Προβλέψτε μια επιδημία πριν χτυπήσει

Ο καναδικός αλγόριθμος BlueDot ήταν ταχύτερος από τους ειδικούς στην αναγνώριση της απειλής από τον τελευταίο κορονοϊό. Ενημέρωσε τους πελάτες του για την απειλή λίγες μέρες πριν τα Κέντρα Ελέγχου και Πρόληψης Νοσημάτων των ΗΠΑ (CDC) και ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας (ΠΟΥ) στείλουν επίσημες ειδοποιήσεις στον κόσμο.

Καμράν Χαν (1), ιατρός, λοιμωξιολόγος, ιδρυτής και διευθύνων σύμβουλος του προγράμματος BlueDot, εξήγησε σε συνέντευξη Τύπου πώς αυτό το σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης χρησιμοποιεί τεχνητή νοημοσύνη, συμπεριλαμβανομένης της επεξεργασίας φυσικής γλώσσας και της μηχανικής εκμάθησης, για την παρακολούθηση ακόμη και εκατό μεταδοτικές ασθένειες ταυτόχρονα. Περίπου 100 άρθρα σε 65 γλώσσες αναλύονται καθημερινά.

1. Ο Kamran Khan και ένας χάρτης που δείχνει την εξάπλωση του κοροναϊού της Γουχάν.

Αυτά τα δεδομένα σηματοδοτούν τις εταιρείες πότε πρέπει να ενημερώσουν τους πελάτες τους για την πιθανή παρουσία και εξάπλωση μιας μολυσματικής νόσου. Άλλα δεδομένα, όπως πληροφορίες σχετικά με τα ταξιδιωτικά δρομολόγια και τις πτήσεις, μπορούν να βοηθήσουν στην παροχή πρόσθετων πληροφοριών σχετικά με την πιθανότητα εμφάνισης επιδημίας.

Η ιδέα πίσω από το μοντέλο BlueDot είναι η εξής. λάβετε πληροφορίες το συντομότερο δυνατό εργαζόμενοι στον τομέα της υγειονομικής περίθαλψης με την ελπίδα ότι μπορούν να διαγνώσουν –και, εάν είναι απαραίτητο, να απομονώσουν– μολυσμένους και δυνητικά μεταδοτικούς ανθρώπους σε πρώιμο στάδιο της απειλής. Ο Khan εξηγεί ότι ο αλγόριθμος δεν χρησιμοποιεί δεδομένα μέσων κοινωνικής δικτύωσης επειδή είναι «πολύ χαοτικός». Ωστόσο, «οι επίσημες πληροφορίες δεν είναι πάντα ενημερωμένες», είπε στο Recode. Και ο χρόνος αντίδρασης είναι αυτό που έχει σημασία για την επιτυχή πρόληψη μιας επιδημίας.

Ο Khan εργαζόταν ως λοιμωξιολόγος στο Τορόντο το 2003 όταν συνέβη. επιδημία SARS. Ήθελε να αναπτύξει έναν νέο τρόπο για να παρακολουθεί αυτούς τους τύπους ασθενειών. Αφού δοκίμασε πολλά προγνωστικά προγράμματα, ξεκίνησε το BlueDot το 2014 και συγκέντρωσε 9,4 εκατομμύρια δολάρια σε χρηματοδότηση για το έργο του. Η εταιρεία απασχολεί σήμερα σαράντα υπαλλήλους, γιατρούς και προγραμματιστέςοι οποίοι αναπτύσσουν ένα αναλυτικό εργαλείο για την παρακολούθηση ασθενειών.

Αφού συλλέξουν τα δεδομένα και την αρχική τους επιλογή, μπαίνουν στο παιχνίδι αναλυτές. Επειτα επιδημιολογία Δοκιμάζουν τα ευρήματα για επιστημονική εγκυρότητα και στη συνέχεια αναφέρουν στην κυβέρνηση, τις επιχειρήσεις και τους επαγγελματίες του τομέα της υγείας. клиенты.

Ο Khan πρόσθεσε ότι το σύστημά του θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιήσει μια σειρά από άλλα δεδομένα, όπως πληροφορίες για το κλίμα μιας συγκεκριμένης περιοχής, τη θερμοκρασία, ακόμη και πληροφορίες για τα τοπικά ζώα, για να προβλέψει εάν κάποιος που έχει μολυνθεί από την ασθένεια θα μπορούσε να προκαλέσει ξέσπασμα. Επισημαίνει ότι ήδη από το 2016, η Blue-Dot ήταν σε θέση να προβλέψει ένα ξέσπασμα του ιού Ζίκα στη Φλόριντα έξι μήνες πριν καταγραφεί πραγματικά στην περιοχή.

