Bruk og utvikling av programvare for å redusere pandemien mot COVID -19 - Use and development of software for COVID-19 pandemic mitigation

Ulike typer programvare er utviklet og brukt for å dempe COVID-19-pandemien . Disse inkluderer mobilapper for kontaktsporing og varsler om infeksjonsrisiko, digitale pass som bekrefter ens vaksinasjonsstatus, programvare for å muliggjøre - eller forbedre effektiviteten av - lockdowns og sosial distansering generelt, webprogramvare for opprettelse av relaterte informasjonstjenester og programvare for forskning og utvikling for å redusere COVID-19.

Kontaktsporing

En app for kontaktsporing

COVID-19-apper er mobilprogramvare for digital kontaktsporing under COVID-19-pandemien , dvs. prosessen med å identifisere personer ("kontakter") som kan ha vært i kontakt med en infisert person.

Mange applikasjoner er utviklet eller foreslått, med offisiell støtte fra myndighetene i noen territorier og jurisdiksjoner. Flere rammer for å bygge apper for kontaktsporing er utviklet. Det er tatt opp bekymringer om personvern, spesielt om systemer som er basert på sporing av den geografiske plasseringen til appbrukere.

Mindre påtrengende alternativer inkluderer bruk av Bluetooth -signaler for å logge brukerens nærhet til andre mobiltelefoner. April 2020 kunngjorde Google og Apple i fellesskap at de ville integrere funksjonalitet for å støtte slike Bluetooth-baserte apper direkte i deres Android- og iOS- operativsystemer . Indias COVID-19 sporingsapp Aarogya Setu ble verdens raskest voksende applikasjon, og slo Pokémon Go med 50 millioner brukere i de første 13 dagene av utgivelsen. ( Full artikkel ... )

Design

Mange forskjellige apper for kontaktsporing er utviklet. Designbeslutninger som de som angår brukernes personvern og datalagring og -sikkerhet varierer mellom appene. I de fleste tilfeller er de forskjellige appene ikke kompatible, noe som kan redusere effektiviteten når flere apper brukes i et land eller når folk reiser over landegrenser. Det har blitt foreslått at det å bygge en enkelt åpen kildekode-app (eller et lite sett med slike) som kan brukes av alle, sikrer interoperabilitet og er utviklet som en robust app alle bruker sin energi på-for en samlet arbeidsstyrke, standardisert optimal design og kombinert maksimal innovativ kapasitet, ville vært å foretrekke fremfor en så parallell utvikling.

Bruk og effektivitet

En uincentivisert og alltid helt frivillig bruk av slike digitale kontaktsporingsapper av publikum ble funnet å være lav, selv om appene er bygget for å bevare personvernet, noe som fører til lav nytte av programvaren for pandemikjempning fra april 2021. Mangel på mulig funksjoner og vedvarende, utbredte feil reduserte nytten ytterligere. Bruk av en slik app generelt eller under bestemte tider er i mange eller alle tilfeller ikke beviselig.

Innsjekkingsfunksjonalitet

Noen apper tillater også "innsjekkinger" som muliggjør kontaktsporing og varsling om eksponering etter at du har kommet inn på offentlige arenaer, for eksempel treningssentre.

Digitale vaksinasjonssertifikater

Digitale vaksinepass og vaksinasjonssertifikater er og bruker programvare for å verifisere en persons vaksinasjonsstatus for koronavirus.

Slike sertifikater kan gjøre det mulig for vaksinerte personer å få tilgang til arrangementer, bygninger og tjenester i offentligheten, for eksempel fly, konsertlokaler og helseklubber og reise over landegrensene. Dette kan muliggjøre delvis gjenåpning. Lawrence Gostin uttalte at det er enorme økonomiske og sosiale insentiver for slike bevis på vaksinasjoner.

