Einsatz und Entwicklung von Software zur Eindämmung der COVID-19-Pandemie - Use and development of software for COVID-19 pandemic mitigation
Zur Eindämmung der COVID-19-Pandemie wurden verschiedene Arten von Software entwickelt und eingesetzt . Dazu gehören mobile Apps zur Kontaktverfolgung und Benachrichtigung über Infektionsrisiken, digitale Reisepässe zur Überprüfung des Impfstatus, Software zur Ermöglichung – oder Verbesserung der Wirksamkeit – von Lockdowns und Social Distancing im Allgemeinen, Websoftware zur Erstellung entsprechender Informationsdienste und Software für die Forschung und Entwicklung zur Eindämmung von COVID-19.
Kontaktverfolgung
COVID-19-Apps sind mobile Softwareanwendungen zur digitalen Kontaktverfolgung während der COVID-19-Pandemie , also der Identifizierung von Personen ("Kontakten"), die möglicherweise Kontakt zu einer infizierten Person hatten.
Zahlreiche Anwendungen wurden mit offizieller staatlicher Unterstützung in einigen Gebieten und Gerichtsbarkeiten entwickelt oder vorgeschlagen. Es wurden mehrere Frameworks zum Erstellen von Contact-Tracing-Apps entwickelt. Datenschutzbedenken wurden geäußert, insbesondere in Bezug auf Systeme, die auf der Verfolgung des geografischen Standorts von App-Benutzern basieren.
Weniger aufdringliche Alternativen umfassen die Verwendung von Bluetooth- Signalen, um die Nähe eines Benutzers zu anderen Mobiltelefonen zu protokollieren. Am 10. April 2020 haben Google und Apple gemeinsam angekündigt, Funktionen zur Unterstützung solcher Bluetooth-basierten Apps direkt in ihre Android- und iOS- Betriebssysteme zu integrieren . Indiens COVID-19-Tracking-App Aarogya Setu wurde zur am schnellsten wachsenden Anwendung der Welt und schlug Pokémon Go mit 50 Millionen Nutzern in den ersten 13 Tagen nach seiner Veröffentlichung. ( Ganzer Artikel... )
Entwurf
Viele verschiedene Kontaktverfolgungs-Apps wurden entwickelt. Design Entscheidungen wie diejenigen, die Privatsphäre der Nutzer beziehen und Datenspeicherung und -sicherheit variieren zwischen den Anwendungen. In den meisten Fällen sind die verschiedenen Apps nicht interoperabel, was ihre Wirksamkeit verringern kann, wenn mehrere Apps innerhalb eines Landes verwendet werden oder wenn Menschen über Landesgrenzen hinweg reisen. Es wurde vorgeschlagen, eine einzige Open-Source-App (oder eine kleine Gruppe solcher) zu erstellen, die von allen genutzt werden kann, die Interoperabilität gewährleistet und als robuste App entwickelt wird, in die jeder seine Energie steckt – für eine gebündelte Belegschaft, standardisiert optimales Design und kombinierte maximale Innovationskraft, wäre einer solch hochparallelen Entwicklung vorzuziehen gewesen.
Anwendung und Wirksamkeit
Es wurde festgestellt, dass eine unangemessene und immer völlig freiwillige Nutzung solcher digitaler Kontaktverfolgungs- Apps durch die Öffentlichkeit gering ist, selbst wenn die Apps auf Datenschutz ausgerichtet sind, was zu einem geringen Nutzen der Software zur Eindämmung von Pandemien ab April 2021 führt Funktionen und anhaltende, häufige Fehler reduzierten ihren Nutzen weiter. Die Nutzung einer solchen App generell oder zu bestimmten Zeiten ist in vielen oder allen Fällen nicht nachweisbar.
Check-in-Funktionalität
Einige Apps erlauben auch "Check-ins", die die Kontaktverfolgung und Kontaktbenachrichtigungen nach dem Betreten öffentlicher Orte wie Fitnessstudios ermöglichen.
Digitale Impfbescheinigungen
Digitale Impfpässe und Impfbescheinigungen sind und verwenden Software zur Überprüfung des Coronavirus-Impfstatus einer Person.
