联合国所订定之永续发展目标之一，便是针对防治传染病的蔓延做好准备。在新型冠状病毒(COVID-19)流行期间，防疫已成为当前最重要目标，科技在对抗传染病方面扮演重要角色，而物联网(IoT)相关技术正是我们重要的防疫武器──降低成本、自发自主性、远端护理和诊断，以及即时取得患者的资料只是物联网改变医疗保健的几个部分。在疾病控制方面，无线连接和物联网技术更提供了强而有力的解决方案。

我们经常将物联网视为感测器和无线微控制器的联结，其实这只是物联网的实体层。整体而言，物联网是大规模的分散式运算。估计约有240亿个IoT智慧连网装置用来收集和执行前所未有的资料量。在对抗疫情流行时，更多资料可提供更好的决策制定和应对计画，两者对于预防和控制疾病传播都是重要的关键。

接触者追踪

在流行疫情上升时，最紧迫的任务是追踪并隔离可能与感染者接触的人，这是控制疾病的一种方法。传统的接触者追踪技术有赖于采访接触对象并调查相关问题，此方法不但昂贵费时，且易有人为错误。同时流动人群在人口稠密城市间更加剧了此一问题的严重性，突显出传统方法的缺失。

有别于传统追踪接触者的方法是仰赖无线技术如RFID、蓝牙低功耗(Bluetooth Low Energy)、GPS、Wi-Fi和磁场讯号等来追踪详细的定位。与传统方法不同的是，无线技术可提供与确认病例互动接触的时间和远近等相关资讯。低功耗蓝牙是最受青睐的IoT标准之一，可提供位置追踪相对较高的精确度。

与Wi-Fi和蜂巢式定位技术相比，低功耗蓝牙可以提供更高等级的接近检测精度。而在针对追踪接触者分类并排定优先处理等级时，改善精确度至关重要，低功耗蓝牙提供了多种位置追踪方案，例如RSSI和到达角(angle of arrival，AoA)。低功耗蓝牙标准也可广泛应用在智慧型手机和大多数可连接的穿戴装置上。

在疫情大流行期间，布署蓝牙标签是改善应变计画的另一种解决方案。就未来而言，这意味着在人口稠密的大都会地区需布署数百甚至数千个蓝牙标签和智慧装置通讯。这需要对蓝牙装置的网状网路进行整体系统范围的最佳化，以克服资讯冲突，也意味着若装置未能注明曾与确诊病患接触的相关互动资讯，可能容易导致高度可疑的感染者遭到忽略。

生物感测器和即时检测

因应疫情大流行的另一个关键任务是现场即时检测(Point-of-Care)。由于缺乏广泛可用的COVID-19测试套件，每当我们检查COVID-19资料时，我们只能感知到冰山一角的资讯。如果使用的检测试剂可以更加普及，就可大幅地减少COVID-19在例如美国纽约市的大规模传播。具成本效益且可快速布署的诊断嵌入式开发设备也是全球偏远和发展中地区的基本需求，在这些地区如果缺少训练有素的人员和配备完善的医疗中心可能会导致无法控制的疫情扩散。

诊断嵌入式开发设备除了要具有成本效益外，还必须可靠、灵敏，可携且让使用者容易操作。此外，优选的嵌入式开发设备则需要可以全部或部分使用后可以抛弃、易于重制、同时具有小型化封装。而连结云端的生物感测器则非常适合该方案。病人的体验很简单。从患者体内提取样本到抛弃式药筒中。只需在30分钟内，测试即可完成。

患者样品在抛弃式药筒上进行测试，结果可在30分钟内取得。

从技术角度来看，以下情况会发生：药筒被装入可连上CMOS晶片，具备ISFET感测器阵列的实验室晶片嵌入式开发设备上，该感测器阵列连接到微控制器，同时透过蓝牙将资料传输到云端或智慧手机应用程式。使用中的ISFET生物感测器与MOSFET电晶体非常相似，不同之处在于金属闸极被离子敏感(ion-sensitive)结构替代。ISFET生物感测器可以测量溶液中的离子浓度。感测器对晶片表面的反应进行离子成像，从而能够即时监测到DNA的扩增。

