IoT: 5 Easy Ways To Promote Social Distancing In Times of COVID-19
物聯網：在 COVID-19 時代促進社交距離的 5 種簡便方法
禾企 SHANY 紅外線 熱顯像儀 熱成像 熱顯測溫 100% 台灣製造
Abstract
近年來，物聯網（IoT）已成為令人信服的研究領域，成為各種學術和工業學科（尤其是醫療保健領域）中的新研究主題。物聯網革命透過整合技術，經濟和社會前景，重塑了現代醫療系統。它正在使醫療保健系統，從傳統的醫療保健系統，演變為更加個性化的醫療保健系統，透過該系統可以更輕鬆地診斷、治療和監視患者。
由新型嚴重呼吸綜合症冠狀病毒 2，引起的當前全球大流行挑戰，是自 1918 年大流行性流感爆發以來，最大的全球公共衛生危機。在撰寫本文時，全球診斷出的 COVID-19 病例數，已經超過 3100 萬。自大流行開始以來，不同的研究團體，迅速採取了多種措施，來利用多種技術來應對這一全球性威脅，而物聯網技術是該領域的先驅之一。
在 COVID-19 的背景下，透過早期診斷、監測患者，並在患者康復後實施已定義的協議，可利用具有 IoT 功能的/鏈接的設備/應用，來降低 COVID-19 向其他人的傳播可能性。本文調查了基於物聯網的技術，在 COVID-19 中的作用，並回顧了在三個主要階段（包括早期診斷、隔離）中與 COVID-19 對抗的最新架構、平台、應用，和基於工業物聯網時間以及恢復之後的解決方案。
Introduction
術語「物聯網」（IoT）最初是由 Kevin Ashton 在有關在 Procter and Gamble 公司實施供應鏈管理的無線電頻率辨識（RFID）的演講中提出的。物聯網是一項先進的技術，無需人工干預，即可將網路中的所有智慧對象鏈接在一起。更簡單地說，可以連接到 Internet，進行進一步監視或傳輸數據的任何對象，都可以是 IoT 設備。
近年來，物聯網作為令人信服的研究領域，已成為各種學術和工業學科（尤其是醫療保健）中的新研究主題。物聯網革命正在重塑現代醫療保健系統，融合了技術、經濟和社會前景。它正在使醫療保健系統，從傳統的醫療保健系統，演變為更加個性化的醫療保健系統，透過該系統可以更輕鬆地診斷、治療和監視患者。
物聯網正日益成為醫療保健系統中的一項，非常重要的技術，它可以提供更低的費用，更好的服務品質，以及高級的用戶體驗。由於其廣泛的功能（包括追蹤、辨識和認證，以及數據收集），醫療保健中的物聯網指數成長，預計將從 2020 年的 720 億美元，成長到 2025 年的 1,880 億美元。
由新型嚴重呼吸綜合症冠狀病毒 2，引起的當前全球大流行挑戰，是自 1918 年大流行性流感爆發以來，最大的全球公共衛生危機。根據世界衛生組織（WHO）的最新報告，截至 2020 年 9 月，確診的 COVID-19 病例超過 3100 萬人，死亡人數約為 960,000。該疾病具有與流感相似的症狀，例如發燒、咳嗽和疲勞，這對於早期診斷必不可少。
COVID-19 的潛伏期為 1 到 14 天。出乎意料的是，沒有任何症狀的患者，也可能是 COVID-19 病毒向其他人的傳播者。在這種情況下，有必要隔離此類人員。此外，該疾病的恢復期會有所不同，具體取決於患者的年齡、基本狀況等，但通常可能需要 6 到 41 天的時間。
儘管與冠狀病毒家族中的類似疾病相比，該疾病具有很高的傳播潛力，但仍在進行許多努力和大量研究，來減輕這種病毒的傳播。在這種情況下，物聯網技術已被證明是一種應對 COVID-19 大流行的安全有效的方法。
我們在這項研究中的目標，是確定基於物聯網的技術，在 COVID-19 追蹤和控制中的作用，並在三個方面審查，與 COVID-19 對抗的最新架構、平台、應用和基於工業物聯網的解決方案主要階段，包括早期診斷、隔離時間和恢復後。
早期發現和診斷可以減少感染，從而為感染患者提供更好的健康服務。隔離已確認或可疑的病例，並強制執行鎖定措施，還可以透過將感染者與其他人分開，來減少 COVID-19 感染的數量。追蹤恢復後的 COVID-19 患者，將有利於監測這些恢復病例的複發症狀和潛在感染性。
