Coronavirus Pandemie: Technologie

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Das Technologie eine wichtige Rolle bei der Bekämpfung der Coronavirus Pandemie spielt, überrascht nicht. Die Coronavirus Pandemie ist jedoch die erste ihrer Art, auf welche mit dem Einsatz moderner Technologien, wie beispielsweise Künstlicher Intelligenz (KI), quasi in Echtzeit reagiert wird. Dies ist beispielhaft bei Nextstrain zu sehen, wo durch die Untersuchung des genetischen Codes die geografische Ausbreitung und die Mutation des Virus nachverfolgt werden kann. Die Sequenzierung bildet eine wichtige, grundlegende Technologie dar, welche ein detailliertes Verständnis des Virus und Erkenntnisse zur Bekämpfung der Pandemie ermöglicht. Die Bestimmung der Nukleotid-Abfolge in einem DNA– oder RNA-Molekül ist seit 1995 möglich, hat seitdem jedoch atemberaubende Fortschritte gemacht und die biologischen Wissenschaften revolutioniert.

Die Ausbreitungswege des Coronavirus sind verschlungen. Von China aus breitete es sich um den ganzen Erdball aus. Die Farben stehen für verschiedene geografische Regionen. (Quelle: Nextstrain).
Die Ausbreitungswege des Coronavirus sind verschlungen. Von China aus breitete es sich um den ganzen Welt aus. Die Farben stehen für verschiedene geografische Regionen. (Quelle: Nextstrain).

We are at the point where the best of the best can start to synthesize this new virus contemporaneously with the outbreak. But that is just a few labs. Fortunately, we are still far from the point when lots of people can synthesize anything. — Nicholas G. Evans zitiert in Antonio Regalado, “Biologists Rush to Re-Create the China Coronavirus from Its DNA Code“, MIT Technology Review, 15.02.2020.

Die Fortschritte der letzten 25 Jahren zeigen sich auch in der Geschwindigkeit in der das Coronavirus komplett sequenziert werden konnte. Dauerte es beim SARS (SARS-CoV) Virus noch rund drei Monate, wurde das Coronavirus innerhalb knapp einem Monat sequenziert und am 10. Januar 2020 von Professor Zhang Yong-Zhen vom Shanghai Public Health Clinical Centre veröffentlicht. Die Globalisierung ermöglichte zwar eine weltweite Verbreitung des Virus, doch gleichzeitig hilft die globale Vernetzung bei der Erforschung des Virus, welche in ihrem Umfang sowie ihrer Art und Weise bis jetzt einmalig ist. So können spezialisierte Laboratorien, welche für einige tausend Dollar über die notwendigen Moleküle verfügen, mit Hilfe der veröffentlichten Genomsequenz eine Kopie des Virus zusammenbauen, in eine Zelle injizieren und aktivieren. Natürlich steckt in dieser Fähigkeit auch eine gewisse Gefahr, denn bereits vor 20 Jahren konnte demonstriert werden, dass aus einer gemailten Genomsequenz ein tödliches Virus hergestellt werden kann. Um zu verhindern, dass diese Technologie zu falschen Zwecken in falsche Hände gerät, werden in den USA die Bestellungen von bestimmten DNA-Stücken in einer Datenbank erfasst und nur an autorisierte Laboratorien ausgeliefert. Ausserdem sind die technologischen Hürden für die Laboratorien (momentan noch) hoch. Der grosse Vorteil bei dieser Technologie liegt jedoch darin, dass weltweit spezialisierte Laboratorien an einem Virus forschen können, ohne dass sie eine Lebendprobe aus einem verseuchten Gebiet benötigen. Ralph S. Baric, ein US-amerikanischer Experte für Coronaviren, sieht in dieser Technologie die Zukunft, wie die medizinische Forschungsgemeinschaft auf eine neue virale Bedrohung reagieren wird. Sein Labor an der University of North Carolina hat zu Studienzwecken bereits 2008 ein Coronavirus synthetisiert, welches in der Natur nicht existiert.