Solche Bescheinigungen können geimpften Personen den Zugang zu öffentlichen Veranstaltungen, Gebäuden und Dienstleistungen wie Flugzeugen, Konzertstätten und Fitnessstudios sowie grenzüberschreitenden Reisen ermöglichen. Dies kann teilweise Wiedereröffnungen ermöglichen. Lawrence Gostin erklärte, dass für solche Impfnachweise ein enormer wirtschaftlicher und sozialer Anreiz bestehe.
Hürden und ethische Implikationen
COVID-19-Impfstoffe werden normalerweise auf der Grundlage des Infektionsrisikos verteilt, und die Gewährung von Privilegien auf der Grundlage einer Impfstatus-Zertifizierung hat einige ethische Implikationen , wie jeder der anderen Mechanismen/Faktoren, durch die die Gesellschaft Einzelpersonen Privilegien gewährt. Zum Beispiel können Privilegien aufgrund des Impfstatus dazu führen, dass Personen, die kein hohes Risiko für eine COVID-19-Infektion oder eine schwere Prognose der Krankheit haben, einen großen Teil des begrenzten Angebots an Impfdosen (über die Finanzierungsmechanismen der Gesellschaft) erhalten und den Geimpften Genehmigungen zu erteilen, die von Ungeimpften als "ungerecht" angesehen werden könnten. Darüber hinaus sind solche Zertifikate könnten eine Reihe von manipulationssicheren, erfordern Privatsphäre -respecting, überprüfbare, Authentizität zur Sicherstellung, Datenvalidität-Gewährleistung, sichere digitale Zertifizierung Technologien - robuste digitale Signatur Kryptographie-basierte Software , die noch nicht existieren. Darüber hinaus können solche Privilegierungsmechanismen die Ungleichheit verschärfen, das Risiko einer absichtlichen Infektion oder Übertragung erhöhen und die Abhängigkeit von einer Impfung zur Verhinderung der Übertragung von COVID-19 abhängen oder erhöhen, was die WHO nach wie vor als Unsicherheit erachtet. Die Begründung der öffentlichen Gesundheit, vermeidbare Krankheiten oder den Tod anderer zu vermeiden, darf nicht an bedeutende Teile der Bevölkerung weitergegeben oder wirksam kommuniziert werden. Ein großer Teil der älteren Menschen hat kein Smartphone, auf das sich viele digitale Impfausweise verlassen können.
Entwurf
Mehrere Gruppen haben erklärt, dass gemeinsame Standards wichtig sind und dass ein einziger gemeinsamer und optimaler Standard für jeden Zweck am besten wäre. Da es keine adäquaten technischen Schnellmechanismen für die gemeinsame Gestaltung – oder die Erzielung eines festen Konsens dafür – gibt, entwickeln einige Teams übergreifende Lösungen. Ebenso ist das Design und die Entwicklung solcher Technologien in hohem Maße parallel und nicht kollaborativ, effizient und integrativ. Regierungen oft und gerne , um sicherzustellen , Datenhoheit . Nach Ansicht einiger Experten hätten die nationalen Regierungen früher einen standardisierten, sicheren, digitalen Impfnachweis entwickeln oder mitentwickeln sollen. In den USA werden solche digitalen Zertifikate von der Privatwirtschaft entwickelt, wobei eine große Anzahl verschiedener Lösungen von kleinen Unternehmensteams erstellt werden und keine Impfdatenbank von staatlich finanzierten Organisationen erstellt wird. Die Entwicklung vieler Lösungen kann zu einer Vielzahl von Sicherheitslücken führen und keine sehr robuste, datenschutzkonforme, erweiterbare, performante und interoperable Software, die jedoch Jahre nach der Veröffentlichung der großen Anzahl von Apps entwickelt, verbessert oder zum Standard werden kann und verwendet. Saskia Popescu und Alexandra Phelan argumentieren, dass "jegliche Schritte zur Einführung von Impfstoffpässen international koordiniert werden müssen".
Die WHO hat eine – kleine und nicht partizipative – „Arbeitsgruppe eingerichtet, die sich auf die Festlegung von Standards für eine gemeinsame Architektur für ein digitales intelligentes Impfzertifikat zur Unterstützung von Impfstoffen gegen COVID-19 und andere Impfungen konzentriert“.
Die COVID-19 Credentials Initiative, die von der Linux Foundation Public Health (LFPH) gehostet wird, ist eine globale Initiative, die daran arbeitet, die Privatsphäre schützende, manipulationssichere und überprüfbare Zertifizierungsprojekte für Anmeldeinformationen basierend auf dem offenen Standard Verifiable Credentials (VCs) zu entwickeln und bereitzustellen .