Η εταιρεία λειτουργεί με παρόμοιο τρόπο και χρησιμοποιώντας παρόμοιες τεχνολογίες. Metabiotaπαρακολούθηση της επιδημίας SARS. Οι ειδικοί του κάποτε διαπίστωσαν ότι ο μεγαλύτερος κίνδυνος εμφάνισης αυτού του ιού ήταν στην Ταϊλάνδη, τη Νότια Κορέα, την Ιαπωνία και την Ταϊβάν και το έκαναν περισσότερο από μια εβδομάδα πριν από την ανακοίνωση των κρουσμάτων σε αυτές τις χώρες. Μερικά από τα συμπεράσματά τους προέκυψαν από την ανάλυση των δεδομένων πτήσεων επιβατών.

Η Metabiota, όπως και η BlueDot, χρησιμοποιεί επεξεργασία φυσικής γλώσσας για να αξιολογήσει πιθανές αναφορές ασθενειών, αλλά εργάζεται επίσης για να αναπτύξει την ίδια τεχνολογία για πληροφορίες μέσων κοινωνικής δικτύωσης.

Μαρκ Γκάλιβαν, ο επιστημονικός διευθυντής δεδομένων της Metabiota, εξήγησε στα μέσα ενημέρωσης ότι οι διαδικτυακές πλατφόρμες και τα φόρουμ μπορούν να σηματοδοτήσουν τον κίνδυνο εκδήλωσης επιδημίας. Οι ειδικοί του προσωπικού λένε επίσης ότι μπορούν να εκτιμήσουν τον κίνδυνο εξάπλωσης μιας κοινωνικά και πολιτικά αποδιοργανωτικής ασθένειας με βάση πληροφορίες όπως συμπτώματα ασθένειας, θνησιμότητα και διαθεσιμότητα θεραπείας.

Στην εποχή του Διαδικτύου, όλοι περιμένουν μια γρήγορη, αξιόπιστη και πιθανώς ευανάγνωστη οπτική παρουσίαση πληροφοριών σχετικά με την εξέλιξη της επιδημίας του κορωνοϊού, για παράδειγμα με τη μορφή ενημερωμένου χάρτη.

2. Πίνακας ελέγχου Coronavirus 2019-nCoV University Johns Hopkins.

Το Κέντρο Επιστήμης και Μηχανικής Συστημάτων στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins έχει αναπτύξει ίσως τον πιο διάσημο πίνακα ελέγχου του κορωνοϊού στον κόσμο (2). Παρείχε επίσης το πλήρες σύνολο δεδομένων για λήψη ως φύλλο Google. Ο χάρτης δείχνει νέα κρούσματα, επιβεβαιωμένους θανάτους και αναρρώσεις. Τα δεδομένα που χρησιμοποιούνται για την οπτικοποίηση προέρχονται από διάφορες πηγές, συμπεριλαμβανομένων των ΠΟΥ, CDC, China CDC, NHC και DXY, ενός κινεζικού ιστότοπου που συγκεντρώνει αναφορές NHC σε πραγματικό χρόνο και τοπικές αναφορές κατάστασης CCDC.

Διαγνωστικά σε ώρες, όχι ημέρες

Ο κόσμος άκουσε για πρώτη φορά για μια νέα ασθένεια που εμφανίστηκε στη Γουχάν της Κίνας. 31 Δεκέμβριο 2019 πόλη Μια εβδομάδα αργότερα, Κινέζοι επιστήμονες ανακοίνωσαν ότι είχαν εντοπίσει τον ένοχο. Την επόμενη εβδομάδα, Γερμανοί ειδικοί ανέπτυξαν το πρώτο διαγνωστικό τεστ (3). Είναι γρήγορο, πολύ πιο γρήγορο από ό,τι στις μέρες του SARS ή παρόμοιων επιδημιών πριν και μετά.

Ήδη από τις αρχές της περασμένης δεκαετίας, οι επιστήμονες που αναζητούσαν κάποιο είδος επικίνδυνου ιού έπρεπε να τον αναπτύξουν σε ζωικά κύτταρα σε πιάτα Petri. Πρέπει να έχετε δημιουργήσει αρκετούς ιούς για να δημιουργήσετε απομόνωση DNA και διαβάστε τον γενετικό κώδικα μέσω μιας διαδικασίας γνωστής ως αλληλουχία. Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια, αυτή η τεχνική έχει αναπτυχθεί τρομερά.