在本文的其餘部分安排如下。第 2 節介紹了 COVID-19 期間物聯網的重要性。第 3 節重點介紹了 IoT 技術及其在「早期診斷」階段的類別。同樣，第 4 節和第 5 節分別在「隔離時間」和「恢復後」階段回顧了 IoT 技術。最後，我們討論，概述未來的工作，並分別在第 6 節和第 7 節中進行總結。
物聯網在 COVID-19 中的重要作用
自 2020 年初以來，全世界一直在努力，史無前例的控制新型病毒傳播，並開發疫苗，以應對由新型嚴重呼吸綜合症冠狀病毒2 引起的大流行。迄今為止，大多數尋找治療或控制 COVID-19 傳播的努力，都未顯示出可接受的結果，因此，對有症狀和無症狀 COVID-19 感染患者的整體監測，存在很高的需求。
近年來，物聯網技術在醫療保健領域，受到了廣泛的關注，在各種傳染病的不同階段中，物聯網技術都發揮著重要作用。在當前的大流行中，由於 COVID-19 的偶然性很高，因此非常需要患者在 COVID-19 的不同階段，主動與他們的醫生聯繫，並對其進行監控。在本研究中，我們在早期診斷、隔離時間和恢復後的三個主要階段中研究了物聯網技術在響應 COVID-19 中的作用。
在 COVID-19 的第一階段，即早期診斷，由於 COVID-19 的高傳染性，即使是無症狀的患者，也可以很容易地將病毒傳播給其他人，因此急需快速診斷。越早診斷出患者，就可以更好地控制病毒的傳播，並且患者可以得到適當的治療。實際上，物聯網設備可以透過捕獲患者資訊，來加快檢測過程。這可以透過使用不同的設備捕獲體溫，從可疑病例中取樣等來實現。
第二階段，稱為隔離時間，是該疾病被診斷出患有 COVID-19 後的重要時期，應將他或她隔離以進行治療。在此階段，物聯網設備可以遠端監控患者的治療情況，並由當局保持在家中的命令。他們還可以清潔區域而無需人工干預。這些類型的示例，包括追蹤可穿戴帶、消毒設備等的實現。
根據疾病控制和預防中心（CDC）的報告，大多數症狀較輕的人，在家裡不用治療就可以康復，但不能保證這些人康復後，不會再次感染，COVID-19 的不同症狀可能會引起再感染。
關於這些在恢復階段之後可能發生的再感染，症狀復發和潛在感染性的機會可能很高。為了防止這種情況的發生，應透過佈署物聯網設備（包括手腕帶和人群監視設備）來跟蹤人們，以確保保持適當的距離，從而實現社交距離。
簡而言之，在 COVID-19 大流行期間的物聯網技術，已證明其在協助患者，醫療保健提供者和當局方面的有用性。在本節中，我們簡要說明瞭各種 IoT 設備和應用，包括可穿戴設備、無人機、機器人、IoT 按鈕和智慧手機應用，這些設備和應用主要用於對抗 COVID-19 的第一線偵測領域。表1 列出了有關此流行病的這些技術的規範。
表1 COVID-19 期間啟用 IoT 的技術/鏈接的技術
可穿戴
可穿戴技術可以定義為電子設備，與任何可穿戴設備的組合。 Juniper Research 提出的定義，將它們描述為支持應用的計算技術，這些技術在穿戴或粘在身體（例如錶帶、眼鏡和手錶）上時，會接收和處理輸入。
這些智慧可穿戴設備是為醫療，健身，生活方式等各個領域的不同目的設計的。儘管數據隱私仍然是擴展這些設備的重要問題，但據預測，醫療保健提供商將在 2023 年之前，每年花費 200 億美元在可穿戴 IoT 設備上，以監視更多患者。
物聯網可穿戴設備涵蓋了，各種不同的智慧可穿戴工具，例如智慧體溫計、智慧頭盔、智慧眼鏡、IoT-Q-Band、EasyBand 和近接追蹤 。表2 列出了所有可穿戴設備的分類示例。
表2 COVID-19 期間啟用IoT的/鏈接的可穿戴設備. 無人駕駛飛機
無人機只是透過遠端監控飛行，而沒有任何或很少的人為操作的飛機。1849年，在義大利和奧地利之間的戰爭中，使用了第一架無人機，它是裝有炸彈的氣球。無人駕駛飛機也被稱為無人飛行器（UAV），它在感測器、GPS 和通信服務的幫助下工作。無人機中的物聯網實現稱為無人機物聯網（IoDT），使無人機可以執行各種任務，例如搜索、監視和交付。
智慧無人機可以透過智慧手機和控制器，以最少的時間和精力進行操作，從而使它們在農業、軍事和醫療保健等不同領域，都具有很高的效率。在此基礎上，使用了不同類型的基於物聯網的無人機，包括熱成像無人機、消毒無人機、醫療無人機、監控無人機、公告無人機和多用途無人機。本文將討論醫療領域，尤其是在對抗 COVID-19 方面。表3 中列出了這些類型的無人機及其示例。
表3 COVID-19 期間啟用 IoT 的/鏈接的無人機設備
機器人