Cybersicherheitsexpertin Laurin Weissinger argumentiert, dass es wichtig ist, dass solche Software vollständig frei und Open Source ist, Konzepte und Designs rechtzeitig geklärt, von Sicherheitsexperten Penetrationstests unterzogen und kommuniziert wird, welche und wie Daten gesammelt und verarbeitet werden benötigt, um das erforderliche Vertrauen aufzubauen. Auch Jenny Wanger, Programmdirektorin der Linux Foundation, hält es für unabdingbar, dass solche Software Open Source ist. ACLU Senior Policy Analyst Jay Stanley bestätigt diese Annahme und warnt davor, dass eine „Architektur, die nicht gut für Transparenz, Datenschutz oder Benutzerkontrolle ist“, einen „schlechten Standard“ für zukünftige Apps und Systeme setzen könnte, die Anmeldeinformationen hosten.
In Israel, Estland und Island werden solche Pässe bereits verwendet. An anderen Orten wie New York laufen Pilotprogramme. Viele andere Länder und Gewerkschaften erwägen oder planen solche Pässe und/oder Zertifikate.
Software für Fernarbeit, Fernunterricht, Telemedizin, Produktlieferung, eGovernment und Videokonferenzen
Webseiten
Web-Software wurde verwendet, um die Öffentlichkeit über den neuesten Stand der Pandemie zu informieren. Das Wiki Wikipedia und die COVID-19-Dashboards wurden häufig verwendet, um aggregierte, integrierte und zuverlässige Informationen über die Pandemie zu erhalten.
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Scholia hat ein Profil für SARS-CoV-2 (Q82069695) . |
Das Wikimedia-Projekt Scholia bietet eine grafische Oberfläche rund um Daten in Wikidata – wie Literatur über ein bestimmtes Coronavirus-Protein – die bei der Forschung, Forschungsanalyse, der Interoperabilität von Daten, automatisierten Anwendungen, regelmäßigen Updates und Data-Mining helfen kann.
Eine Vielzahl unterschiedlicher Websites wurde von Bürgern konsultiert, die sich proaktiv bemühten, zu erfahren, welche Aktivitäten erlaubt und welche verboten waren – etwa die Zeiten, in denen Ausgangssperren gelten –, die sich während der Pandemie ständig änderten und auch je nach Standort variierten.
Eine Studie ergab, dass Ergebnisse eines von der deutschen Regierung organisierten Hackathons, der über Internet-Technologien abgehalten wurde, "greifbar" sind.
Als Reaktion auf die COVID-19-Pandemie hat eine Gruppe von Online-Archivaren die auf PHP und Linux basierende Open-Access - Schattenbibliothek Sci-Hub verwendet , um ein Archiv mit über 5000 Artikeln über Coronaviren zu erstellen . Sie bestätigten, dass es derzeit illegal ist, das Archiv öffentlich zugänglich zu machen, halten dies jedoch für eine moralische Notwendigkeit . Sci-Hub bietet kostenlosen vollständigen Zugang zu den meisten wissenschaftlichen Veröffentlichungen zur COVID-19-Pandemie.
Darüber hinaus haben mehrere ältere wissenschaftliche Verlage Open-Access-Portale erstellt, darunter Cambridge University Press , die Europa-Niederlassung der Scholarly Publishing and Academic Resources Coalition , The Lancet , John Wiley and Sons und Springer Nature .
Medizinische Software
GNU-Gesundheit
Das Open-Source-, Qt- und GTK-basierte GNU Health verfügt bereits über eine Vielzahl von Standardfunktionen, die es während Pandemien nützlich machen. Da die Software Open Source ist, können viele verschiedene Parteien ihre Bemühungen an einem bestehenden einzigen integrierten Programm bündeln – anstelle verschiedener Programme für verschiedene Zwecke oder verschiedene Clients und mehrere Programme für jeden Zweck –, um den Nutzen während der Pandemie zu erhöhen und anzupassen es auf ihre Bedürfnisse. Zu den bereits vorhandenen Funktionen gehören eine Möglichkeit zur Bereitstellung und sofortige Aktualisierung der klinischen Informationen in jeder Gesundheitseinrichtung über die einzigartige "Person Universal ID", Vorlagen und Funktionalitäten für Labortestberichte, Funktionen zum digitalen Signieren und Verschlüsseln von Daten sowie Speicherung von Krankenakten. Theoretisch könnte die Software verwendet oder modifiziert werden, um beispielsweise COVID-19-Tests und die Forschung zu COVID-19 zu unterstützen, da der sichere Austausch anonymisierter Patientenbehandlungen, Anamnese und individueller Ergebnisse – auch von Hausärzten – solche Forschungen und klinischen Studien beschleunigen kann . Die Software wurde als mögliches Rückgrat einer robusten, nachhaltigen öffentlichen Gesundheitsinfrastruktur auf der Grundlage von Kooperation betrachtet.