Οι επιστήμονες δεν χρειάζεται καν να αναπτύξουν τον ιό στα κύτταρα πλέον. Μπορούν να ανιχνεύσουν άμεσα πολύ μικρές ποσότητες ιικού DNA στους πνεύμονες ή τις εκκρίσεις αίματος ενός ασθενούς. Και χρειάζονται ώρες, όχι μέρες.

Γίνονται εργασίες για την ανάπτυξη ακόμη ταχύτερων και πιο βολικών εργαλείων ανίχνευσης ιών. Η Veredus Laboratories με έδρα τη Σιγκαπούρη εργάζεται σε ένα φορητό κιτ για την ανίχνευση, VereChip Το (4) θα ξεκινήσει να πωλείται από την 1η Φεβρουαρίου του τρέχοντος έτους. Οι αποτελεσματικές και φορητές λύσεις θα καταστήσουν επίσης ταχύτερο τον εντοπισμό των μολυσμένων για την κατάλληλη ιατρική περίθαλψη κατά την ανάπτυξη ιατρικών ομάδων στο πεδίο, ειδικά όταν τα νοσοκομεία είναι υπερπλήρη.

Οι πρόσφατες τεχνολογικές εξελίξεις κατέστησαν δυνατή τη συλλογή και την κοινή χρήση διαγνωστικών αποτελεσμάτων σε σχεδόν πραγματικό χρόνο. Παράδειγμα πλατφόρμας από την Quidel Σοφία Είμαι ένα σύστημα PCR10 FilmArray Οι εταιρείες BioFire που παρέχουν γρήγορες διαγνωστικές δοκιμές για παθογόνα του αναπνευστικού είναι άμεσα διαθέσιμες μέσω ασύρματης σύνδεσης σε βάσεις δεδομένων στο cloud.

Το γονιδίωμα του κοροναϊού 2019-nCoV (COVID-19) αναλύθηκε πλήρως από Κινέζους επιστήμονες λιγότερο από ένα μήνα μετά την ανακάλυψη του πρώτου κρούσματος. Σχεδόν άλλα είκοσι έχουν ολοκληρωθεί από την πρώτη σειρά. Συγκριτικά, η επιδημία του ιού SARS ξεκίνησε στα τέλη του 2002 και το πλήρες γονιδίωμά του δεν ήταν διαθέσιμο μέχρι τον Απρίλιο του 2003.

Η αλληλουχία του γονιδιώματος είναι κρίσιμη για την ανάπτυξη διαγνωστικών και εμβολίων κατά αυτής της ασθένειας.

Νοσοκομειακή Καινοτομία

5. Ιατρικό ρομπότ από το Περιφερειακό Ιατρικό Κέντρο Providence στο Έβερετ.

Δυστυχώς, ο νέος κορωνοϊός απειλεί και τους γιατρούς. Σύμφωνα με το CNN, πρόληψη της εξάπλωσης του κορωνοϊού εντός και εκτός του νοσοκομείου, το προσωπικό στο Περιφερειακό Ιατρικό Κέντρο Providence στο Έβερετ της Ουάσιγκτον, χρήση Το ρομπότ (5), το οποίο μετρά τα ζωτικά σημεία σε έναν απομονωμένο ασθενή και λειτουργεί ως πλατφόρμα τηλεδιάσκεψης. Το μηχάνημα είναι κάτι περισσότερο από μια απλή συσκευή επικοινωνίας σε τροχούς με ενσωματωμένη οθόνη, αλλά δεν εξαλείφει εντελώς την ανθρώπινη εργασία.

Οι νοσοκόμες πρέπει ακόμα να εισέλθουν στο δωμάτιο με τον ασθενή. Ελέγχουν επίσης ένα ρομπότ που δεν θα εκτεθεί σε μόλυνση, τουλάχιστον βιολογικά, έτσι συσκευές αυτού του τύπου θα χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο στη θεραπεία μολυσματικών ασθενειών.

Φυσικά, τα δωμάτια μπορούν να είναι μονωμένα, αλλά πρέπει επίσης να αερίζετε για να μπορείτε να αναπνέετε. Αυτό απαιτεί νέα συστήματα εξαερισμούπρόληψη της εξάπλωσης μικροβίων.

