聯合國可持續發展目標之一是做好預防傳染病傳播的準備。在Covid-19大流行期間，這一目標從未像現在這樣重要。技術在戰勝傳染病方面發揮著重要作用，物聯網是我們技術寶庫的重要組成部分。降低成本、自主遠程護理和診斷，以及新獲得的患者數據，只是物聯網改變醫療保健的幾個方面。在疾病控制方面，無線和物聯網技術提供了強有力的解決方案。
我們通常認為物聯網是由傳感器和無線微控制器組成的網絡，但這只是物聯網的物理層。整體而言，物聯網是大規模的分佈式計算。據估計，物聯網的240億智能連接設備可以收集和執行前所未有的海量數據。在病毒應對中，更多的數據意味著更好的決策和更好的應對計劃。兩者對於預防和控制疾病的傳播都至關重要。
接觸者追蹤
在大流行出現之際，最緊迫的任務是追蹤和隔離那些可能與感染者有過接觸的人。這是控制疾病的一種方法。傳統的聯繫人跟蹤技術依賴於對受試者的採訪和對他們的提問。這種方法成本高、耗時長，而且容易出現人為錯誤。人口密集的城市之間的人口流動加劇了這一問題，也透露出了傳統方法的弱點。
傳統契約跟蹤的替代方案依賴於無線技術(RFID、藍牙低能耗、GPS、Wi-Fi和磁場信號)進行詳細的位置跟蹤。與傳統方法不同，無線技術提供了與確診病例互動的持續時間和接近程度的信息。低功耗藍牙(BLE)是應用最廣泛的物聯網標準之一，可以提供相對較高的位置跟蹤精度。與Wi-Fi和蜂窩定位相比，低功耗藍牙BLE 可以提供一個數量級的精度，比鄰近檢測更高。這種改進的準確性在對追蹤到的接觸者進行分類和對較密切接觸者的響應進行優先排序時是至關重要的。低功耗藍牙提供了大量的位置跟蹤方案，如RSSI和到達角(AoA)。低功耗藍牙標準也廣泛應用於我們的智能手機和大多數可穿戴設備。
在大流行期間，部署藍牙標記是另一個改進應對計劃的解決方案。從長遠來看，這意味著在人口密集的城市地區部署數百甚至數千個藍牙標籤和智能設備。為了克服消息衝突，需要對這類藍牙設備進行模板範圍的優化，這可能意味著丟失一個高度敏感的聯繫人，因為他們的設備沒有記錄與已確認的對象的交互。
生物傳感器和現場測試
大流行應對的另一個關鍵任務是現場檢測。由於缺乏廣泛可用的Covid-19檢測試劑盒，每當我們檢查Covid-19數據時，都只能看到冰山一角。如果能夠更廣泛地提供檢測試劑盒，紐約市Covid-19病毒的無限制傳播本可以減少到最低程度。在世界上偏遠和發展中地區，成本效益和可快速部署的診斷設備也是一項基本需求，因為那裡缺乏訓練有素的人員和裝備齊全的醫療中心，可能導致疫情失控。
除了具有成本效益外，診斷設備還必須可靠、靈敏、便攜和用戶友好。此外，如果它們可以完全或部分一次性，易於複製，並且功能小巧那就更好的。雲連接的生物傳感器完全符合這一要求。倫敦帝國理工學院的研究人員展示了一種能夠早期檢測疾病的芯片實驗室。患者的體驗相當簡單，將病人的樣本提取到一次性藥筒中，30分鐘內，測試就完成了。
從技術角度來說,它的原理是: 墨盒被加載到芯片上的實驗室設備中，該設備包含一系列安裝在CMOS芯片上的ISFET傳感器，這些傳感器與微控制器相連，通過藍牙將數據傳輸到雲或智能手機應用程序中。所使用的生物傳感器ISFET與MOSFET晶體管非常相似，不同之處在於金屬柵極被一個離子敏感結構所取代。ISFET生物傳感器可以測量溶液中的離子濃度。傳感器對芯片表面的反應進行離子成像，從而能夠實時監測DNA擴增。監測這一生物過程相當於檢測病毒感染。這一演示展示了物聯網如何為微不足道的技術提供動力，使無處不在的普適計算成為可能，並允許前所未有的現場測試能力。從長遠來看，這種芯片上的實驗室技術，儘管要便宜得多，但它類似於雅培公司(Abbott Labs)的盒裝檢測試劑盒，該試劑盒在過去幾周內得到了FDA的快速批准並投入使用。
ISFET生物傳感器基本上是一個MOSFET晶體管，其金屬柵被一個離子敏感結構所取代。
醫療物聯網
美國疾病控制與預防中心估計，僅在美國醫院，每年的健康獲得性感染(在一次與健康有關的訪問中被感染的人數)就高達170萬。在大流行期間，這一數字不僅會增加，還會在我們最需要衛生專業人員的時候造成短缺。在大流行期間，我們如何降低醫院感染的風險?
