczywistości wiele rzeczy może zepsuć sygnał i sprawić, że dane będą nieprawidłowe. Rzeczy takie jak ściany, ludzkie ciała, kieszenie, a nawet bliskość kilku telefonów jednocześnie mogą zaburzyć pomiary. W ostatnich biuletyn Informacyjny , Casey Newton z The Verge rozmawiał z byłym krajowym koordynatorem ds. technologii informatycznych w Departamencie Zdrowia i Opieki Społecznej, Farzadem Mostashari, który jest sceptyczny, czy Bluetooth może wykonać tę pracę.

Jednym z problemów jest to, że taki system może dać wiele fałszywych trafień, powiedział Mostashari Newtonowi. Powiedział, że jeśli jestem na otwartej przestrzeni, mój Bluetooth i twój Bluetooth mogą pingować się nawzajem, nawet jeśli jesteś znacznie dalej niż sześć stóp. Możesz przejść przez ścianę ode mnie w mieszkaniu i może świadczyć o tym, że mamy imprezę zbliżeniową. Możesz być na innym piętrze budynku i może dzwonić. Możesz jeździć na rowerze obok mnie na świeżym powietrzu i może dzwonić.

Jak Bluetooth może się pomylić?

Istnieje wiele innych potencjalnych źródeł błędów. Na przykład, jeśli telefon stoi w kieszeni - w trybie pionowym, a nie poziomym - może to znacznie zmienić ilość odbieranej mocy. Już samo to może sprawić, że wygląda na to, że ktoś po drugiej stronie pokoju znajduje się zaledwie kilka stóp od ciebie.

„To wcale nie jest beznadziejne… W twoim telefonie są też inne czujniki”.

Inny prosty, ale niebezpieczny sposób, w jaki Bluetooth może się pomylić, ma związek ze sposobem, w jaki sygnał przechodzi przez ludzkie ciało. Jeśli ty i ja stoimy plecami do siebie, dosłownie dotykając się, powinno to zostać zarejestrowane jako zdarzenie kontaktowe. Ale jeśli trzymamy telefony, które wysyłają sygnały przez nasze ciała, odczyt może być słaby i błędnie zinterpretowany jako odległość. Z drugiej strony, jeśli dzielą nas cienkie jak papier ściany mieszkania, można to odczytywać jako wydarzenie kontaktowe, podczas gdy na pewno nim nie jest. Wszystkie obiekty i powierzchnie wokół ciebie mogą wpływać na sygnał w taki czy inny sposób, a nawet oprogramowanie - na przykład, jeśli używasz Androida, a ja używam iPhone'a - może wprowadzać zamieszanie.

Tylko te kilka problemów może skutkować poważnymi błędami, jeśli nie zostaną odpowiednio uwzględnione.

Eksperci, tacy jak Swarun Kumar, lider Emerging Technology Lab na Uniwersytecie Carnegie Mellon, zgadzają się, że trudno jest prawidłowo wyczuć bliskość. Pięć lat temu Kumar praca doktorska obejmował badania nad precyzyjnym bezprzewodowym śledzeniem lokalizacji.

To duże wyzwanie dla każdej tworzonej przez nas aplikacji do śledzenia kontaktów, powiedział podczas niedawnej konferencji MIT ImPACT 2020 śledzenie kontaktów chroniące prywatność .

Co robią technolodzy, aby zrobić to dobrze

Sytuację można jednak poprawić, biorąc pod uwagę więcej danych i dowiadując się więcej o tym, jak prawidłowo interpretować sygnały, powiedział Kumar.

To wcale nie jest beznadziejne, powiedział. W telefonie są również inne czujniki. Na przykład czujnik światła otoczenia może powiedzieć, czy telefon znajduje się w kieszeni lub torebce, co informuje o potencjalnych blokadach. Twoje akcelerometry pomagają; Twój kompas i żyroskop mogą powiedzieć, jak urządzenie jest zorientowane na wielu płaszczyznach.

Jennifer Watson, badaczka z Lincoln Laboratory w MIT, prowadziła projekt, w ramach którego członkowie zespołu poddani kwarantannie mierzyli we własnych domach, w jaki sposób zmienne, takie jak lokalizacja, orientacja telefonu, inne telefony, wskaźniki zewnętrzne i wewnętrzne oraz różne materiały mogą wpływać na sygnały.

Jak powiedziała w ImPACT, istnieje ogromna zmienność odbieranych sygnałów. Chcieliśmy załatwić to bardzo szybko w prosty sposób.

Powiązana historia

Czego świat może się nauczyć od Kerali o tym, jak walczyć z Covid-19 Wewnętrzna historia o tym, jak jeden z indyjskich stanów spłaszcza krzywą poprzez epickie poziomy śledzenia kontaktów i pomocy społecznej.

Zrozumienie tej zmienności i jej źródeł jest kluczem do zrozumienia szaleństwa sygnału. Zamiast mierzyć dokładną odległość, zespół Watsona stara się uprościć problem i po prostu zrozumieć, czy dwie osoby są blisko, czy daleko od siebie. Zbieranie pomiarów z czujników telefonu pomaga ocenić prawdopodobieństwo bliskości i ryzyka. Celem jest użycie kombinacji różnych narzędzi, aby zbudować pewność pomiarów na arenie z dużą ilością miejsca na wątpliwości.

Ani Apple, ani Google nie odpowiedziały na ostatnie pytania dotyczące technologii Bluetooth, ale w ciągu ostatniego tygodnia obaj powiedzieli, że badają problemy.

Dlaczego to takie ważne

Zarówno technologowie, jak i eksperci medyczni wiedzą, że uzyskanie tego w odpowiedni sposób – lub jak najbardziej zbliżone do tego, jak to możliwe – jest kluczowe. Wiedzą też, że technologia będzie uzupełnieniem tego rodzaju ręcznego śledzenia kontaktów, na którym epidemiolodzy polegali przez ostatnie stulecie: ludzie rozmawiający z ludźmi i śledzący choroby poprzez rozmowy jeden na jeden.

Eksperci uważają jednak, że w przypadku podejścia high-tech kluczowe jest zebranie wielu niezależnych pomiarów z wielu źródeł.

Im więcej mamy obserwacji, tym lepsze wyniki możemy uzyskać z detektora, powiedział Watson. Pojedyncza obserwacja wywoła wiele fałszywych alarmów. Im więcej obserwacji mam… tym mocniejsza wydajność. To nie jest srebrna kula, ale jest to sposób na uzyskanie zaufania do automatycznego śledzenia kontaktów, dzięki czemu możemy zwiększyć podejścia, które wydziały zdrowia publicznego naprawdę łamią sobie plecy, próbując to zrobić.

ukryć