08_Corona Tracking_EIKI - Echtzeit Infektionskontrolle

Verarbeitung von Bewegungs- und Gesundheitsdaten in Echtzeit, zur Erstellung aktueller Prognosen zum Ansteckungsrisiko, sowie Test- und Handlungsempfehlungen zur Unterbrechung von Infektionsketten.

Comment 3

EIKI steht für Echtzeit Infektionskontrolle und Informationssystem

Video: https://youtu.be/YwgSFTj48pk

Mit EIKI wollen wir dazu beitragen Ansteckungen zu vermeiden, indem wir

  • Nutzern und Behörden geeignete Informationen zu orts- und kontaktbezogenen Ansteckungsrisiken zur Verfügung stellen,
  • die Nachverfolgung und Unterbrechung von Infektionsketten ermöglichen,
  • die Durchsetzung von Ausgangsbeschränkungen mittels Tracking sowie Abfragen und Kontrollmöglichkeiten unterstützen.

Außerdem wollen wir helfen Testkapazitäten effizienter zu nutzen, in dem wir Risikoprofile einzelner Nutzer erstellen und darauf basierend Tests vorschlagen.

EIKI ist ein Teil eines großen Puzzles. Uns ist klar, dass es vieler Puzzleteile bedarf um COVID-19 zu besiegen. Ein zentrales Tool zur Datenverarbeitung und Aufbereitung ist dabei allerdings essentiel.

Innerhalb von 48 Stunden wurde EIKI aus der Einsicht geboren, dass wir in Europa eine nie dagewesene Bedrohung mit Mitteln aus dem letzten Jahrhundert bekämpfen und es eindeutig bessere Wege gibt. Allgemeine Ausgangsbeschränkungen und Shutdowns mögen momentan noch notwendig und effektiv sein, sie richten aber auch gewaltigen Schaden an. Mit den Daten und der direkten Kommunikation zwischen Bürgern und Behörden die EIKI möglich macht, kann ein modernes, effizientes und vor allem milderes Mittel zur Pandemiebekämpfung bereitgestellt werden. Unser Konzept zeigt, dass die dafür notwendige Technologie bereits besteht und die rechtlichen Rahmenbedingungen nicht entgegenstehen. Durch die weite Verbreitung von Smartphones, welche über Satellitennavigation und Bluetooth verfügen (über 80% in Deutschland) steht auch die notwendige Infrastruktur bereit.

EIKI soll nicht kommerziell betrieben werden, sondern als Tool der Exekutiven dienen. Nur durch den flächendeckenden Einsatz können die enormen Vorteile von EIKE verwirklicht werden. Wir stellen uns daher einen landes- oder bundesweiten Einsatz durch die Gesundheitsbehörden vor.

Funktion

Die Schlüsselfähigkeiten von EIKI sind:

  • Orts- und zeitabhängige Aufzeichnung von Kontakten mit Ansteckungspotential (Contact Tracking)
  • Regelmäßige Abfrage typischer COVID-19 Symptome
  • Registrierung und automatische Bekanntgabe von Testergebnissen
  • Echtzeit Risikoprofile basierend auf
    • Kontakten der letzten 14 Tage
    • typischer Symptomatik
    • Testergebnissen und Risikoprofilen aller Kontakte
  • Automatische Testempfehlungen basierend auf echtzeit Risikoprofilen

Weitere Fähigkeiten sind:

  • Plattform zur direkten Kommunikation zwischen Behörden und Bürgern
  • Datenbasierte Entscheidungshilfen zur Anordnung von Infektionsschutzmaßnahmen
  • Überwachung und Überprüfung von Ausgangsbeschränkungen und Quarantänemaßnahmen
  • Bereitstellung von Empfehlungen und Hinweisen zum Infektionsschutz
  • Bereitstellung umfassender Daten zu Infektionsketten, Infektionclustern und Bewegungsmustern.

Die intelligente Kombination der Gesundheitsdaten und Testergebnissen mit Kontakt- und Bewegungsdaten, erlaubt es Infektionsketten effizient aufzudecken. Mit jedem positiven Testergebnis werden in Echtzeit weitere gefährdete Kontakte des infizierten ermittelt. Diese können dann innerhalb von Sekunden benachrichtigt und umgehend selbst getestet werden.