醫療物聯網(IoMT)是時候登場了。IDC估計，超過70%的醫療服務提供商已經部署了IoMT，這對未來的大流行預防是個好消息。物聯網的根本之處在於，它能將任何物體轉化為數據來源。在IoMT的情況下，“對象”是醫學上的物體，可以是心率監測器、輪椅或可穿戴設備。連續生成的患者健康數據流(PGHD)可用於分析患者的健康狀態。在一個龐大的計劃中，從患者群體收集的數據可以用來加速醫學研究和發展。
在醫院部署更多的自動化和技術，如IoMT床邊設備，這意味著減少與傳染病患者的互動，增加醫護人員的保護。隨時可得到病人的資料將減少住院的需要和時間。這與不斷髮展的遠程醫生就診、遠程診斷和監測技術密切相關。儘管隨著IoMT和自動化的興起，這一點很重要，但除了流行病之外，這項技術並沒有取代人與人之間的聯繫，而這正是病人護理的關鍵部分。如果說IoMT有什麼不同的話，那就是它為醫生提供了更多的時間來關注他們工作中的人性方面，比如病人和家庭諮詢。
IoMT還加強了對老年人或慢性病患者的遠程護理，在當前Covid-19大流行的情況下，這可能意味著大幅減少對最脆弱人群的接觸。在疫情期間，以最少的互動照顧老人對避免生命危險至關重要。有了虛擬助手、醫療傳感器和智能家居，我們可以讓脆弱的人群保持身體安全和心理健康。
進一步實現遠程醫療
疫情發生後，為了讓非發熱相關的病人少去醫院，降低與潛在的新冠肺炎患者發生交叉感染的風險，各地紛紛推出了遠程問診、遠程醫療解決方案。
遠程問診更多還是將一些普通病症移到線上，在疫情高發期，全國有幾百萬的醫生在線義診，幫助這些非肺炎相關的病人解決看病的問題。
而遠程醫療在這次疫情的診斷中也起到很大的作用，各地的專家們不必全部到達湖北當地的醫院，通過遠程會診的方式，幫助一些疑難病例做分析和診斷，極大地提高了醫療診斷的效率。
隨著5G技術的普及，其提供的蜂窩網絡無論從穩定性還是帶寬方面都有了巨大的提升，遠程會診也會慢慢在醫院中普及開來，甚至在一些手術室，在一些關鍵部位的攻關階段，也可以通過遠程會診系統把專家接入進來，一起解決手術中的問題。
“無接觸式”科技強化社區防控
在社區疫情防控上面，民間的組織力量不可謂不強大，執行力爆表，並且貢獻了很多“無接觸式”的好點子，我們來看看在社區防控方面運用了物聯網技術的哪些解決方案。
額溫槍
本質上是一種熱敏紅外傳感器，把人體的溫度通過無接觸的方式採集下來，為門禁管理人員（或系統）提供決策數據。
現在一些人臉識別門禁系統，也同時支持了人臉識別（針對帶口罩有調整算法）和溫度檢測，這些「感知層」收集到數據之後，通過網絡傳遞到服務器上做決策，最後決定放行與否。
物聯網在這裡整合了感知層、通信層、計算層和決策層，提供了更智能的解決方案，無需安排大量人手做重複的測溫工作。只需要對異常的人員進行二次確認處理即可，無論是在小區管理還是在工業園區的復產復工上做有廣泛的應用。
