“维特比vs.流行病”第九讲:数字接触追踪——南加州大学维特比|工程学院bob国际首页登录

(艺术/ SHUTIANYI李)

今年秋天，紧随其后美国国家工程院(美国)行动呼吁南加州大学维特比工程学院正在为工程师们提供“众包并集体集思广益针对冠状病毒疾病(COVID-19)的工程解决方案”bob国际首页登录“维特比vs.流行病!”-南加州大学维特比学院的新系列讲座，全面提供以工程为bob国际首页登录中心的框架，以应对和理解COVID-19大流行。

Cyrus Shahabi，计算机科学系主任

在为期11周的免费课程中，学生们可以接触到无数的主题，从通过定向进化估算风险和蛋白质工程，到计算机科学和电气工程学院在自动化人类安全技术、检测错误信息和数字接触追踪方面所做的贡献。一到两个小时的课程在周四下午6点举行。

11月5日，塞勒斯Shahabi(Helen N. and Emmett H. Jones工程教授、计算机科学、电子工程和空间科学教授)的讲座:数字联系人追踪．”

Shahabi，主席计算机科学系，讨论了收集人们的流动性和接触模式的各种方法，用于各种接触追踪和风险估计应用程序。

对于那些错过的人，你能简单地总结一下你的演讲吗?

数字接触者追踪这几乎是逐步放松居家令、让我们恢复工作和正常生活的唯一解决方案。

苹果公司和谷歌公司最近在收集“同位置”数据方面的一项努力是朝着正确的方向迈出的一步，该数据将利用基于蓝牙的接近检测技术实现大规模的实时接触追踪。但是，在本讲座中，我们讨论了纯蓝牙方法的局限性以及以保护隐私的方式收集位置痕迹的优点。然后，我们介绍了我们的整体平台，称为大流行风险评估平台(PREP)，其中包括与任何接触者追踪应用程序相补充的接触者地图和风险分析。然后，我们演示了PREP的一些组件的当前状态，包括我们的接触者追踪应用程序和仪表板(面向卫生从业者)和密度映射仪表板(面向政策制定者)。最后，我们讨论了PREP平台在风险评分计算和隐私保护数据收集方面的一些研究挑战，并提出了我们解决这些挑战的方法。

为什么这项研究很重要?它将如何帮助对抗COVID?

在冠状病毒(COVID-19)大流行期间，各国期待重新开放经济活动，确保公共安全一直具有挑战性。虽然接触者追踪仅旨在追踪受感染用户的过去活动，但安全重新开放的一条途径是制定可靠的时空风险评分，以表明疾病的倾向。因此，随着病例数量达到创纪录水平，以及普遍出现大流行疲劳感，开发实用工具以安全应对疾病以恢复正常活动变得非常重要。PREP是一个整体平台，不仅可以实现数字接触追踪，还可以为不同地区和个人分配风险评分，以显示每个地区对每个人的危险程度。这既可用于政府级别的政策制定，也可用于个人决策(例如，避免高风险地区或在个人风险较高时进行检测)。

你如何将你的研究与学术界或工业界的类似研究或想法进行比较?

我们的数字联系人追踪方法超越了学术界和工业界提出的手机应用程序——其中最受欢迎的是最近的努力由苹果公司和谷歌公司收集同址数据。

虽然这些方法可以通过基于蓝牙的接近检测实现大规模的实时接触追踪，它们仍然有一些局限性．首先，由于蓝牙设备的覆盖范围相对较广——包括信号穿透墙壁、天花板和地板——这种方法会导致许多误报。你不太可能被一个你从未见过面的人直接感染，但你的手机只使用蓝牙不会知道这一点。

例如，我们需要更多的数据(例如，你与某人的社会关系，从以前的频繁接触中推断出来)来确定你直接接触过谁，而不是碰巧住在隔壁酒店房间的人。此外，根据设计，拟议的方法将提醒与确诊病例有过接触的任何人，包括这些假阳性病例。当我们都在家的时候，这种方法可能是有效的，但一旦我们都回到工作和学校，我们每个人可能每天都会收到几个警报，以至于我们对它们变得麻木。在过去，我们在国内一些地区的汽车防盗警报和龙卷风和风暴警报中看到了同样的效果，并带来了灾难性的后果。在讲座中，我们详细讨论了其他差异。

就你的工作而言，接下来的步骤和/或里程碑是什么?