Zusatzfunktionen, wie das Informations- und Kontaktportale liefern schnelle Antworten bei Fragen und Problemen. Testergebnisse können direkt in der App angezeigt werden und Maßnahmen, wie die Anordnung von Quarantäne oder Ausgangsbeschränkungen können punktuell entschieden und individuell übermittelt werden. Im Fall von Ausgangsbeschränkungen oder Quarantäne kann durch ein Ticketsystem die Umsetzung der Maßnahme dynamisch gesteuert und überwacht werden. Der Einsatz vertrauenswürdiger Servern und End-zu-End Verschlüsselung sowie der Beachtung von Datensparsamkeit gewährleistet eine bestmögliche Umsetzung des Datenschutzes und stellt eine hohe Akzeptanz in der Bevölkerung sicher.

image

Contact Tracking

Im Freien:

Durch die Mitnahme von Galileo und GPS werden die GNSS Daten umso genauer. Nur mit solchen Daten, können Abstände unter einem Meter genau bestimmt werden. Unternehmen wie Beispielsweise Flamingo haben zusätzliche Stationen installiert, um das Signal zusätzlich zu verstärken. Durch einen Hackathon stehen wir mit der Firma in Kontakt und konnten die Angebote bereits begutachten. Rohe Daten der Satelliten müssten nicht selbst umgerechnet werden, sondern könnten durch Partnerschaften bsp. mit Flamingo realisiert werden. Im Freien wird das GNSS Signal nicht stark gestört, sodass die Position der Nutzer fortlaufend analysiert werden kann. Wir der Abstand zweier Personen unter 1,5 Meter geschätzt, so bekommen diese Personen einen Kontaktpunkt zugeschrieben. Dabei wird eine Referenz zu dem Risikoprofil der jeweils anderen Personen behalten. Sensitive Informationen wie Bewegungsprofile werden nicht gespeichert. Identitäten werden besonders gesichert verschlüsselt und nach 3 Wochen gelöscht.

In Gebäuden:

Durch die Wände können keine Satellitendaten genutzt werden, um die Position zu bestimmen. Auch Informationen wie WLAN Signalstärke wäre zu ungenau, um einen Personenkontakt mit möglichst hoher Wahrscheinlichkeit vorherzusagen. Deshalb wollen wir für unsere Lösung Bluetooth Low Energy (BLE) vorschlagen. Die Signalstärke kann gemessen werden um eine Aussage übe die Entfernung zu geben. Dabei gibt es verschiedene Signalstärkestufen (z.B. 1,2,3,4,5,6). Geräte können sowohl Empfänger als auch Transmitter gleichzeitig sein. Die App kann mit Bluetooth sogar aus dem Hintergrund “aufgeweckt” und aktiviert werden. Wenn ein Signal mit der Signature der EIKI-App erkannt wurde mit einer höchstmöglichen Genauigkeit, so kann davon ausgegangen werden, dass ein Kontakt vorlag. Sollte das BLE Signal ausgestellt werden, so kann dies wieder die App aufwecken und die Person als Geist markieren.

Beide Möglichkeiten können sowohl einen Kontakt feststellen, als auch die Dauer dieses Kontaktes messen.

Symptomabfrage

Die App ermöglicht es den Nutzern ihre aktuellen Symptome einzutragen. Aufgrund der momentanen Datenlagen haben wir die Symptomabfrage auf die 3 häufigsten im Rahmen einer COVID-19-Infektion auftretenden Symptome beschränkt. Auch vor dem Verlassen des Hauses wird der Nutzer nach aktuellen Symptomen befragt. Wenn behördlich gewünscht, kann darauf basierend eine Empfehlung ausgesprochen werden, etwa das Haus nicht zu verlassen oder einen Mundschutz zur Vermeidung der Ansteckung anderer zu tragen.