Hindringer og etiske implikasjoner

COVID-19-vaksiner distribueres vanligvis basert på infeksjonsrisiko og å gi privilegier basert på vaksinasjonsstatus-sertifisering har noen etiske implikasjoner , som noen av de andre mekanismene/faktorene som samfunnet gir privilegier til enkeltpersoner. For eksempel kan privilegier basert på vaksinasjonsstatus føre til at mennesker som ikke har høy risiko for COVID-19-infeksjon eller en alvorlig prognose for sykdommen, får en stor andel av det begrensede tilbudet av vaksinasjonsdoser (via samfunnets finansieringsmekanismer) og de vaksinerte skal få tillatelser som kan sees på som "urettferdige" av uvaksinerte mennesker. Slike sertifikater kan dessuten kreve et sett med manipuleringssikker, personvern- respekterende, verifiserbar, autentisitetssikrende , datagyldighetssikrende, sikker digital sertifiseringsteknologi-robust digital signatur- kryptografibasert programvare som kanskje ikke eksisterer ennå. Videre kan slike privilegieringsmekanismer forverre ulikhet, øke risikoen for bevisste infeksjoner eller overføring, og avhenge eller øke avhengigheten av inokulering som forhindrer overføring av COVID-19, som WHO anser som fortsatt en usikkerhet. Den offentlige helsemessige begrunnelsen for å unngå forebyggbar sykdom eller død av andre kan ikke deles eller kommuniseres effektivt til betydelige deler av befolkningen. En stor andel eldre har ikke smarttelefoner som mange design for digitale vaksinasjonssertifikater kan stole på.

Design

Flere grupper har uttalt at felles standarder er viktige og at en enkelt og optimal standard for hvert formål ville være best. Ettersom det ikke finnes tilstrekkelige tekniske hurtige mekanismer for den kollektive utformingen-eller etablering av enighet om det-utvikler noen team kryss-kompatible løsninger. På samme måte er utformingen og utviklingen av slike teknologier svært parallell, snarere enn samarbeidende, effektiv og integrerende. Regjeringer liker ofte å sikre datasuverenitet . Ifølge noen eksperter burde nasjonale myndigheter ha utviklet - eller bidratt til å utvikle - et standardisert, sikkert, digitalt bevis på vaksinasjon tidligere. I USA utvikles slike digitale sertifikater av privat sektor, med et stort antall forskjellige løsninger som produseres av små bedriftsteam og ingen vaksinasjonsdatabase er designet av statlig finansierte organisasjoner. Utvikling av mange løsninger kan føre til et stort antall sikkerhetsproblemer og ingen svært robust, personvern-respektabel, utvidbar, utførbar og interoperabel programvare som imidlertid kan utvikles, forbedres eller bli en standard år etter at det store antallet apper er publisert og brukt. Saskia Popescu og Alexandra Phelan hevder at "alle tiltak for å innføre vaksinepass må koordineres internasjonalt".

Den WHO har etablert en - liten og nonparticipative - "arbeidsgruppe fokusert på å etablere standarder for en felles arkitektur for et digitalt sertifikat smart vaksinasjon for å støtte vaksine (r) mot COVID-19 og andre immuniseringer".

De COVID-19 legitimasjon Initiative arrangert av Linux Foundation Public Health (LFPH) er et globalt initiativ som arbeider for å utvikle og distribuere personvern bevar, tamper-tydelige og etterprøvlegitimasjonssertifiseringsprosjekter basert på den åpne standarden Verifiserbare Credentials (VK).

Cybersikkerhetsekspert Laurin Weissinger hevder at det er viktig for slik programvare å være helt gratis og åpen kildekode , å avklare konsepter og design rettidig, få det penetrasjonstestet av sikkerhetseksperter og å kommunisere hvilke og hvordan data samles inn og behandles som sådan ville være. nødvendig for å bygge nødvendig tillit. Jenny Wanger, programdirektør ved Linux Foundation, hevder også at det er avgjørende for at slik programvare skal være åpen kildekode. ACLUs seniorpolitiske analytiker Jay Stanley bekrefter denne oppfatningen og advarer om at en "arkitektur som ikke er bra for åpenhet, personvern eller brukerkontroll" kan sette en "dårlig standard" for fremtidige apper og systemer som er vert for legitimasjon.

I Israel, Estland og Island brukes slike pass allerede. Andre steder som New York kjøres pilotprogrammer. Mange andre land og fagforeninger vurderer eller planlegger slike pass og/eller sertifikater.

Programvare for fjernarbeid, fjernundervisning, telemedisin, produktlevering, e -forvaltning og videokonferanser

Nettsteder

Skjermbilde av en mal på engelsk Wikipedia som viser en samling artikler som er relatert til COVID-19-pandemien, fra 3. april 2021

Nettprogramvare har blitt brukt til å informere publikum om den siste tilstanden av pandemien. Den wiki Wikipedia og COVID-19 dashbord ble brukt mye for å skaffe en samlet, integrert og pålitelig informasjon om pandemien.