Software für COVID-19-Tests
In Bayern, Deutschland, wurde eine Verzögerung bei der Übermittlung von 44.000 Testergebnissen durch den fehlenden Einsatz oder die vorbereitende Einrichtung oder Entwicklung der erforderlichen Software verursacht.
Impfmanagement
Software wird eingesetzt, um die Verteilung von Impfstoffen , die kalt zu halten sind, zu verwalten und zu erfassen, welche Personen bereits eine – und welche – Impfung erhalten haben. Mangelnde Nutzung oder vorbereitende Einrichtung oder Entwicklung erforderlicher Software verursachte Verzögerungen und andere Probleme.
Screening
In China wurden Web-Technologien verwendet, um Einzelpersonen zu überprüfen und zu geeigneten Ressourcen zu leiten. In Taiwan wurden an Flughäfen Infrarot-Wärmebildkameras verwendet, um Personen mit Fieber schnell zu erkennen. Maschinelles Lernen wurde für die schnelle Diagnose und Risikovorhersage von COVID-19 verwendet.
Quarantäne
Elektronische Überwachungshard- und -software soll die Einhaltung der Quarantäne durch infizierte Personen sicherstellen und überprüfen. Lösungen, die auf mobilen Apps basieren, haben sich jedoch als unzureichend erwiesen. Darüber hinaus können verschiedene Softwaredesigns die bürgerlichen Freiheiten bedrohen und die Privatsphäre verletzen.
Nächster Stamm
Nextstrain ist eine Open-Source-Plattform für genomische Daten zu Krankheitserregern wie etwa zur viralen Evolution von SARS-CoV-2 und wurde während der COVID-19-Pandemie häufig verwendet, etwa für die Erforschung neuer Varianten von SARS-CoV-2 .
Datenfreigabe und Urheberrecht
Im März 2021 rief die internationale Behörde World Trade Organization (WTO) in einem Vorschlag, der von einer großen Anzahl von Organisationen und prominenten Forschern und Experten unterstützt und hauptsächlich von Organisationen in Indien und Südafrika initiiert wurde , die urheberrechtlichen Hindernisse für die COVID-19-Prävention und Eindämmung ab und Behandlung. Im Jahr 2020 stellte Professor Sean Flynn fest, dass „nur eine Minderheit der Länder die gemeinsame Nutzung von Text- und Data-Mining-Datenbanken zwischen Forschern genehmigen, die für die Zusammenarbeit benötigt werden, auch über die Grenzen hinweg.“
Impfstoffproduktion
Software wurde bei Lecks und Industriespionage von impfstoffbezogenen Daten verwendet. Maschinelles Lernen wurde angewendet, um die Impfstoffproduktivität zu verbessern.
Modellierungssoftware
Wissenschaftliche Softwaremodelle und Simulationen für SARS-CoV-2, einschließlich Verbreitung, Funktionsmechanismen und Eigenschaften, Wirksamkeit potenzieller Behandlungen, Übertragungsrisiken , Impfmodellierung/-monitoring usw. ( Computational Fluid Dynamics , Computational Epidemiology , Computational Biology / Computational System Biology , ...)
Modellierungssoftware und zugehörige Software werden auch verwendet, um Auswirkungen auf die Umwelt (siehe #Websites ) und die Wirtschaft zu bewerten .
Ergebnisse aus solchen Modellen werden in der wissenschaftsbasierten Politikgestaltung , wissenschaftsbasierten Empfehlungen und der Entwicklung von Behandlungen verwendet.
Falten@home
Im März 2020 erreichte das freiwillige Distributed-Computing- Projekt Folding@home als weltweit erstes System ein exaFLOPS . Das System simuliert die Proteinfaltung , wurde für die medizinische Forschung auf COVID-19 verwendet und mit einer Geschwindigkeit von etwa 2,43 x 86 Exaflops von 13. April 2020 erreicht - ein Vielfaches schneller als der schnellste Supercomputer zu diesem Zeitpunkt Summit .
