聯合國的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，防疫已成為當前最重要目標。科技在對抗傳染病方面扮演重要角色，而物聯網相關技術正是我們重要的防疫武器。降低成本、自主遠程護理和診斷，以及即時獲取患者的數據只是物聯網改變醫療保健的其中幾種方式。在疾病控制方面，無線連接和物聯網技術更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，其實這只是物聯網的物理層。整體而言，物聯網是大規模的分布式計算。估計有240億個物聯網智能連接設備可以收集前所未有的海量數據，并執行計算。在對抗疫情大流行時，更多的數據意味著更好的決策制定和更好的應對計劃。兩者對于預防和控制疾病的傳播都至關重要。

追蹤接觸者

在流行疫情上升時，最緊迫的任務是追蹤并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。傳統追蹤接觸者的技術有賴于采訪接觸對象并調查相關問題。此方法不但昂貴費時，而且容易出現人為錯誤。在人口稠密城市之間流動的人群更加劇了這一問題，突顯出傳統方法的弱點。

作為傳統追蹤接觸者方法的替代，可依賴無線技術（RFID、低功耗藍牙、GPS、Wi-Fi和磁場信號）來追蹤詳細的位置。與傳統方法不同的是，無線技術可提供與確認病例互動接觸的時間和距離等相關信息。低功耗藍牙（BLE）是應用最廣泛的IoT標準之一，可提供相對較高的位置追蹤精確度。

與Wi-Fi和蜂窩定位相比，低功耗藍牙可以提供高出一個數量級的定位精度。對追蹤到的接觸者進行分類并排定優先處理級別時，更高的精確度至關重要。低功耗藍牙提供了多種位置追蹤方案，例如RSSI和到達角（AoA）。低功耗藍牙標準也廣泛存在于我們的智能手機和大多數可連接的穿戴設備上。

傳染病大流行期間，部署藍牙標簽是改善應變計劃的另一種解決方案［資料來源］。就未來而言，這意味著在人口稠密的城市地區部署成百上千個藍牙標簽和智能設備進行通信。這需要對這些藍牙設備組成的網絡進行全系統的優化，以克服消息的沖突［數據來源］。消息的沖突可能意味著忽略一次極易發生感染的接觸，因為他們的設備未能報告與確診病患的接觸。

生物傳感器和即時（Point-of-Care）檢測

應對傳染病疫情流行的另一個關鍵任務是即時檢測。由于缺乏廣泛可用的COVID-19測試套件，每當我們檢查COVID-19數據時，我們只能感知到冰山一角的信息。如果使用的檢測試劑可以更加普及，發生在紐約市的不受控制的COVID-19病毒傳播可能就會大幅地減輕。具成本效益且可快速部署的診斷設備也是全球偏遠和發展中地區的基本需求，在這些地區缺少訓練有素的人員和配備完善的醫療中心，從而會導致無法控制的疫情擴散。

診斷設備除了要具有成本效益外，還必須可靠、靈敏、便攜式且讓使用者容易操作。此外，設備最好能夠在全部或部分使用后可以拋棄、易于重制、體積小。而云連接的生物傳感器則非常適合該方案［資料來源］。病人的體驗很簡單。從患者體內提取樣本到拋棄式藥筒中。只需在30分鐘內，測試即可完成。

讓我們從技術角度來看看發生了什么：藥筒被裝入一個芯片實驗室設備上，這個設備包含一組安裝在CMOS芯片上的ISFET傳感器陣列，該傳感器陣列連接到微控制器來通過藍牙將數據傳輸到云或智能手機應用程序。使用中的ISFET生物傳感器與MOSFET晶體管非常相似，不同之處在于金屬柵極被離子敏感結構替代。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，從而能夠實時監測到DNA的擴增。監視此生物過程等同于檢測病毒感染。該演示展示了物聯網如何支持瑣碎的技術以實現無處不在的普及性計算，從而提供前所未有的即時檢測功能。客觀來看，這種芯片實驗室技術盡管便宜很多，但與雅培（Abbott）實驗室的盒裝測試套件相似，該盒裝套件已獲得FDA的快速批準，并已在過去幾周內進行部署。