Auf KI basierende Technologien beschleunigen nicht nur die Sequenzierung und Analyse von Genomen, sondern werden unterstützend in der Diagnostik und der Forschung eingesetzt. Zwar stellt die Analyse eines Nasenrachenabstrichs die gängige Methode einer COVID-19 Diagnose dar, doch bei einem Mangel an Testkits oder bei einem sehr hohen Patientenaufkommen kann mit Hilfe von KI-Techniken anhand computertomographischen Aufnahmen der Lungen eine Triage erfolgen und dadurch primär Patienten mit einer hohen Infektionswahrscheinlichkeit getestet werden. Ob diese Technik alleine auch zur Diagnose einer Infektion verwendet werden kann, ist jedoch eher fraglich. Ausserdem ist die Diagnose eines Nasenrachenabstrichs bei genügend vorhandener Testkits verlässlicher und günstiger. Demgegenüber macht der Einsatz von KI bei der Suche von effektiven Behandlungsmethoden und bei der Entwicklung von Impfungsmöglichkeiten mehr Sinn. Beispielsweise konnte Insilico Medicine in nur vier Tagen mit Hilfe von KI-techniken Tausende von Molekülen für potenzielle Medikamente identifizieren und veröffentlichte die Ergebnisse auf ihrer Website. Doch auch hier kann die KI nicht alle Probleme lösen: Bevor neue Behandlungsmethoden oder Impfungsmöglichkeiten eingesetzt werden können, müssen sie zeitaufwendige klinische Tests bestehen, welche bis jetzt nicht mit dem Einsatz von modernen Technologien beschleunigt werden können. Deshalb ist nach wie vor unwahrscheinlich, dass vor dem dritten Quartal 2021 eine Impfung auf dem Markt verfügbar sein wird (einen Überblick über alle derzeit geforschten Behandlungsmethoden und Impfungsmöglichkeiten findet man hier).

Am Anfang der Coronavirus Pandemie gab es in einigen Staaten nicht nur einen Mangel an Testkits, sondern mit dem hohen Patientenaufkommen auf den Intensivstationen fehlte es unter anderem an Ventilen und Gesichtsmasken, welche für die Beatmung von Patienten notwendig sind sowie an Schutzausrüstung für das medizinische Personal. Zum Teil konnten solche Nachschubsprobleme durch den Einsatz von 3D-Druckern gelindert werden. Beispielsweise hat das italienische Start-up-Unternehmen Isinnova ein für die Beatmung von Patienten wichtiges Ventil von Intersurgical mit deren Erlaubnis reverse-engineert, in 3D gedruckt und den Spitälern in Norditalien zur Verfügung gestellt. Ebenfalls hat Isinnova ein Ventil hergestellt, welches zusammen mit der Easybreath Schnorchelmaske von Decathlon als Sauerstoffmaske in Spitälern eingesetzt werden kann. Die Firma Materialise wiederum wartet mit einer ganzen Palette von verschiedenen Produkten aus dem 3D-Drucker auf: Gesichtsmaskenhalter, Gesichtsschutzschildhalter, Beatmungsmaske, Türöffner und Einkaufswagenhalter. In einem umfassenden und laufend aktualisierten Artikel hat Michael Petch die Fülle von 3D-Druck Projekten zur Bewältigung der Coronavirus Pandemie aufgelistet.

Im Hintergund dieser angeblichen Corona-Tracking-App lauert eine verschlüsselnde Ransomware.
Im Hintergrund dieser angeblichen Corona-Tracking-App
lauert eine verschlüsselnde Ransomware.

Bei all diesen technologischen Ansätzen spielt die Vernetzung eine zentrale Rolle. Doch diese Vernetzung kann auch negative Konsequenzen haben, indem die weitverbreitete Angst und der hohe Informationsbedarf ausgenützt werden. Insbesondere in der Anfangsphase der Coronavirus Pandemie in Europa animierten Falschinformationen, insbesondere verbreitet über WhatsApp und Telegram, zu Hamsterkäufen. Da die Detailhändler aus logistischen und personellen Gründen die Regale nicht schnell genug wieder auffüllen konnten, suggerierten die klaffenden Lücken ein nicht existierendes Nachschubproblem, welches die Hamsterkäufe noch verstärkte. Im Bereich der Cyberkriminalität kommen vermehrt Attacken mittels Phishing Emails zum Einsatz, welche meist unter Zeitdruck hinter einem Link oder einem Dokument wichtige Informationen oder Angebote vorgaukeln, dann jedoch Schad- und Spionagesoftware nachladen oder Informationen abgreifen, wie es bei den beiden vermeintlichen Emails der Sparkasse und der WHO der Fall war. Doch auch die blosse Verbreitung von Falschinformationen kann physischen Schaden verursachen, was beispielsweise die wahrscheinlich über 2’850 Metanolvergiftungen, und damit verbunden 480 Todesopfer im Iran aufzeigen (siehe dazu den vorhergehenden Artikel). In Grossbritannien wurden 5G-Sendemasten angezündet, weil Verschwörungstheorien behaupteten, dass die Coronavirus Pandemie und 5G miteinander zusammenhängen würden. Bei Ransomware handelt es sich um eine spezielle Art von Schadprogramm, welches die Inhalte von Datenträger verschlüsselt und nur mit Bezahlung einer Erpressungssumme wieder entschlüsselt. Beispielsweise lauerte in einer angeblichen Corona-Tracking-App eine Ransomware für Smartphones. Auch Computer von Spitälern und medizinischen Laboratorien gehören zu den Zielen der Ransomwarebetreiber. Mitte März zahlte beispielsweise ein Bezirk des öffentlichen Gesundheitswesens in Illinois ein Lösegeld von 350’000 US-Dollar, um wieder an seine entschlüsselten Daten zu gelangen.