Schaubild, häufige Symptome

(Auftreten der häufigsten Symptomen bei COVID-19-Fällen in China (n = 55.924 laborbestätigte Fälle; Stand 20.02.2020) Quelle: Robert Koch-Institut)

image

Echtzeit Risikoprofil

Für jeden Nutzer wird ein echtzeit Risikoprofil bereitgestellt, welches auf Kontakten der letzten 14 Tage, der typischer Symptomatik und Testergebnissen und Risikoprofilen aller Kontakte basiert. Weil sich derzeit aufgrund der unsicheren Datenlage keine absolute Wahrscheinlichkeit einer Ansteckung bestimmen lässt, wird das spezifische Risiko jedes Nutzers über ein Ranking abgebildet. Nutzer mit den meisten Risikofaktoren (die Anzahl der Kontakte insgesamt Anzahl der Kontakte zu Infizierten und das Vorliegen von Symptomen, jeweils unterschiedlich gewichtet) stehen oben im Ranking, das Ranking ist absteigend.

image

Einbeziehung von Testergebnissen

Besonders ist vor allem, dass automatisch Testergebnisse von Kontakten aus der Vergangenheit berücksichtigt werden. Sobald ein Nutzer positive getestet wird, fließt dies in Echtzeit in die Risikobewertung aller Nutzer ein, mit denen dieser Kontakt hatte. Dadurch sind Infektionsketten immer aktuell und Maßnahmen können ohne Verzögerung eingeleitet werden.

image

Testmepfehlungen

Anhand des Ranking wird empfohlen Nutzer auf COVID-19 zu testen. Je nach behördlich zugesagter Testkapazität wird täglich eine bestimmte Anzahl an Nutzern, die am weitesten oben im Ranking stehen zum Test vorgeschlagen. Durch dieses Vorgehen wird sichergestellt, dass Testkapazitäten optimal zur Identifizierung von Erkrankten genutzt werden. Der Kontakt zu Infizierten und enger Kontakt zur anderen Menschen im allgemeinen sind bisher die besten Indikatoren für eine Infektion, Symptome werden darüber hinaus als korrektiv berücksichtigt. Die genaue Gewichtung der einzelnen Faktoren, kann mit Verbesserung der Datenlage optimiert werden. Dies bedeutet je mehr EIKI eingesetzt wird, desto besser wird es.

image

Inspiration

Allein in Europa wurden innerhalb von zwei Monaten über 140.000 Menschen positiv auf das neuartige COVID-19 getestet. Trotz nie dagewesener Maßnahmen, wie Ausgangssperren, Schließung von Betrieben und öffentlichen Einrichtungen, verdoppelt sich die Zahl der Infizierten innerhalb weniger Tage. Die Dunkelziffer liegt noch um ein vielfaches höher.

Bei bis zu 12 Prozent der Infizierten nimmt die Krankheit einen lebensbedrohlichen Verlauf. Ohne intensivmedizinische Behandlung besteht für diese Menschen nur eine sehr geringe Überlebenschance. Schon jetzt stehen viele Gesundheitssysteme vor dem Kollaps und Infizierte ohne adäquate Behandlung sterben. Eine weitere Ausbreitung muss daher unter allen Umständen verhindert werden.

Es gibt noch keine Impfstoffe oder Behandlungen für COVID-19. Absolute Ausgangssperren, sowie die Einstellung aller nicht absolut lebensnotwendigen Wirtschafts- und Verwaltungstätigkeiten, wie etwa in China, scheinen zwar die Ausbreitung des Virus stoppen zu können, allerdings haben diese katastrophale wirtschaftliche und gesellschaftliche Konsequenzen.

Die Erfahrungen aus Singapur, Taiwan und Südkorea zeigen, dass in liberalen Gesellschaften auch ohne diese extremen Maßnahmen die Verbreitung des Virus verlangsamt werden kann. Erfolg bringt hier eine genaue Nachverfolgung von Infektionsketten, schnelle und umfassende Tests von potentiell Betroffenen und konsequente Unterbrechung von Infektionsketten durch Isolation und Überwachung infizierter Personen.

Dabei spielen insbesondere die Nachverfolgung und die Eliminierung von Infektionsketten eine entscheidende Rolle. (https://www.businessinsider.de/wissenschaft/gesundheit/londoner-forscher-haben-in-einer-simulation-herausgefunden-dass-das-coronavirus-nach-5-monaten-wieder-da-ist-sobald-man-die-massnahmen-lockert/) Eine Schlüsselrolle bei den Bemühungen im Kampf gegen das neuartige Coronavirus spielen Tracking-Systeme, welche die digitale Nachverfolgung von Kontakten und die Überwachung von Quarantäneanordnungen erlauben (https://www.independent.co.uk/news/world/asia/coronavirus-taiwan-update-phone-tracking-lockdown-quarantine-a9413091.html). Dabei kommen insbesondere Contact Tracing (Beispiel: https://www.tracetogether.gov.sg/) und Location Tracking in Betracht.