ISFET生物傳感器基本上是MOSFET晶體管，但其金屬柵極被離子敏感結構取代。

醫療物聯網

美國疾病預防控制中心（CDC）估計，每年因健康問題引發的感染人數（與健康相關的訪視期間被感染的人數）僅在美國醫院每年就高達170萬［資料來源］。在疫情大流行期間，此數字不僅會增加，還會導致當我們最需要專業醫護人才時卻面臨短缺。我們如何才能降低大流行期間醫院感染的風險呢？

其中具吸引力的解決方案之一是醫療物聯網（Internet of Medical Things，IoMT）。IDC估計，超過70％的醫療保健機構已經在部署IoMT［來源］，這對于未來的大流行預防是個好消息。基本的物聯網天才概念是它將任何對象變成數據源。對于IoMT而言，“對象”本身是醫療產品，無論是心率監測器、輪椅或是可穿戴設備。病人產生數據（PGD）的串流信息可用于分析病人的健康狀況。就更大的計劃方案而言，從病患人口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床頭設備，可減少與傳染病患者的接觸，讓工作人員得到更多保護。隨時可取得的患者數據將減少醫院就診的需要和時間。這與不斷發展的遠程醫生就診、遠程診斷和監控技術息息相關。值得注意的是，盡管隨著IoMT和自動化技術的發展，除了流行病之外，該技術并不能取代人與人之間的連接，這是護理患者的關鍵部分。就效益而言，如果有的話，IoMT可為醫生提供更多時間來專注于人為方面的工作，例如對病患和家庭提供咨詢。

IoMT還增強了對老年人或慢性病患的遠程照料，在當前的COVID-19大流行中，這可能意味著可大幅減少最脆弱人群的接觸風險。在大流行期間照顧老年人時，減少非必要的接觸以避免危及生命至關重要。借助虛擬助手、醫療傳感器和智能家居，我們可以確保易受傷害的群體在身體和心理上的健康。

安全威脅

一般而言，如果不解決安全性和隱私問題，IoMT和IoT的倡議就不夠完備。盡管物聯網技術已經發展到足以將數據從對象到云之間來回傳輸，但是設備和數據安全性仍然是一個問題。這就解釋了為什么醫療保健機構持續在其后端系統部署物聯網之同時，仍對IoMT前沿技術調動了多少客戶接口持謹慎態度。

由于傳感器不斷傳輸有關健康狀況的敏感信息，這讓患者對智能穿戴式醫療設備感到不安。此外，在疫情大流行的情況下，尤其是在接觸者追蹤方面，數據隱私成了敏感問題。如果我們在人群中部署藍牙標簽以在大流行時啟用接觸者追蹤功能，誰會擁有這些收集的數據？在何種程度上可以取得和操縱這些敏感數據？

IoT隱私和安全漏洞的問題必須能夠解決，相關科技才能交付至醫療保健客戶手上。而解決這些問題，有賴于在此領域立法、經濟、醫療和技術參與者的共同努力。從技術角度來看，目前已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技術可為每個無線芯片生成唯一的簽名，就像出生證明一樣。這意味著在芯片上執行的計算僅能用于提供IoT服務的IoT服務商，而不會被虎視眈眈的黑客竊取。但是，供貨商在處理個人數據方面如何建立消費者的信任仍然是個懸而未決的問題。

物聯網技術可以成為引領預防和管理當前和未來流行病的方法。面對大規模流行病，廣泛部署的物聯網為人類提供了前所未有的數據和分析體系。使得防制疾病的傳播更加有效，并且可以利用IoT技術協助我們追蹤、測試和治療全體人類。