Wie Smartphone-Apps die Corona-Verbreitung eindämmen können

Können mobile Apps zur Kontaktverfolgung dazu beitragen, Beschränkungen des öffentlichen Lebens zu lockern und die Verbreitung des Coronavirus eindämmen? Ja, sagen Forscher des Big Data Institutes an der Universität Oxford. In einer am Dienstag im Fachmagazin Science veröffentlichten Studie haben sie durchgerechnet, dass Smartphone-Apps zum Nachvollziehen der Infektionskette in unterschiedlichen Stadien der Verbreitung in der Lage sind, Epidemien einzudämmen. Die Anwendungen könnten so auch dazu beitragen, die schwerwiegenden sozialen, psychologischen und wirtschaftlichen Auswirkungen, die durch weitgehende Sperren verursacht werden, abzumildern, heißt es in dem Paper.

Um das Vertrauen der Öffentlichkeit in solche Anwendungen zu gewinnen, müssen allerdings eine Reihe von Anforderungen erfüllt werden, mahnen die Wissenschaftler.

Manuelle Kontaktverfolgung nicht schnell genug

In ihren Modellen weisen die Forscher nach, dass manuelle Kontaktverfolgungsverfahren für das Coronavirus nicht schnell genug sind und zur Kontrolle der Epidemie nicht ausreichen. Mobile Apps könnten dabei helfen die Verzögerung von der Bestätigung eines Falles bis zur Suche nach Kontakten zu minimieren. Die bis zu einer Woche dauernde manuelle Kontaktverfolgung könne mit den Smartphone-Anwendungen durch sofortige Benachrichtigung ersetzt werden.  

Die Forscher zogen in ihre Berechnungen unterschiedliche Übertragungswege mit ein. Berücksichtigt wurde dabei etwa, ob das Virus von Personen mit Symptomen, von Personen, die noch keine Symptome zeigen, von Personen, bei denen keinerlei erkennbare Symptome auftreten oder von Kontaminationen in der Umwelt übertragen wird. Weitere Parameter bildeten die Kontrollmaßnahmen, etwa weitgehende Ausgangsbeschränkungen oder die gezielte Isolierung von Infizierten und ihren Kontakten sowie die unterschiedlichen Stadien der Epidemie.

In jedem Stadium der Epidemie wirksam

Die Kontaktverfolgung über Smartphone-Apps könne die Übertragung des Virus in jedem Stadium der Epidemie reduzieren, schreiben die Forscher. Egal ob die Epidemie gerade auftrete, sich auf dem Höhepunkt befinde oder um einen sicheren Übergang von Ausgangbeschränkungen zu unterstützen.

Vor allem aber könne sie die Ausbreitung von Infektionen verlangsamen, bis Impfstoffe oder antivirale Behandlungen verfügbar seien und das werde erst in einigen Monaten der Fall sein.

Anders als die Simulationen, die derzeit wohl weltweit in Krisenstäben durchgespielt werden und die auf agentenbasierter Modellierung basieren und viel rechenintensiver sind, haben die Big-Data-Forscher aus Oxford epidemiologische Daten in eine mathematische Formel eingesetzt. Die Methoden würden sich ergänzen, sagt Allan Hanbury, Professor am Institute of Information System Engineering an der TU Wien: "Wenn es eine hohe Unsicherheit gibt, ist es immer gut unterschiedliche Ansätze einzusetzen."

Automatisierte Kontaktaufzeichnung

Die Forscher haben auch ein Modell für ein technisches System zur automatisierten Aufzeichnung von Infektionen und der Verständigung von Kontakten entwickelt. Dabei werden via Bluetooth andere App-Nutzer in der unmittelbaren Umgebung erkannt und die Kontakte anonymisiert aufgezeichnet und an einen zentralen Server übertragen. Bei Bekanntwerden von Infektionen werden deren Kontakte sofort anonym informiert und aufgefordert, sich in Selbstisolation zu begeben.

Die Benachrichtungen von Kontakten könnten mithilfe eines solchen Systems sofort, effizient und in unbegrenztem Umfang erfolgen, schreiben die Forscher. Personen mit Symptomen sollen über die App darüber hinaus auch Tests anfordern können.