居家人員管理
針對一些重點疫區有相關接觸史人員的居家管理，也是社區疫情防控中的重要部分。比較粗暴的方案是，把相關人員的門進行物理封鎖，這種做法引起了很多被封鎖人的不滿，甚至引發更多接觸式的衝突。
目前比較常見的兩種解決方案，能夠方便而安全地做到居家的監控：
一是門磁感應物聯網方案，在入戶門安裝上感應門磁，門磁感應到有移動時，通過其低功耗蜂窩網絡（NB－IoT）連接到服務器，發出告警給到監管人員，監管人員採取行動到現場檢查確認。
還有一種是通過網絡攝像頭（IPC）的方式，通過在被監管人員入戶門口安裝網絡攝像頭，為了方便佈線，一般使用無線的WiFi或者4G網絡聯網。攝像頭側融入AI技術，對門口做移動監測，發現有異常時，推送告警到監管者，同時可以播放語音告警，監管者可以在遠程集中管理即可，亦可通過語音遠程和被監管者溝通，達到勸阻的效果。這種方式可以實現高效率、無接觸、0死角的社區防控。
無人機巡邏
在疫情高發期，針對於一些流落在路上的零散人員的巡邏，有些地方出動了無人機。無人機上搭載攝像頭，攝像頭通過4G／5G網絡把視頻傳送給監控後臺，監管人員通過監控後臺即可遠程巡邏，巡邏到了異常人員之後，通過網絡通知無人機上的語音喇叭播放告警內容，達到遠程勸阻的效果，大量節省了上街巡邏的人力。
安全威脅
如果不解決安全和隱私問題，對IoMT和物聯網的使用就不會那麼放心。雖然物聯網技術已經發展到足以將數據從對象來回傳送到雲端，但設備和數據安全仍然是個問題。這就解釋了為什麼醫療服務提供商一直在他們的後端系統中部署物聯網，並對IoMT的新前沿技術調動了多少客戶接口持謹慎態度。患者對智能可穿戴式醫療傳感器的擔心是有道理的，因為它會不斷地傳遞有關他們健康狀況的敏感信息。此外，在疫情的情況下，特別是在接觸者追蹤方面，數據隱私成為一個敏感問題。如果我們在人群中部署藍牙標籤，以便在大流行發生時追蹤接觸者，那麼誰擁有收集到的數據?這些敏感數據能夠在多大程度上被訪問和操縱?
物聯網的隱私和安全漏洞必須在該技術到達醫療消費者手中之前得到解決。解決這些問題需要立法、經濟、醫療和技術領域的參與者共同努力。從技術角度來看，已經有大量的創新來保護硬件和軟件設備免受黑客攻擊。例如，Silicon Labs的Secure Vault技術為每個無線芯片生成一個獨特的簽名，就像出生證明一樣。這意味著在芯片上進行的計算只對物聯網服務提供商可用，而不向附近的黑客開放。然而，如何建立消費者對供應商處理其個人數據的信任仍是一個懸而未決的問題。
物聯網技術可以在幫助預防和管理當前和未來的流行病方面發揮帶頭作用。在流行病面前，大規模部署的物聯網為人類提供了前所未有的大量數據和分析。控制疾病的傳播變得更加有效，可以幫助我們利用物聯網技術跟蹤、測試和治療整個人群。
翻譯自——eetimes
閱讀更多 電子工程世界 的文章