Wikimedia-prosjektet Scholia gir et grafisk grensesnitt rundt data i Wikidata -for eksempel litteratur om et spesifikt coronavirus-protein-som kan hjelpe med forskning, forskningsanalyse, gjøre data interoperable, automatiserte applikasjoner, regelmessige oppdateringer og data-mining.

Et mangfold av forskjellige nettsteder ble konsultert av innbyggere som proaktivt forsøkte å finne ut hvilke aktiviteter som var tillatt og hvilke som ikke var tillatt - for eksempel tidspunktene portforbud gjelder - som endret seg kontinuerlig gjennom pandemien og varierte også etter sted.

En studie fant at resultatene fra et tysk regjeringsorganisert hackathon som ble holdt via internett-teknologier var "håndgripelige".

Som svar på COVID-19-pandemien har en gruppe nettarkivarer brukt PHP- og Linux-baserte skyggebiblioteket Sci-Hub med åpen tilgang til å lage et arkiv med over 5000 artikler om koronavirus . De bekreftet at det for øyeblikket er ulovlig å gjøre arkivet åpent tilgjengelig, men anser det som en moralsk nødvendighet . Sci-Hub gir gratis tilgang til de fleste vitenskapelige publikasjoner om COVID-19-pandemien.

I tillegg har flere arv vitenskapelige utgivere opprettet portaler med åpen tilgang, inkludert Cambridge University Press , Europa -grenen av Scholarly Publishing and Academic Resources Coalition , The Lancet , John Wiley and Sons og Springer Nature .

Medisinsk programvare

GNU Health

GNU Health -pasientens hovedskjermbilde fra 2013

Den åpne kilden, Qt- og GTK-baserte GNU Health har en rekke standardfunksjoner som allerede er innebygd som gjør den nyttig under pandemier. Siden programvaren er åpen kildekode, lar den mange forskjellige parter samle innsatsen på et eksisterende enkelt integrert program - i stedet for forskjellige programmer for forskjellige formål eller forskjellige klienter og flere programmer for hvert formål - for å forbedre bruken av den under pandemien, samt tilpasse det til deres behov. Allerede eksisterende funksjoner inkluderer en måte å gjøre den kliniske informasjonen tilgjengelig på og bli oppdatert umiddelbart i enhver helseinstitusjon via den unike "Person Universal ID", laboratorietestrapportmaler og funksjoner, funksjonalitet for digital signering og kryptering av data samt lagring av medisinske journaler. Teoretisk sett kan programvaren brukes eller modifiseres for å hjelpe f.eks. COVID-19-testing og forskning om COVID-19, ettersom sikker deling av anonymiserte pasientbehandlinger, medisinsk historie og individuelle utfall-inkludert av vanlige primærleger-kan fremskynde slik forskning og kliniske studier . Programvaren har blitt ansett som en mulig ryggrad i en robust, bærekraftig folkehelseinfrastruktur basert på samarbeid.

Programvare for COVID-19 testing

I Bayern, Tyskland, ble en forsinkelse i å kommunisere 44 000 testresultater forårsaket av mangel på bruk eller forberedende oppsett eller utvikling av nødvendig programvare.

Håndtering av vaksiner

Programvare brukes til å distribuere vaksiner , som må holdes kalde, og for å registrere hvilke individer som allerede har mottatt en - og hvilken - vaksinasjon. Mangel på bruk eller forberedende oppsett eller utvikling av nødvendig programvare forårsaket forsinkelser og andre problemer.

Screening

I Kina ble web-teknologier brukt til å skjerme og lede enkeltpersoner til passende ressurser. I Taiwan ble infrarøde termokameraer brukt på flyplasser for raskt å oppdage personer med feber. Maskinlæring har blitt brukt for rask diagnose og risikoforutsigelse av COVID-19.

Karantene

Elektronisk overvåking hard og programvare har vært for å sikre og verifisere infiserte individeres tilslutning til karantene. Løsninger basert på mobilapper har imidlertid vist seg å være utilstrekkelige. Videre kan ulike programvaredesign true de sivile frihetene og krenke personvernet.

Nextstrain

SARS-CoV-2 mutasjonsgraf klader på Nextstrain

Nextstrain er en åpen kildekode-plattform for patogen genomiske data som om viral utvikling av SARS-CoV-2 og ble brukt mye under COVID-19-pandemien, for eksempel for forskning om nye varianter av SARS-CoV-2 .