根據《韋氏詞典》，機器人被定義為「一種類似於生物的機器，能夠獨立運動。」 隨著雲中網路機器人的興起，機器人物聯網被實現，它們可以執行許多不同的任務，來簡化生活。關於當前的大流行，可以將機器人分為自主機器人、遠端機器人、協作機器人和社交機器人。表4 包含示例，介紹了這些機器人的基本方面。
表4 COVID-19 期間啟用 IoT 的/鏈接的機器人設備
物聯網按鈕
此類 IoT 設備是透過無線通信，連接到雲的小型可程式按鈕。 根據其在雲上的書面代碼，此設備僅需按一個按鈕，即可執行不同的重複任務。例如，一種物聯網按鈕，使患者可以透過僅按下按鈕，來抱怨醫院的洗手間是否需要清潔。表5 說明了在 COVID-19 階段這些按鈕的兩種實現方式。
表5 COVID-19 期間的 IoT 按鈕
智慧手機應用
智慧手機應用，是目的在諸如智慧手機之類的行動設備中，執行有限任務的應用軟體。由於 2020 年將有 35 億台活動智慧手機，這些基於物聯網的智慧手機應用在醫療、零售和農業等各個領域可能非常高效。 如表6 所示，已經為醫療領域開發了許多智慧手機應用，其中一些已用於響應 COVID-19，例如 nCapp、DetectaChem、Stop Corona、社交監控。自拍應用、奇維塔斯、StayHomeSafe、AarogyaSetu、TraceTogether、哈馬根、聯盟、比阿比巴林、eRouska 和Whatsapp。
表6 COVID-19 期間啟用 IoT 的/鏈接的智慧手機應用
第一階段：早期診斷
對抗 COVID-19 的關鍵是及早診斷，以防止病毒廣泛傳播。這將極大地幫助醫療保健提供者，安排更好的治療計劃，挽救更多生命，並減少污染和感染。早期診斷 COVID-19 的第一步是瞭解其症狀。根據疾病預防控制中心的數據，截至 2020 年 9 月，COVID-19 的症狀範圍很廣，包括發燒或發冷、咳嗽、呼吸急促或呼吸困難、疲勞、肌肉，或身體酸痛、頭痛、新的味覺或氣味減退、喉嚨痛、充血或流鼻涕、噁心或嘔吐和腹瀉。其中，當測得的溫度超過 38°C 或 100.4°F 時，發燒或體溫過高是 COVID-19 的最常見症狀之一。
物聯網設備可以透過在感測器中捕獲數據，然後為患者、醫療保健提供者和權威機構分析數據，以診斷、控制並最終制止這種傳染性疾病，從而使檢測過程更快、更高效。可以使用不同的 IoT 設備在早期階段，捕獲一些上述症狀，這將在下一部分中討論。
可穿戴
使用可穿戴設備被認為是，應對這種大流行期間早期診斷需求的有效方法。開發這些設備對疾病的早期發現，產生了顯著影響。例如，可穿戴式物聯網設備可以確認，患者的呼吸道症狀是否正常。有了這些知識，患者可以注意到他或她的健康狀況的任何變化，然後決定在出現任何其他症狀之前就醫。實際上，使用合適的可穿戴設備，可能更容易抵抗 COVID-19 大流行。
智慧溫度計
已經開發了各種各樣的 IoT 智慧溫度計，來記錄人體溫度的持續測量值。這些低成本、準確，易於使用的設備，可以穿著或粘在衣服下面的皮膚上。它們通常以不同的形式提供，例如觸摸、貼片和輻射測量。這些設備的使用，對於早期發現可疑病例可能非常有幫助。此外，由於由於患者和醫療保健提供者的親密關係，使用紅外線溫度計捕獲體溫，可能會進一步傳播病毒，因此強烈建議使用智慧溫度計。
根據金莎的溫度計，已在家庭中廣泛使用，生產商現在能夠根據記錄的人的溫度，來預測美國各州最可疑的區域（受 COVID-19 污染）。Tempdrop、Ran's Night、iFever 和 iSense 等其他智慧體溫計（可在圖1 中顯示），可以隨時在智慧手機上報告體溫。在人們的日常生活中使用這些設備，可以提高早期診斷新患者的機會。
智慧頭盔
在 COVID-19 大流行期間，由於與人體的互動較少，因此與紅外線測溫槍相比，將可穿戴式智慧頭盔與熱像儀一起使用，已被證明更安全。在此設備中，當智慧頭盔上的熱像儀檢測到高溫時，人的臉部位置和圖像，將由光學攝影機拍攝。然後，將它們發送到如圖2 所示的帶有警報的警報的行動設備中，以便衛生官員可以區分受感染的人，並且主管部門可以採取行動。
此外，可以將 Google 定位歷史記錄，與智慧頭盔結合使用，以在發現後找到可疑人員訪問過的地方。中國、阿聯酋和義大利等國家已經採用了這種可穿戴設備，以監視路人 2 m 以內的人群。有趣的是，該模型已顯示出良好的結果。例如，KC N901是在中國生產的智慧頭盔，用於高溫體溫檢測的準確度為96％。