Der Algorithmus könne auch verfeinert werden und etwa bei steigenden Fallzahlen auch Kontakte zweiten und dritten Grades umfassen. Das würde dazu führen, dass mehr Menschen präventiv unter Quarantäne gestellt würden, heißt es in dem Paper. Algorithmische Empfehlungen könnten bei sich verändernder Faktenlage auch überschrieben werden.

Die Anwendung könne auch als zentraler Knotenpunkt für den Zugriff auf Covid-19-Gesundheitsdienste oder zur Bestellung von Lebensmitteln oder Medikamenten in der Selbstisolation genutzt werden.

Vertrauen unabdingbar

Zentral sei allerdings die breite Nutzung der App durch die Bevölkerung, dafür sei ein fundiertes öffentliches Vertrauen unabdingbar.

Dazu empfehlen die Wissenschaftler unter anderem den Einsatz solcher Apps unter Aufsicht eines Beirats zu stellen, in dem alle maßgeblichen gesellschaftlichen Gruppen vertreten sind. Auch müsste der zum Einsatz kommende Algorithmus transparent und überprüfbar sein und die Verwendung der Daten streng kontrolliert werden. Auch müsse es Leuten freistehen, die App zu verwenden oder nicht. Einen Zwang zur Nutzung der Anwendung dürfe es nicht geben.

App des Roten Kreuzes in Österreich

In Österreich bietet das Rote Kreuz seit vergangener Woche eine Smartphone-App zur anonymisierten Aufzeichnung von Kontakten an. Leute, die mit Infizierten in Kontakt gekommen sind, werden nach Bekanntwerden der Infektion ebenfalls umgehend benachrichtigt.

Über eine automatisierte Aufzeichnung von Kontakten verfügt die Anwendung allerdings noch nicht. "Digitale Handshakes" müssen von Nutzern manuell durchgeführt werden. Erst in einer weiteren Ausbaustufe soll optional die Möglichkeit angeboten werden, Kontakte automatisiert zu protokollieren.

Kritik von Bürgerrechtsorganisation

Die Bürgerrechtsorganisation epicenter.works, die die Anwendung analysiert hat, attestiert ihr zwar, prinzipiell einen guten Ansatz zu verfolgen und auch Rücksicht auf den Datenschutz der Nutzer zu nehmen, empfehlen will sie die Nutzung der App vorerst aber nicht.

Der Quellcode der App könne nicht von unabhängigen Experten überprüft werden, kritisieren die Bürgerrechtler. Darüber hinaus werde der Dienst von Microsoft gehostet. Weil Microsoft unter US-Überwachungsgesetze fällt, können deshalb etwa US-Geheimdienste unter bestimmten Bedingungen auf die Daten zugreifen. epicenter.works fordert deshalb, den Dienst in Österreich zu hosten und den Code der App frei zugänglich zu machen. Die Komponenten der App müssten darüber hinaus einer professionellen IT-Sicherheitsüberprüfung unterzogen werden, heißt es in der Analyse. Auch die Datenschutzfolgeabschätzung sollte veröffentlicht werden.

Die Bürgerrechtler räumen allerdings auch ein, dass es bei der Kontaktverfolgung zentral sei auf eine einheitliche App zu setzen. Seien zu viele Tracing-Apps im Umlauf, sinke die Effektivität jeder einzelnen. Und: "Eine App des Roten Kreuzes wäre jedenfalls gegenüber einem Angebot von Google, Amazon oder dem Innenministerium zu bevorzugen."

"Die Mathematik ist klar"

Auch das Forscherteam der University of Oxford rät dazu, offizielle Apps von vertrauenswürdigen Institutionen zu verwenden. Die Mathematik sei klar, heißt es in einer Aussendung des Oxford Big Data Institutes: "Je mehr Menschen eine Kontaktverfolgungs-App verwenden, desto größer sind unsere Chancen."

Apps zur Kontaktverfolgung kommen mittlerweile in mehreren Ländern weltweit zum Einsatz. Einen umfassenden Überblick samt Einordnung der Apps aus datenschutzrechtlicher Sicht gibt etwa ein von der Datenschutzorganisation nyob erstelltes Verzeichnis.