Η φινλανδική εταιρεία Genano (6), η οποία ανέπτυξε αυτούς τους τύπους τεχνικών, έλαβε ρητή παραγγελία για ιατρικά ιδρύματα στην Κίνα. Η επίσημη ανακοίνωση της εταιρείας αναφέρει ότι η εταιρεία διαθέτει μεγάλη εμπειρία στην παροχή εξοπλισμού για την πρόληψη της εξάπλωσης μολυσματικών ασθενειών σε αποστειρωμένα και απομονωμένα δωμάτια νοσοκομείων. Τα προηγούμενα χρόνια έκανε, μεταξύ άλλων, παραδόσεις σε ιατρικά ιδρύματα στη Σαουδική Αραβία κατά τη διάρκεια της επιδημίας του ιού MERS. Φινλανδικές συσκευές για ασφαλή αερισμό έχουν επίσης παραδοθεί στο διάσημο προσωρινό νοσοκομείο για άτομα που έχουν μολυνθεί από τον κοροναϊό 2019-nCoV στη Γουχάν, που έχει ήδη κατασκευαστεί σε δέκα ημέρες.

6. Διάγραμμα του συστήματος Genano στον μονωτήρα

Η κατοχυρωμένη με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας τεχνολογία που χρησιμοποιείται στους καθαριστές «εξαλείφει και σκοτώνει όλα τα αερομεταφερόμενα μικρόβια όπως ιούς και βακτήρια», σύμφωνα με τον Genano. Ικανοί να συλλαμβάνουν λεπτά σωματίδια τόσο μικρά όσο 3 νανόμετρα, οι καθαριστές αέρα δεν διαθέτουν μηχανικό φίλτρο για συντήρηση και ο αέρας φιλτράρεται από ένα ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο.

Μια άλλη τεχνική περιέργεια που προέκυψε κατά τη διάρκεια της επιδημίας του κορωνοϊού ήταν θερμικοί σαρωτές, χρησιμοποιείται, μεταξύ άλλων, άτομα με πυρετό παραλαμβάνονται στα αεροδρόμια της Ινδίας.

Διαδίκτυο - κακό ή βοήθεια;

Παρά το τεράστιο κύμα κριτικής για αναπαραγωγή και διάδοση, διάδοση παραπληροφόρησης και πανικού, τα εργαλεία των μέσων κοινωνικής δικτύωσης διαδραμάτισαν επίσης θετικό ρόλο από το ξέσπασμα της επιδημίας στην Κίνα.

Όπως αναφέρεται, για παράδειγμα, από τον κινεζικό ιστότοπο τεχνολογίας TMT Post, μια κοινωνική πλατφόρμα για μίνι βίντεο. Ντουίν, που είναι το κινεζικό αντίστοιχο του παγκοσμίου φήμης TikTok (7), έχει ξεκινήσει ένα ειδικό τμήμα για την επεξεργασία πληροφοριών σχετικά με την εξάπλωση του κορωνοϊού. Κάτω από το hashtag #Καταπολεμήστε την Πνευμονία, δημοσιεύει όχι μόνο πληροφορίες από χρήστες, αλλά και αναφορές και συμβουλές ειδικών.

Εκτός από την ευαισθητοποίηση και τη διάδοση σημαντικών πληροφοριών, η Douyin στοχεύει επίσης να χρησιμεύσει ως εργαλείο υποστήριξης για τους γιατρούς και το ιατρικό προσωπικό που καταπολεμούν τον ιό, καθώς και τους μολυσμένους ασθενείς. Αναλυτής Ντανιέλ Αχμάντ ανάρτησε στο Twitter ότι η εφαρμογή κυκλοφόρησε ένα "βίντεο εφέ Jiayou" (που σημαίνει ενθάρρυνση) που οι χρήστες θα πρέπει να χρησιμοποιούν για να στέλνουν θετικά μηνύματα για την υποστήριξη γιατρών, επαγγελματιών υγείας και ασθενών. Αυτό το είδος περιεχομένου δημοσιεύεται επίσης από διάσημους ανθρώπους, διασημότητες και τους λεγόμενους influencers.

Σήμερα, πιστεύεται ότι μια προσεκτική μελέτη των τάσεων των μέσων κοινωνικής δικτύωσης που σχετίζονται με την υγεία θα μπορούσε να βοηθήσει σημαντικά τους επιστήμονες και τις αρχές δημόσιας υγείας να αναγνωρίσουν και να κατανοήσουν καλύτερα τους μηχανισμούς μετάδοσης ασθενειών μεταξύ των ανθρώπων.