智慧眼鏡
如圖3 所示，另一類可穿戴設備是基於 IoT 的智慧眼鏡。與溫度計槍相比，智慧眼鏡的人機交互較少。光學和熱像儀已用於智慧眼鏡中以監視人群，並且內置的人臉檢測技術，使在發現可疑病例後的追蹤程序變得更加容易。實際上，這可以檢測到可疑病例（高溫人士）的身份。
此外，Google 位置記錄可以捕獲可疑案例訪問的地點，從而可以更可靠地採取進一步行動。在不同的智慧眼鏡中，帶紅外線感測器的智慧眼鏡 Rokid 可以監視多達 200 人。該設備的另一個示例是 Vuzix 智慧眼鏡與 Onsight Cube 熱像儀的結合（見圖4）。這些設備協同工作以監視人群，以發現高溫人群，並將其資訊提供給醫療中心或當局。
無人駕駛飛機
通常，在人群中尋找感染者對於 COVID-19 的早期診斷和控制很重要。使用無人駕駛飛機（UAV），尤其是基於 IoT 的無人機，是在此大流行期間加快尋找受污染人員和區域的過程的另一種常用方法。無人機技術可以減少人與人之間的互動，並且可以到達難以接近的位置。
如圖5 所示的熱成像無人機目的在捕獲人群中的溫度，可用於早期診斷階段。這種無人機可以與虛擬現實技術結合使用，作為可穿戴設備來辨識高溫（發燒）的人。與溫度計槍裝置相比，這種裝置不僅減少了人與人之間的互動，而且所用的時間也更少。該設備的一個例子是由加拿大公司開發的 Pandemic Drone 應用，該應用透過捕獲溫度，呼吸信號（如心律）以及任何打噴嚏，或咳嗽來遠端監視和檢測任何感染病例。
機器人
使用與 IoT 關聯的機器人來輔助早期診斷，是這些設備的顯著用途，因為它們可以透過處理患者的治療方法，和降低工作壓力水平，來幫助醫護人員。在沒有人類參與的情況下，自動機器人可以幫助在 COVID-19 的所有階段進行戰鬥。在第一階段，它可以透過收集患者的樣本，來幫助診斷過程，其優點是可以防止有風險的醫務人員（與患者密切接觸）。圖6 描述了此過程的工作方式。該設備的一個例子，是智慧護理機器人，它是透過兩家公司 Vayyar Imaging 和 Meditemi 的合作開發的。透過對 1 m 距離內的人，進行非接觸式快速掃描，該設備可在 10 秒內檢測出 COVID-19 的症狀，以捕獲呼吸道症狀和體溫。
物聯網按鈕
通常，IoT 按鈕是一種可程式設備，可用於重複性任務。 在這種大流行期間，物聯網按鈕可以在向患者當局，或患者家人發出有關任何受污染區域，或任何緊急情況的警報時，發揮重要作用。例如，由 Visionstate 生產的 IoT 按鈕稱為 Wanda QuickTouch（圖7），已被佈署為醫院中的清潔警報系統。它們的目的是，在與基本衛生或公共安全有關的，任何問題時提醒當局。
智慧手機應用
在 COVID-19 大流行期間，已廣泛使用具有 IoT 的智慧手機應用，這些資訊使用諸如全球定位系統（GPS），和地理資訊系統（GIS）之類的資訊進行跟蹤，以增加發現感染者的機會。使用醫療物聯網（IoMT）實施智慧手機應用，將為患者提供在家中適當的治療方法，從而為他們提供幫助。
此外，它還使醫護人員和當局，能夠更輕鬆地監控患者和疾病的傳播。人們可以將其健康資訊上傳到物聯網採用的雲中，並在網路線上，從醫院獲得健康建議。使用該平台，可以在不擴大污染的情況下，在家治癒患者。它的成本比在醫院就診要便宜，並且使政府將來可以採取更好的措施來管理武漢肺炎大流行。自大流行開始以來，已經開發了一些用於 COVID-19 診斷，和監視的智慧手機應用。這些將在接下來的部分中討論。
nCapp
COVID-19 智慧診斷和治療助手程序（nCapp）是在中國使用醫療物聯網，在雲平台上開發的。該手機應用是一種具有八種功能的自動診斷系統，用戶可以選擇這些功能。nCapp 可以根據患者請求的數據和問卷，自動生成診斷報告。診斷分為三種情況：已確認、可疑或可疑。對於確診的病例，有四種情況由醫生確定，包括「輕度、中度、重度和嚴重」。
還定義了針對這些情況，和其他類型病例的特殊治療方法。該計劃的其他積極點，包括更新自己的數據庫以改善診斷，使所有醫務人員都可以進行諮詢，確保所有患者長期安全，並最終公開所有這些功能。通常，透過使用 nCapp，可以更快地進行診斷，並且可以更輕鬆地控制疾病的傳播。
MobileDetect