Im selben Monat schloss sich auch das Rosetta@home Distributed Computing-Projekt an. Das Projekt verwendet Computer von Freiwilligen, um die Proteine des SARS-CoV-2-Virus zu modellieren, um potenzielle Angriffspunkte für Medikamente zu entdecken oder neue Proteine zu entwickeln, um das Virus zu neutralisieren. Die Forscher gaben bekannt, dass sie mit Rosetta@home "die atomare Struktur eines wichtigen Coronavirus-Proteins Wochen genau vorhersagen konnten, bevor es im Labor gemessen werden konnte".
Im Mai 2020 wurde die OpenPademics-COVID-19-Partnerschaft zwischen Scripps Research und IBMs World Community Grid ins Leben gerufen . Die Partnerschaft ist ein verteiltes Computerprojekt, das "automatisch ein simuliertes Experiment im Hintergrund [von vernetzten Heim-PCs] durchführt, das dazu beiträgt , die Wirksamkeit einer bestimmten chemischen Verbindung als potenzielle Behandlung von COVID-19 vorherzusagen ".
Forschung und Arzneimittelentwicklung zur Umnutzung von COVID-19-Medikamenten
Supercomputer – darunter die weltweit schnellsten Einzelsupercomputer Summit und Fugaku – wurden eingesetzt, um potenzielle Behandlungen zu identifizieren, indem Simulationen mit Daten zu bestehenden, bereits zugelassenen Medikamenten durchgeführt wurden. Im Folgenden sind zwei frühe Beispiele für Supercomputer-Konsortien aufgeführt:
- Im März 2020 haben das Energieministerium der Vereinigten Staaten , die National Science Foundation , die NASA , die Industrie und neun Universitäten Ressourcen für den Zugriff auf Supercomputer von IBM gebündelt , kombiniert mit Cloud-Computing-Ressourcen von Hewlett Packard Enterprise , Amazon , Microsoft und Google für die Wirkstoffforschung . Das COVID-19 High Performance Computing Consortium zielt auch darauf ab, die Ausbreitung von Krankheiten vorherzusagen, mögliche Impfstoffe zu modellieren und Tausende von chemischen Verbindungen zu screenen, um einen COVID-19-Impfstoff oder eine COVID-19-Therapie zu entwickeln.
- Das C3.ai Digital Transformation Institute, ein zusätzliches Konsortium von Microsoft, sechs Universitäten (darunter das Massachusetts Institute of Technology , ein Mitglied des ersten Konsortiums) und das National Center for Supercomputer Applications in Illinois, das unter der Schirmherrschaft von C3.ai arbeitet , ein Softwareunternehmen für künstliche Intelligenz, bündelt Supercomputer-Ressourcen für die Wirkstoffforschung, die Entwicklung medizinischer Protokolle und die Verbesserung der Strategie im Bereich der öffentlichen Gesundheit und vergibt große Zuschüsse an Forscher, die bis Mai vorgeschlagen haben, KI für ähnliche Aufgaben einzusetzen.
Siehe auch
- Zeitleiste der Berechnung 2020–2029
- Pandemieprävention#Überwachung und Kartierung
- COVID-19-Überwachung
- Zusammenarbeit
- Informationsmanagement
- Open-Source-Beatmungsgerät
- Bioinformatik
- Auswirkungen der COVID-19-Pandemie auf Wissenschaft und Technologie#Computing and Machine Learning Research and Citizen Science
- Abschwächung der öffentlichen Gesundheit durch COVID-19#Informationstechnologie
- Technologiepolitik
Verweise
Externe Links
- Asadzadeh, Afsoon; Pakkhoo, Saba; Saeidabad, Mahsa Mirzaei; Khezri, Held; Ferdousi, Reza (1. Januar 2020). „Informationstechnologie im Notfallmanagement des COVID-19-Ausbruchs“ . Informatik in der Medizin freigeschaltet . 21 : 100475. doi : 10.1016/j.imu.2020.100475 . ISSN 2352-9148 . PMC 7661942 . PMID 33204821 ., eine wissenschaftliche Übersicht für einen Überblick darüber, wie IT-Anwendungen während des COVID-19- Ausbruchs und der Pandemie genutzt werden könnten