Εν μέρει επειδή τα μέσα κοινωνικής δικτύωσης τείνουν να είναι «υψηλά συμφραζόμενα και ολοένα και πιο υπερτοπικά», είπε στο The Atlantic το 2016. Σαλάτα Μασσαλίας, ερευνητής στην Ομοσπονδιακή Πολυτεχνική Σχολή στη Λωζάνη της Ελβετίας και ειδικός σε έναν αναπτυσσόμενο τομέα που οι επιστήμονες αποκαλούν «Ψηφιακή Επιδημιολογία». Ωστόσο, αυτή τη στιγμή, πρόσθεσε, οι ερευνητές εξακολουθούν να προσπαθούν μάλλον να καταλάβουν εάν τα μέσα κοινωνικής δικτύωσης μιλούν για προβλήματα υγείας που αντανακλούν στην πραγματικότητα επιδημιολογικά φαινόμενα ή όχι (8).

8. Οι Κινέζοι βγάζουν selfies με μάσκες.

Τα αποτελέσματα των πρώτων πειραμάτων από αυτή την άποψη είναι ασαφή. Ήδη το 2008, οι μηχανικοί της Google κυκλοφόρησαν ένα εργαλείο πρόβλεψης ασθενειών - Google τάσεις της γρίπης (GFT). Η εταιρεία σχεδίαζε να το χρησιμοποιήσει για να αναλύσει δεδομένα της μηχανής αναζήτησης Google για συμπτώματα και λέξεις σήμανσης. Εκείνη την εποχή, ήλπιζε ότι τα αποτελέσματα θα χρησιμοποιηθούν για την ακριβή και άμεση αναγνώριση των «περιγραμμάτων» των επιδημιών γρίπης και δάγκειου πυρετού - δύο εβδομάδες νωρίτερα από τα Κέντρα Ελέγχου και Πρόληψης Νοσημάτων των ΗΠΑ. (CDC), του οποίου η έρευνα θεωρείται το καλύτερο πρότυπο στον τομέα. Ωστόσο, τα αποτελέσματα της Google σχετικά με την πρώιμη διάγνωση της γρίπης στις ΗΠΑ και αργότερα της ελονοσίας στην Ταϊλάνδη βάσει σήματος μέσω Διαδικτύου κρίθηκαν υπερβολικά ανακριβή.

Τεχνικές και συστήματα που «προβλέπουν» διάφορα γεγονότα, συμ. όπως η έκρηξη ταραχών ή επιδημιών, έχει επίσης δουλέψει η Microsoft, η οποία το 2013, μαζί με το Ισραηλινό Ινστιτούτο Technion, ξεκίνησε ένα πρόγραμμα πρόβλεψης καταστροφών που βασίζεται στην ανάλυση περιεχομένου πολυμέσων. Με τη βοήθεια της ζωοτόμησης πολύγλωσσων τίτλων, η «ευφυΐα υπολογιστών» έπρεπε να αναγνωρίσει τις κοινωνικές απειλές.

Οι επιστήμονες εξέτασαν ορισμένες αλληλουχίες γεγονότων, όπως πληροφορίες για την ξηρασία στην Αγκόλα, οι οποίες οδήγησαν σε προβλέψεις στα συστήματα πρόβλεψης για πιθανή επιδημία χολέρας, καθώς βρήκαν μια σύνδεση μεταξύ ξηρασίας και αύξησης της συχνότητας εμφάνισης της νόσου. Το πλαίσιο του συστήματος δημιουργήθηκε με βάση την ανάλυση των αρχειακών δημοσιεύσεων των New York Times, ξεκινώντας το 1986. Η περαιτέρω ανάπτυξη και η διαδικασία της μηχανικής μάθησης περιλάμβαναν τη χρήση νέων πόρων του Διαδικτύου.

Μέχρι στιγμής, με βάση την επιτυχία των BlueDot και Metabiota στην επιδημιολογική πρόβλεψη, μπορεί κανείς να μπει στον πειρασμό να συμπεράνει ότι μια ακριβής πρόβλεψη είναι δυνατή κυρίως με βάση "κατάλληλα" δεδομένα, δηλ. επαγγελματικές, επαληθευμένες, εξειδικευμένες πηγές, όχι το χάος των κοινοτήτων του Διαδικτύου και των πυλών.

Αλλά ίσως όλα έχουν να κάνουν με πιο έξυπνους αλγόριθμους και καλύτερη μηχανική μάθηση;