對能夠辨識感染者系統的高要求，導致了 MobileDetect 應用的實現。與各種智慧手機相容的 MobileDetect 目的在檢測和控制 COVID-19 的傳播。使用此應用，用戶可以使用鼻拭子輕鬆在家中進行測試。測試結果將在 10-30 分鐘內，顯示在智慧手機應用上，以確定用戶有關 COVID-19 的健康狀況。
然後，用戶可以將結果，以及所需的任何其他資訊，發送給他或她的醫生或醫療保健專業人員，以採取進一步的措施。由美國食品藥品監督管理局（FDA）授權的，這種智慧手機測試工具包，在大流行的第一階段，可以透過降低病毒的傳播，來幫助大流行的第一階段。
Stop Corona
除了用於早期病例檢測的所有實施方式之外，另一種方法是擁有捕獲的每日健康報告的數據庫。這些報告包括與他人的聯繫，症狀和位置。Stop Corona 應用，提供了基於疾病點的預測性熱圖。該應用從其用戶收集有關其日常健康狀況的資訊，並基於該資訊生成報告和熱圖。生成的報告僅對衛生部門開放。因此，一旦用戶顯示新症狀並予以宣佈，該病例將出現在新報告中，並且最終由於報告的新症狀，當局將能夠採取適當措施並更快地檢測出污染區域。
第二階段：隔離時間
在檢測過程之後，有必要在醫院或家中隔離並監視患者。隔離不僅適用於確診病例，還可以考慮用於可疑患者，甚至是不同地區或城市或國家。這樣做是為了防止可能的病例從可疑病例（無症狀病例）或地區傳播到其他人。在此階段使用物聯網設備，可以幫助緩解嚴重的挑戰，例如透過有效地監視患者，並控制其呼吸道徵兆、心率、血壓等來傳播病毒。
可穿戴
確診或疑似病例的隔離時間非常重要，因為這些病例有可能將病毒傳播給其他人。物聯網可穿戴頻段已顯示出可喜的結果，可防止患者離開隔離區。使用可穿戴腕帶是追蹤案件的經濟有效的解決方案。在隔離期間，此設備透過藍牙，連接到耐心的智慧手機應用，醫療機構通常可以使用網路界介面，每 2 分鐘監視所有病例。
此外，如果患者的胳膊或腿上沒有綁帶，或者可能離開隔離區，則會發送警報以通知當局，並且他們有權致電患者以澄清情況。圖8 顯示了稱為 IoT-Q-Band 的可穿戴式工作流程。這種方法已在香港佈署，當局使用電子腕帶和智慧手機應用鏈接，以跟蹤 14 天內新來機場的旅客。同樣，美國當局已使用電子腳腕帶（腳踝監測器）實施了另一種這種模式，以隔離拒絕隔離的人。
無人駕駛飛機
在隔離區中，使用無人機在減少 COVID-19 病例數方面起著重要作用，它透過減少醫護人員與患者和受污染區域的相互作用來減少 COVID-19 病例。例如，這一階段的無人機可以透過消毒區域，或為患者提供醫療服務，來協助醫護人員和患者。
消毒無人機
在隔離區保持區域的衛生和消毒是非常重要的，這可以透過使用一種稱為特殊類型消毒的無人機來實現（見圖9）。 這些無人機可以減少病毒的污染，並防止醫護人員被感染。大疆公司生產的這種無人機，可以在 1 小時內對 100 米進行消毒。這種無人機也已在西班牙用於消毒目的。
醫療/送貨無人機
醫用無人機在 COVID-19 的早期階段，就表現出了效率，在此過程中，它們在實驗室和醫療中心之間，轉移了 COVID-19 測試套件，樣品或醫療用品，從而消除了人與人之間的相互作用。此外，這種無人機通常可以透過迅速向患者，或其他醫療中心提供醫療服務，從而減少醫院就診，並增加獲得醫療服務的機會。
例如，在中國和加納使用醫用無人機，透過縮短交貨時間提高了診斷速度。由加拿大交付無人機公司，生產的另一種在 COVID-19 期間交付的無人機，可以移動與 COVID 相關的貨物，包括測試工具包和藥簽測試。這種類型的無人機還可以用於其他目的，例如郵政和食品雜貨服務，而在隔離期間在家中隔離了 COVID-19 確診病例。圖10 說明瞭這種無人機。
機器人
在隔離期間，機器人在使醫務人員遠離孤立患者的過程中，起著重要作用。 例如，可以以不同的方式使用機器人，例如捕獲呼吸道症狀，並協助患者進行治療或進食。
遠端機器人
遠端機器人通常由人類遠端操作，並且可以為在此過程中，沒有人機交互的患者提供不同的服務，例如遠端診斷、遠端手術和遠端治療。例如，護士可以使用這些機器人，在無需與患者互動的情況下，測量患者的體溫。另一個例子是達芬奇外科手術機器人，該機器人由外科醫生在患者處於安全隔離狀態下進行操作。 這有助於通過遠程手術來預防感染。 圖11 顯示了實際的 daVinci 遠端機器人。