虽然基于位置的风险评分可以用来控制重新开放，但我们未来的工作需要开发个人层面的用户特定风险评分。实现这一目标的一种方法是将用户轨迹预测模型与我们的时空风险预测模型结合起来。任何用户级别的风险预测模型都将涉及协调相关的隐私问题。最后，我们想使用我们的传播模拟器，它使用真实世界的签到数据来生成感染模式，来研究各种干预政策。例如，研究如果风险得分高的个人(例如高于0.8)自我隔离或风险得分高的场所(如购物中心或餐馆)停止接待新客户，感染率会降低多少。

跟我们说说你的合作者吧。每个人都有什么独特的技能?在这项工作中，您是否与医生、临床医生或其他非工程师合作?

负责开发PREP各种成分的主要团队由我的研究人员领导:卢西亚诺·诺塞拉博士(Luciano Nocera)，与我的三位博士生Sepanta Zeighami、Kien Nguyen和Ritesh Ahuja合作;一名硕士研究生闵思韬;以及三名本科生，cameron Shahabi, ying哲(Nikki) Liu和Abbas Zaidi。

在PREP的设计和开发过程中，我们与来自不同学科和不同大学的大量同事合作。我们的项目部分由美国国家科学基金会RAPID基金资助。为了这笔赠款，我们组建了一个来自三个研究所的多学科团队:

埃默里大学
- 李雄(计算机科学与生物医学信息学)
- 维姬·赫茨伯格(护理)
- 兰斯·沃勒(公共卫生)
南加州大学
- Cyrus Shahabi (CS, ECE，和空间科学)
德克萨斯大学健康科学中心
- 蒋晓倩(生物医学信息学)
- 艾米·富兰克林(生物医学信息学)

我们还与南加州大学的接触者追踪小组委员会密切合作，该小组委员会由南加州大学研究副校长Maja matariic教授领导，成员包括来自几所学校的同事，包括南加州大学负责学生健康的副教务长Sarah Van Orman博士;南加州大学数据隐私主管鲍勃·格罗斯(Bob Gross);以及南加州大学首席信息官道格拉斯·舒克(Douglas Shook)。我们的南加州大学密度图正在与南加州大学ITS合作开发。最后，我们的联系人追踪应用程序的早期版本是与库恩教授迪安生物科学教授和他的团队。对于我们的风险评分分析，我们与刘岩教授以及她的博士后Sirisha Rambhatla博士。

我认为，只有在所有利益攸关方参与设计和开发的情况下，像PREP这样至关重要的系统才能产生现实影响。这就是为什么在PREP设计和开发的每一步中，我们都有这个了不起的合作团队的参与。

你能分享一个大流行生活中的故事吗?它对你的工作和家庭有什么影响?你在做什么来保持理智?

3月底，我们的房子被水损坏了，因为大流行，我们不能离开房子。所以，在两个月的时间里，我们一直住在房子里，直到它被拆除和修复。在疫情期间，我们最终还购买了另一处房产，搬了家，并卖掉了旧房子。

这给我和我的家庭带来了很大的损失，但最后，一切都很好。我过去经常出差，并没有意识到这对我在日复一日的工作中休息有多大帮助。没有旅行，也没有去学校与学生和同事们一起玩，我意识到我工作中最好的部分已经没有了。因此，我真的很期待回到正常的生活。也就是说，我很庆幸我还有一份工作，我的家人也很健康。为了保持清醒，我锻炼:慢跑、瑜伽、拉伸和举重，平均每天至少锻炼30分钟。我还和朋友一起散步，每周至少一两次。

从研究的角度来看，你认为这种病毒或整个大流行最令人惊讶或最违反直觉的方面是什么?

令我惊讶的是，我们对这种病毒、它如何传播以及早期对人类的影响知之甚少，而我们花了很长时间才了解这些。

我们仍然不知道为什么有些人受到如此严重的影响，有些人甚至没有任何症状。我们也不知道一个人在患病后能有多长时间的免疫力。我还感到惊讶的是，人们愿意分享位置信息，并相信公司会一直跟踪我们的位置——无论是为了节省几分钟的通勤时间，还是为了获得下一站星巴克的优惠券——但却不相信这些公司会把我们的位置数据提供给我们，从而阻止一场大流行。作为消费者，我们已经为方便而使用技术，为什么不让它发挥作用来拯救生命呢?