Bewegungs und Kontaktdaten lassen sich Mithilfe von Sensoren in handelsüblichen Mobilgeräte ermitteln. So können Signale unterschiedlicher Navigationssatelliten ausgewertet werden, GPS (USA), BeiDou (China) und GLONASS (Russland) sind einige Beispiele. Insbesondere mit der technisch einzigartigen Genauigkeit von Galileo und GNSS kann eine sinnvolle Einschätzung des Risikos getroffen werden. Durch das von der Europäische Union gebaute Galileo System, wird in Verbindung mit bestehen Systemen eine Genauigkeit von wenigen Zentimetern erreicht. Diese Genauigkeit ist bei traditionellen GPS Anwendungen undenkbar und eröffnet neue Möglichkeiten - auch im Kampf gegen Covid-19. Innerhalb von Gebäuden können zusätzlich Bluetooth Low Energy (BLE) Signale genutzt werden, um Kontakte zu ermitteln. Denn wenn verlässlich bestimmt werden kann, dass Personen sich über einen gewissen Zeitraum in einem Abstand von unter 1,5 Meter zueinander aufgehalten haben, kann daraus ein Risikoprofil berechnet werden. Geeignete mobile Endgeräte sind bei ca. 80 Prozent aller Deutschen vorhanden.

Grundlegende Annahmen Dies sind die wesentlichen Annahmen, welche wir bei der Konzeption von EIKI zugrunde gelegt haben:

Die Pandemie kann mit Durchbrechung der Infektionsketten beendet werden Infektionsketten können durch die Immunisierung der Gesellschaft durchbrochen werden. Sie können auch durch Isolation unterbrochen werden. Es ist unklar, ob die Immunisierung durch Durchseuchung erfolgen kann, da nicht geklärt ist, wie schnell das Virus mutiert. Die Immunisierung kann eventuell durch Impfen erfolgen. Es ist aber unklar, wann ein Impfstoff auf dem Markt kommt und in ausreichender Menge verfügbar ist. Ein Durchseuchung darf nur langsam erfolgen, da sonst die Gesundheitssysteme zusammenbrechen. Auch wenn Regierungsmaßnahmen die Ansteckungsrate verlangsamen, muss weiterhin daran gearbeitet werden neuen Ansteckungen zu verhindern, bzw Ansteckungsketten zu durchbrechen Bisher wirksamste Maßnahme um die Ansteckungsrate stark zu senken scheint eine Ausgangssperre zusammen mit extremen Hygenemaßnahmen und Kontrollmaßnahmen zu sein. Ausgangssperre sind stark wirtschafts- und gesellschaftsschädlich und können nicht dauerhaft durchgehalten werden. Genaue Bewegungsdaten und Daten über mögliche Kontakte geben Aufschluss über das Ansteckungsrisiko

Was soll als nächstes mit EIKI passieren?

  • Mit den entsprechenden Mittel könnte EIKI innerhalb von wenigen Tag als funktionierender Prototyp und innerhalb von 2 Wochen als Betaversion zur Verfügung stehen.

  • Ziel ist EIKI möglichst schnell zur produktionsreife zu bringen um einen Flächendeckenden einsatz bei der Bekämpfung von COVID-19 zu ermöglichen.

  • Das Projekt soll möglichst open source vorangetrieben werden, denn die Herausforderung ist global und wir sind sicher, dass nur so die genialsten Lösungen aus der ganzen Welt effizient und schnell identifiziert und integriert werden können.

Team

Unser Team besteht aus diversen Berufsgruppen, wobei jeder seine Stärke und sein Know How in die Entwicklung der Lösung gegeben hat:

Bork Morfaw - Jurist https://www.linkedin.com/in/bork-morfaw/

Michael Smyk - Mediziner

Marvin Mouroum - Ingenieur https://www.linkedin.com/in/marvinmouroum/

Eike Cotte - PR & Werbung. https://www.linkedin.com/in/cotteworks/

Angelika Grundmann - Design. https://www.linkedin.com/in/angelika-grundmann-665a5488/

Jonathan Smyth - Ingenieur. https://www.linkedin.com/in/jonathan-smyth-ab445a93/

Built With

+ 1 more
Share this project:

Updates