協作機器人
如果需要人工操作，建議使用協作機器人，稱為 Cobots（圖12）。 在這種大流行中，它們不像遠端機器人那樣有益，但是在隔離期間，這種類型的機器人可以降低醫護人員的疲勞度，並跟蹤他們與患者的互動。例如，印度的阿西莫夫機器人公司（Asimov Robotics）被設計用於隔離，以幫助偏遠地區的患者，完成諸如準備食物和提供藥物的任務，並防止醫護人員進入該地區。該機器人在此階段的另一個示例，是由新加坡南洋理工大學實現的 eXtreme 消毒機器人（XDBOT）（如圖13 所示）。該機器人可以對難以進入的區域（如床下）進行消毒，並且可以在行動平台上進行無線操作，以避免人類與受污染區域之間的任何緊密接觸。
自主機器人
自主機器人在隔離期間已被廣泛使用。 它們與人類的互動很少或沒有互動，可以在不同情況下使用，以對醫院的污染區域進行消毒，進行患者的治療並檢查他們的呼吸道症狀。當患者被隔離在房間中時，這將降低醫護人員的感染風險。例如，由 Xenex 創建的消毒機器人，能夠清潔和消毒病毒和細菌區域。 圖14 說明瞭 Xenex 機器人如何使用紫外線來分解病毒。另一個例子是丹麥公司開發的 UVD 機器人，該機器人用強烈的紫外線對醫院進行消毒，這會破壞病毒的 DNA。
社交機器人
根據 CDC，隔離和隔離患者可能會導致精神健康問題。 為了防止這種情況，社交機器人被設計為在這段時間內，與患者進行交流。這些機器人在這種大流行中的功能，是幫助減少隔離和身體疏遠期間的精神疲勞和勞累。這些機器人的一個例子是 Paro，它可以在患者隔離期間，作為緩解壓力的設備來幫助他們，如圖15 所示。
物聯網按鈕
響應 COVID-19 大流行，使用 IoT 按鈕可以幫助在隔離期間跟蹤患者。Sefucy IoT 按鈕最初用於跟蹤丟失或失蹤的孩子，但隨著 COVID-19 的爆發，此 IoT 設備已用於隔離期間的緊急通知。如果在家裡隔離的確診病例的健康狀況惡化，則透過按此按鈕，將提醒醫療保健提供者，或在緊急情況下通知家庭成員。
智慧手機應用
隔離的最關鍵部分，是在隔離患者時跟蹤患者。在隔離期間使用智慧手機跟蹤患者，是另一種廣泛使用的舒解和控制 COVID-19 病毒傳播的方法。
社會監控
在俄羅斯，政府開發了一種名為「社會監測」的強制性監視應用，以跟蹤診斷出患有 COVID-19，且必須隔離在家中的患者。使用這種方法，當局可以在將應用安裝在患者的智慧手機上之後跟蹤患者。每次患者要離開家或隔離區時，都要求他們要求 QR CODE（快速響應）。此代碼代表他們對當局的辨識，從而使他們可以監視患者。
自拍應用
此應用程序是在波蘭開發的，具有地理位置和臉部辨識技術，可以跟蹤被告知，要在家裡呆 14 天的患者。患者可以拒絕安裝此應用，但作為回報，他們將得到當局的意外訪問。使用該應用，將要求患者每天隨機發送自拍照。
奇維塔
Civitas 是加拿大的智慧手機應用程序，已被提出來降低 COVID-19 的影響。該應用使用用戶的辨識碼，與當局進行通信，以請求允許用戶離開房屋的許可證。Civitas 可以為需要及時出門購買必需品的可疑案件提供幫助。此外，它提供了一個安全通道，使醫生能夠與患者聯繫，以監視患者的健康狀況。
StayHomeSafe
StayHomeSafe 應用被認為是智慧手機應用，和可穿戴設備的組合。它已在香港實施，該機場為新到機場的人員配備了腕帶，可與智慧手機配對，以利用應用使用的地理圍欄技術，來設置隔離位置。
第三階段：恢復後
針對 COVID-19 大流行而設置的限制，已對許多企業、市場和經濟產生了毀滅性影響。經過數月的社會封鎖，和嚴格的限制之後，各國正在逐步謹慎地重新開放。在這個階段，每個人都需要格外小心。社會隔離和對實體服務的限制，需要以確保病毒不會再次傳播的方式實施。在本節中，我們重點介紹了物聯網技術在鎖定後應對 COVID-19 大流行中的作用。
可穿戴
由於雇主逐漸將工人帶回工作，學生正在重返學校，並且經濟在重新開放期間反彈，因此應該有一些保護技術，以使每個人都免受這種病毒的傷害。接觸者追蹤和社交距離，是安全重新打開時要考慮的兩個關鍵點。可穿戴設備是可用於跟蹤用戶與他人的親密接觸，並在未保持社交距離的情況下，提醒他們的設備。
易帶
隨著各國在封鎖之後，逐步重新開放工作場所和市場，EasyBand 是確保人們正在與社交距離的，最有效的物聯網設備之一。該可穿戴設備與醫療物聯網（IoMT）整合在一起，可感應並捕獲其他設備中的數據。