Datadeling og opphavsrett

I mars 2021 kalte et forslag støttet av et stort antall organisasjoner og fremtredende forskere og eksperter og hovedsakelig initiert av organisasjoner i India og Sør-Afrika, den internasjonale myndigheten World Trade Organization (WTO) for å redusere opphavsrettsbarrierer mot forebygging av COVID-19, innesperring og behandling. I 2020 bemerket professor Sean Flynn at "Bare et mindretall av land gir tillatelse til å dele tekst- og datautvinning databaser mellom forskere som er nødvendige for samarbeid, inkludert på tvers av grenser."

Vaksineproduksjon

Programvare har blitt brukt i lekkasjer og industriell spionasje av vaksinerelaterte data. Maskinlæring har blitt brukt for å forbedre vaksineproduktiviteten.

Modelleringsprogramvare

Vitenskapelige programvaremodeller og simuleringer for SARS-CoV-2, inkludert spredning, funksjonelle mekanismer og egenskaper, effekt av potensielle behandlinger, overføringsrisiko , vaksinasjonsmodellering / overvåking, etc. ( beregningsvæskedynamikk , beregningsepidemiologi , beregningsbiologi / beregningssystembiologi , ...)

Modelleringsprogramvare og tilhørende programvare brukes også til å evaluere påvirkninger på miljøet (se #nettsteder ) og økonomien .

Resultater fra slike modeller brukes i vitenskapsbasert politikkutforming , vitenskapsbaserte anbefalinger og utvikling av behandlinger.

Folding@home

Den sammenleggbare@home -klienten

I mars 2020 den frivillige distribuert databehandling prosjekt Folding @ home ble verdens første system for å nå en exaFLOPS . Systemet simulerer proteinfolding , ble brukt til medisinsk forskning på COVID-19 og oppnådde en hastighet på omtrent 2,43 x86 exaFLOPS innen 13. april 2020-mange ganger raskere enn den raskeste superdatamaskinen til den datoen Summit .

Samme måned deltok også Rosetta@home distribuert databehandlingsprosjekt. Prosjektet bruker frivilliges datamaskiner til å modellere proteinene til SARS-CoV-2-viruset for å oppdage potensielle legemiddelmål eller utvikle nye proteiner for å nøytralisere viruset. Forskerne kunngjorde at de ved hjelp av Rosetta@home var i stand til å "nøyaktig forutsi atomskala strukturen til et viktig koronavirusprotein uker før det kunne måles i laboratoriet."

I mai 2020 ble OpenPandemics-COVID-19-partnerskapet lansert mellom Scripps Research og IBMs World Community Grid . Partnerskapet er et distribuert databehandlingsprosjekt som "automatisk vil kjøre et simulert eksperiment i bakgrunnen [av tilkoblede hjemme-PCer] som vil bidra til å forutsi effekten av en bestemt kjemisk forbindelse som en potensiell behandling for COVID-19 ."

COVID-19 medisin gjenbruker forskning og utvikling av medisiner

Superdatamaskiner-inkludert verdens raskeste single supercomputers Summit og Fugaku -har blitt brukt i forsøk på å identifisere potensielle behandlinger ved å kjøre simuleringer med data om eksisterende, allerede godkjente medisiner. To tidlige eksempler på superdatamaskinkonsortier er listet opp nedenfor:

  • I mars 2020 samlet USAs energidepartement , National Science Foundation , NASA , industri og ni universiteter ressurser for å få tilgang til superdatamaskiner fra IBM , kombinert med cloud computing -ressurser fra Hewlett Packard Enterprise , Amazon , Microsoft og Google , for å finne stoff . COVID-19 High Performance Computing Consortium tar også sikte på å forutsi sykdomsspredning, modellere mulige vaksiner og skjerme tusenvis av kjemiske forbindelser for å designe en COVID-19-vaksine eller terapi.
  • C3.ai Digital Transformation Institute, et ekstra konsortium av Microsoft, seks universiteter (inkludert Massachusetts Institute of Technology , medlem av det første konsortiet) og National Center for Supercomputer Applications i Illinois, som jobber i regi av C3.ai , et programvare for kunstig intelligens, samler superdatamaskinressurser mot legemiddelfunn, utvikling av medisinsk protokoll og forbedring av folkehelsestrategi, i tillegg til å gi store tilskudd til forskere som i mai foreslo å bruke AI til å utføre lignende oppgaver.

Se også

Referanser

Eksterne linker