Funktionsweise einer Contact Tracing App.
Funktionsweise einer Contact Tracing App.

Eher auf einer strategischen Ebene befinden sich die Bedrohungen für die Gesellschaft, welche sich durch einen Ausbau und die zunehmende Nutzung von Überwachungsmöglichkeiten ergeben. Bis dato haben 23 Staaten ein digitales Contact Tracing eingeführt und weltweit existieren 43 Apps, welches ein Contact Tracing ermöglichen. Nicht alle Apps sind jedoch effizient und sicher. So sind alle Apps, welche ausschliesslich GPS verwenden, wegen der groben Auflösung zu wenig genau, um Falschmeldungen zu vermeiden. 10 Staaten gehen noch weiter und setzen Gesichtserkennungskameras (beispielsweise in Russland) teilweise mit Wärmesensoren (beispielsweise in China, Singapur), Überwachungsdrohnen (beispielsweise in Australien, China, Indien) und vernetzte Videoüberwachungsanlagen ein (beispielsweise Singapur). In 12 Staaten wurden die Zensurmassnahmen verschärft (beispielsweise in China, Kambodscha, Singapur) und in 4 Staaten sogar der Internetzugriff eingeschränkt.

Werden zur Bekämpfung der Coronavirus Pandemie Daten erfasst, gesammelt und ausgewertet — beispielsweise durch eine Contact Tracing App — so sind aus ethischer Sicht gewisse Rahmenbedingungen einzuhalten. An erster Stelle muss die Verhältnismässigkeit stehen, d.h. die Datenerfassung muss in einem angemessenen Verhältnis zur Schwere der Bedrohung der öffentlichen Gesundheit bzw. zur Einschränkung des öffentlichen Lebens stehen. Die Konsequenzen, welche die restriktiven Massnahmen zur Eindämmung der Pandemie auf andere Freiheitsrechte hat und die gesundheitlichen Konsequenzen bei fehlenden restriktiven Massnahmen bejahen grundsätzlich einen ethisch vertretbaren Einsatz von beispielsweise Contact Tracing Apps. Solche Apps, sowie die dadurch gesammelten und ausgewerteten Daten, müssen jedoch derart eingeschränkt sein, dass sie nur auf dieses eine Ziel — beispielsweise die Warnung, dass jemand mit einer nachträglich als infiziert diagnostizierten Person Kontakt hatte — ausgerichtet sind. App und Daten dürfen nicht für andere zukünftige Aufgaben — beispielsweise zur Verbrechungsbekämpfung, Terrorbekämpfung usw. — missbraucht werden können. Ausserdem muss wissenschaftlich belegt werden, dass der angepeilte Lösungsansatz tatsächlich den beabsichtigten Mehrwert erbringt, weshalb beispielsweise Contact Tracing Apps, welche ausschliesslich auf GPS basieren, wegen der Ungenauigkeit ethisch eher fragwürdig sind. Ausserdem sollten die erhobenen Daten effektiv anonymisiert und möglichst dezentralisiert gespeichert werden. Über die Erhebung, Sammlung und Auswertung der Daten muss in einer transparenten Art und Weise informiert werden — dazu gehört bei einer App auch ein offener Quellcode. Für den Betroffenen muss klar sein, welche Daten zu welchem Zweck an Dritte übermittelt werden, und es muss möglich sein auch im Nachhinein das Recht zur Erhebung der Daten wieder zu entziehen. Der Einsatz solcher Apps, sowie die zur Verfügungsstellung der Daten muss auf einer freiwilligen Basis erfolgen und zeitlich limitiert sein, d.h. dass bei Verfügbarkeit eines effektiven Impfstoffs muss die Datenerhebung wieder eingestellt und die noch vorhandenen Daten gelöscht werden.

Die Eidgenössische Technische Hochschule Lausanne tested ihre dezentralisierte Contact Tracing App, wobei Angehörige der Schweizer Armee als Testpersonen mitgeholfen haben.
Die Eidgenössische Technische Hochschule Lausanne testet ihre dezentralisierte Contact Tracing App, wobei Angehörige der Schweizer Armee als Testpersonen mitgeholfen haben.

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2 Responses to Coronavirus Pandemie: Technologie

  1. Diese Drohne [von Draganfly] hat die Fähigkeit, Personen und Personengruppen biometrisch zu erfassen – Temperatur, Herzfrequenz, Blutdruck. Gepaart mit Gesichtserkennung kann sie beispielweise aber auch zur Beobachtung von Verhaltensmustern wie etwa der Einhaltung der Nies-Etikette eingesetzt werden.

    Zitat von Flottillenarzt Dr. Christian Haggenmiller in einem sehr interessanten Interview des German Institute for Defence and Strategic Studies.

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