EasyBand 在特定的半徑範圍內工作，如果人與人之間的距離非常近，其 LED 燈會顯示出潛在的風險。例如，如果佩戴 Easyband 的人，與另一個人的距離在 4 米之內，則該樂隊將開始發出嗶嗶聲以提醒雙方，並提醒他們彼此保持適當的距離。
與智慧手機應用相比，該設備顯示出更好的結果，並且可以在沒有任何行動設備的情況下使用。此外，它是一種具有成本效益的設備，可以使人們更加安全，省心。圖16 表示此可穿戴設備的工作流程。該設備的類似示例是 Pact 腕帶（參見圖17），該腕帶使用振動器和蜂鳴器提醒人與人之間的距離。
接近軌跡
由於工業工人在停工後將重新上班，因此在他們一起工作時，必須在他們之間實行社交距離。鄰近跟蹤以實際方式幫助工業工人保持社會距離。該設備可以連接到安全帽或身體上，當工人彼此靠近且聲音很大時，它會發出警報。使用該設備，工作人員將能夠專注於工作，而不必擔心病毒的污染。圖18 顯示了這種痕跡如何貼在工業工人的安全帽上。 另外，圖19 中所示的 Instant Trace（作為徽章使用）具有相同的功能，可幫助員工保持社交距離，並追蹤受感染員工的聯繫人。
無人駕駛飛機
當大流行進入恢復後階段時，為響應重新開放，已經使用了許多無人機，這有助於企業以安全的方式繼續工作。透過監視人群和廣播資訊來提高社會意識，是在此階段實施這些設備的主要目的。
監控無人機
監視無人機的設計和開發，是一種有效的方法，可以在人們無法進行社交疏導的情況下監視人群。中國製造的MicroMultiCopter 和印度的 Cyient，是這種無人機的兩種類型（圖20）。MicroMultiCopter 無人機還配備了揚聲器，以宣佈有關當局的重要資訊，將在本階段的下一類無人機中對其進行討論。
公告無人機
這種無人機主要設計，用於在網路訪問率較低的區域進行廣播。例如，西班牙和其他歐洲國家的當局，使用這種類型的無人機來宣佈，使用揚聲器進行社交距離和其他準則的做法。科威特是另一個使用這種無人機，向人群中的人廣播「回家」消息的國家（見圖21）。
多用途無人機
在中國已經實現了一種名為「電暈戰鬥機」的多用途無人機，它與所有其他類型的無人機相結合，可以一次覆蓋上述三個階段中提到的所有擬議目標。 該無人機可以佈署在任何 COVID-19 階段。圖22 顯示了具有其他無人機所有特性的無人機。
機器人
隨著學校的開學、企業的復甦、汽車的重新上路，以及人們的日常通勤，COVID-19 大流行正在過渡到下一階段，即停滯或恢復後。 在此階段，每個人都需要瞭解，各地進行社交距離以減輕病毒傳播的重要性。為響應此階段的 COVID-19，可以使用自主機器人控制社交距離。
例如，Spot 是在新加坡設計的，類似於狗的四足機器人，它提醒人們在公共場所進行社交疏導。儘管可以對該機器人進行遠程控制，但它也能夠將數據傳輸到Web界面以進行進一步監視。圖23 是用於監視社交疏離行為的 Spot 機器人。
智慧手機應用
物聯網在醫療保健中的使用現在正在擴大，其主要好處是成本效益、有效的監控、適當的治療，更少的錯誤和出色的診斷。一些智慧手機應用，是專門為應對大流行與重新開放相關的挑戰而開發的，本節將對此進行介紹。
亞羅吉亞·塞圖
Aarogya Setu 是一個聯繫人追蹤應用，人們可以在智慧手機上，使用它來提高對這種病毒的認識，並與之作鬥爭。Aarogya Setu 目的在改善醫療服務提供者與人們之間的溝通。在應用中，將詢問用戶他或她是否有 COVID-19 症狀，或最近是否出國旅行。透過分析來自用戶的輸入數據，以及他們的跟蹤資訊，Aarogya Setu 可以通知用戶，如果他或她已經與某個，已經或以後成為確定案例的人進行了聯繫。
一起追蹤
新加坡啟動了一個名為 TraceTogether 的應用，該應用使用加密的 ID 從彼此密切聯繫的人那裡捕獲數據。在建立了緊密聯繫的身份之前，將不會使用捕獲的數據。此數據包括訪問的持續時間，社交距離將儲存 21 天，以用於將來的聯繫人跟蹤。
哈馬根
此聯繫人跟蹤應用是在以色列開發的。Hamagen 使用 GPS 技術來確定用戶，是否與 COVID-19 測試呈陽性的人保持密切聯繫。在此應用中，出於隱私考慮，除非用戶同意，否則個人數據不會離開智慧手機。
聯盟
