Sistema Bluetooth de Bajo Coste de NIST Rastrea Propagación de Enfermedades Protegiendo la Privacidad

En esfuerzos para limitar la propagación de enfermedades preservando la privacidad, un equipo de investigación interdisciplinario del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) ha diseñado y probado dispositivos y métodos de bajo coste que pueden detectar cuándo personas o animales entran en contacto cercano entre sí.

Los dispositivos wearables combinan hardware de radio Bluetooth comercial con características criptográficas de NIST. Aunque no siempre son fiables en la estimación de la distancia entre usuarios, el sistema NIST puede ser útil para investigar cómo las personas y los animales se mueven por espacios e interactúan. El sistema puede ofrecer ventajas sobre el rastreo de contactos usando smartphones, que no se usan consistentemente en ciertos entornos y pueden ser menos privados.

Diecisiete voluntarios en 10 hogares participaron en el estudio de NIST sobre el rendimiento del sistema durante actividades normales. Los dispositivos se usaron o colocaron en la casa para recopilar datos durante al menos una hora al día. Los investigadores midieron la fuerza de las señales de radio recibidas por los dispositivos para estimar la distancia entre los voluntarios. Definieron un "encuentro" como que ocurre cuando los usuarios de dispositivos se acercaban a menos de dos metros entre sí durante al menos 15 minutos, basado en la definición de contacto cercano de los Centros para el Control y Prevención de Enfermedades. A los participantes también se les pidió registrar manualmente cuándo y durante cuánto tiempo pensaban que habían tenido un encuentro.

Los resultados mostraron alguna correlación entre la fuerza de la señal de radio recibida y la distancia entre usuarios, pero las estimaciones fueron poco fiables debido a efectos de variables como la dirección hacia la que miraba el usuario. También había incertidumbre sobre cómo procesar compensaciones, como cuánto error en la distancia era aceptable o si los encuentros cercanos estaban definidos adecuadamente en términos de su posible efecto en la transmisión de enfermedades.

"No creo que nadie entienda esa compensación —nadie sabe cómo hacer optimización para detener la propagación de enfermedades", dijo el Fellow de NIST Sae Woo Nam. "Sin embargo, este sistema nos permite empezar a recopilar datos sobre cómo las personas se encuentran entre sí que pueden ayudarnos a crear intervenciones para ayudar a detener la propagación de enfermedades".

El rendimiento del dispositivo podría mejorarse con el uso de más canales de radio, mejores antenas o añadiendo más métodos de detección como medición por ultrasonidos. Pero incluso tal como está, el método de NIST puede ayudar a identificar contactos con cierto potencial de transmisión de un virus transmitido por el aire como el que causa COVID-19.

El sistema podría ayudar en el diseño de edificios para resiliencia pandémica montando dispositivos en puntos fijos en áreas con mala ventilación como ascensores, dijo Nam. El sistema podría ser útil en entornos como residencias de ancianos, donde los smartphones no se monitorizan continuamente, así como en el seguimiento de animales para entender sus interacciones con el propósito de limitar la propagación de enfermedades.

"Las enfermedades arrasan bandadas enteras de animales y ponen en peligro nuestro suministro de alimentos", dijo Nam. "Esto es algo en lo que deberíamos pensar para la seguridad alimentaria. También queremos tratar a los animales humanamente, y esta es una herramienta para ayudar a prevenir que los animales se enfermen y entender cómo se enferman".

El sistema de NIST usa un método criptográfico, similar al usado en transacciones web seguras. Combina claves de cifrado público transmitidas por radio para crear una clave secreta compartida única para cada encuentro. Cuando dos dispositivos detectan que están cerca, generan un ID de encuentro único y encriptado basado en un número aleatorio. Esto previene ciberataques que podrían resultar de la difusión de IDs de dispositivos. El ID de encuentro no está vinculado a los dispositivos ni a las personas que lo llevan, preservando la privacidad. Los datos anonimizados sobre encuentros proporcionan información sobre el uso de edificios (u otros espacios) que pueden informar decisiones sobre números seguros de ocupantes y controles ambientales.