监视此生物过程等同于检测病毒感染。该演示展示了物联网如何支援琐碎的技术以实现无处不在的普及性计算，并提供前所未有的即时检验功能。综观未来，这种晶片实验室技术尽管便宜很多，但与雅培(Abbott)实验室的盒装测试套件相似，该盒装套件已获得FDA的快速批准，并已在过去几周内进行布署。

ISFET生物感测器基本上是MOSFET电晶体，但其金属闸极被离子敏感结构取代。

医疗物联网

美国疾病预防控制中心(CDC)估计，每年因健康问题引发的感染人数（与健康相关的访视期间被感染的人数）仅在美国医院就高达170万[资料来源资料来源]。在疫情大流行期间，此一数字不仅会增加，还会导致当我们最需要专业医护人才时却面临短缺。我们如何才能降低大流行期间医院感染的风险呢？

其中具吸引力的解决方案之一是医疗物联网(IoMT)。IDC估计，超过70％的医疗保健机构已经在布署IoMT [资料来源]，这对于未来的大流行预防是个好消息。基本的物联网天才概念是它将任何物件变成资料来源。对于IoMT而言，「物件」本身是医疗产品，无论是心率监测器，轮椅或是可穿戴嵌入式开发设备。病人产生资料(PGD)的串流资讯可用于分析病人的健康状况。就更大的计画方案而言，从病患人口收集的资料可以用来加速医学研究和发展。

在医院布署更多的自动化和技术如IoMT床头嵌入式开发设备，可减少与传染病患者的接触，让工作人员得到更多保护。随时可取得的患者资料将减少医院就诊的需要和时间，这与不断发展的远端医生就诊，远端诊断和监控技术息息相关。

值得注意的是，尽管随着IoMT和自动化技术的发展，除了流行病之外，该技术并不能取代人与人之间的连接，这是护理患者的关键部分。就效益而言，如果有的话，IoMT可为医生提供更多时间来专注于人为方面的工作，例如对病患和家庭提供咨询。

IoMT还增强了对老年人或慢性病患的远端照料，在当前的COVID-19大流行中，这可能意味着可大幅减少最脆弱人群的接触风险。在大流行期间照顾老年人时，减少非必要的接触以避免危及生命至关重要。借助虚拟助手、医疗感测器和智慧家庭方案，我们可以确保脆弱的族群在身体和心理上的健康。

安全威胁

一般而言，如果不解决安全性和隐私问题，IoMT和IoT的倡议就不够完备。尽管物联网技术已经发展到足以将资料从物件到云端之间来回传输，但是装置和资料安全性仍然是一个问题。这就解释了为什么医疗保健机构持续在其后端系统布署物联网之同时，仍对IoMT新领域可以调动了多少客户介面持谨慎态度。

由于感测器不断传输有关健康状况的敏感资讯，这让患者对智慧穿戴式医疗嵌入式开发设备感到不安。此外，在疫情大流行的情况下，尤其是在接触者追踪方面，资料隐私成了敏感问题。如果我们在人群中布署蓝牙标签，以在大流行时启用接触者追踪功能，谁会拥有这些收集的资料？在何种程度上可以取得和操纵这些敏感性资料？

IoT隐私和安全性漏洞的问题必须能够解决，相关科技才能交付至医疗保健客户手上。而要解决这些问题，有赖于在此领域攸关立法、经济、医疗和技术参与者的共同努力。从技术角度来看，目前已有大量的创新来保护硬体和软体嵌入式开发设备免受骇客攻击。

例如Silicon Labs的Secure Vault技术可为每个无线晶片生成唯一的签章，就像出生证明一样。这意味着在晶片上执行的运算仅能用于提供IoT服务的供应商，而不会被虎视眈眈的骇客窃取。但是供应商在处理个人资料方面如何建立消费者的信任仍然是个悬而未决的问题。

物联网技术可以成为引领预防和管理当前和未来流行病的方法。面对大规模流行病，广泛布署的物联网为人类提供了前所未有的资料和分析体系。使得防制疾病的传播更加有效，并且可以利用IoT技术协助我们追踪、测试和治疗全体人类。

嵌入式物联网需要学的东西真的非常多，千万不要学错了路线和内容，导致工资要不上去！

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