聯盟使用物聯網技術和區塊鏈平台，來提供安全的聯繫人跟蹤方法。在此應用中，為用戶分配了隨機 ID，以便在檢測到任何新案件時，將通知與這些案件密切聯繫的用戶。
小心巴林
BeAware Bahrain是在巴林實施的聯繫人跟蹤應用，當人們接近被發現有 COVID-19 病例的受污染區域或與確診病例密切接觸時，他們會向人們發出警報。另外，該應用會監控自隔離病例的位置 14 天，並允許用戶離開隔離區進行測試約會，這意味著該應用也適用於大流行的第二階段。
eRouska
該應用監視並捕獲其用戶之間的任何近距離。如果其中一位用戶的 COVID-19 測試呈陽性，則 eRouska 會通知其他人可能的感染，以便他們針對自己的健康狀況採取措施。
社交媒體 - Whatsapp
截至 2020 年 4 月，全世界在社交媒體上擁有約 38 億用戶。在這種大流行期間，這一數量的用戶為利用社交媒體應用實施遠端醫療保健支持提供了巨大的機會。最受歡迎的應用之一是 Whatsapp。該應用為患者提供了使用虛擬會議與他們的醫生進行遠端諮詢的機會，這將減少患者去醫院就診的次數。使用此方法適用於 COVID-19 大流行期間的所有階段。
討論與未來工作
COVID-19 被認為是全球健康危機和國際經濟威脅。針對COVID-19 大流行而設置的限制已對許多企業，市場，經濟，社會和我們的生活造成了毀滅性影響。
這種大流行及其限制所帶來的全面健康，社會和經濟後果將需要時間來得到充分認識和量化；但是，研究和工業界正在進行許多努力，以利用不同的技術來檢測，治療和跟蹤該病毒，以減輕其影響。
物聯網（IoT）技術在早期檢測，隔離時間以及從 COVID-19 中恢復後已顯示出可喜的成果。但是，隨著我們對病毒及其行為的更多瞭解，我們應該在不同階段調整和改進我們的方法。例如，集成人工智能（AI）和物聯網技術以使用AI功能來最小化醫護人員和患者在各個階段之間的互動將是很有趣的。
另一個例子是在其他輸入（例如手勢和語音）的幫助下使用非接觸式技術，可以有效降低疾病的傳播並儘早結束大流行。要說服確診的 COVID-19 病例繼續隔離，以減輕病毒的傳播，還需要做進一步的研究。
此外，物聯網設備如何在日常生活中有效地幫助孤立的患者。鎖定之後，隨著企業和市場逐漸開放，如何將 IoT 設備納入企業範圍以涵蓋安全性和效率。這些問題的答案將在研究和工業學科中引起相當大的關注，並在該領域開闢新的研究途徑。
在大流行的不同階段使用 IoT 設備的主要問題之一是要求患者共享信息時的隱私問題。無疑，這是每個患者都非常關心的問題，因此在共享私人資訊之前定義安全的通信通道或使用不同的加密技術將是可能的研究領域。
通過醫療中心，城市等之間的協作，擁有支持物聯網的智能城市在對抗當前和未來的大流行方面將非常有用。除了上述物聯網應用，Allam等人。強調了智慧城市網絡概念的重要性，而世界正面臨著COVID-19大流行的困擾。
智慧城市的基礎設施可通過實施包括人群監控，智慧停車和交通重新路由在內的智慧交通系統來幫助人們保持社會距離。作為智慧城市智慧生活的一部分，基於物聯網的智慧家居技術還可以降低 COVID-19 的感染率。
例如，可以實施智慧家居門鈴和安全系統來防止用戶接觸表面，因此不會因接觸這些表面而對病毒造成任何污染。
結論
儘管全世界都在與 COVID-19 大流行作鬥爭，但已經實施了許多技術來對抗這種疾病。這些技術之一是物聯網（IoT），它已在醫療保健行業中廣泛使用。在 COVID-19 大流行期間，這項技術在治療這種疾病方面顯示出令人鼓舞的結果。在本文中，我們對最近提出的物聯網設備進行了調查，目的是在 COVID-19 大流行期間，為醫護人員和當局提供幫助。
我們分三個階段回顧了與物聯網相關的技術及其實現，包括「早期診斷」，「隔離時間」和「恢復後」。在每個階段，我們評估了支持IoT的/鏈接的技術（包括可穿戴設備，無人機，機器人，IoT 按鈕和智慧手機應用程序）在對抗 COVID-19 中的作用。物聯網技術對於這種大流行可能非常有效，但是考慮數據的隱私性也相當重要。
透過以安全的方式正確實施物聯網技術，可以讓更多患者安心使用物聯網設備參與治療。結果，當局和醫護人員可以更好地應對流行病。因此，可以顯著降低這些類型疾病的影響，包括感染、住院和死亡率。
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