Ии предсказал вспышку коронавируса

Обновлено: 25.04.2024

В тот день китайский врач Ли Вэньлян обсуждал онлайн с коллегами странное заболевание у пациентов, а вечером (в Торонто – раннее утро, минус 12 часов) департамент здравоохранения Уханя оповестил о подозрительном заболевании медицинские учреждения города. Его поначалу приняли за разновидность SARS, возвращения которого в регионе боятся еще со времен эпидемии 2003 г. Но это оказался не известный раньше коронавирус, впоследствии он получил название SARS-CoV-2, а вызываемая им болезнь – COVID-19.

Искусственный интеллект BlueDot может лишь анализировать информацию и выделять подозрительные случаи; решение, что предпринять, остается за людьми. Сотрудники BlueDot выпустили оповещение для больниц и минздрава Канады, авиакомпании Air Canada и прочих своих клиентов 31 декабря. В тот же день власти Китая информировали ВОЗ о случаях пневмонии неизвестного происхождения, о ней написали СМИ, не только китайские, но и западные – например, немецкая DW.

Под контролем искусственного интеллекта

О надвигающихся эпидемиях BlueDot сообщает не первый раз. В 2014 г. он спрогнозировал, что вспышка лихорадки Эбола выйдет за пределы Западной Африки. В 2016 г. еще за полгода предсказал всплеск лихорадки Зика во Флориде. В том же году стартап рассчитал вероятность заражения вирусом Зика в Бразилии и убедил ВОЗ не ограничивать поток туристов на летние Олимпийские игры в Рио-де-Жанейро. На прошлой неделе, 27 марта, канадское правительство объявило, что будет использовать BlueDot для мониторинга ситуации с COVID-19 и принятия решений.

BlueDot – не единственный стартап, использующий искусственный интеллект для обнаружения эпидемий. Одновременно с ним о вспышке в Ухане объявили американские Dataminr (основан в 2009 г.) и HealthMap (основан в 2006 г., главный клиент – Центры по контролю и профилактике заболеваний США). Но когда эпидемия коронавируса переросла в пандемию, точность предсказаний искусственного интеллекта резко снизилась – и тому есть логичное объяснение.

Как Хан познакомился с эпидемиями

В 1996 г. Хан окончил медицинский факультет Университета Торонто, поработал по специальности несколько лет и уехал учиться в Колумбийский университет в Нью-Йорке – как раз во время вспышки лихорадки Западного Нила в Северной Америке, в ликвидации которой он принял участие. Не успел Хан в 2003 г. вернуться на работу в больницу Св. Михаила в Торонто, как столкнулся со вспышкой SARS. Тогда в Канаде умерло 44 человека, в том числе две медсестры и врач.

Как BlueDot ищет эпидемии

В 2008 г. Хан запустил научно-исследовательскую программу при больнице Св. Михаила, которую назвали BioDiaspora. В июне 2009 г. он заявил о себе научному сообществу, опубликовав в журнале New England Journal of Medicine прогноз, как авиапассажиры станут разносить по миру вирус свиного гриппа H1N1. В январе 2012 г. в журнале The Lancet вышла статья о том, каковы риски вспышки эпидемии летом, во время Олимпийских игр в Лондоне.

Зачем BlueDot нужен ветеринар

Олимпиада состоялась

В преддверии летних Олимпийских игр 2016 г. в Рио-де-Жанейро к Хану обратилась ВОЗ – насколько велик риск для зрителей и спортсменов заразиться вирусом Зика? Хану удалось доказать, что вероятность этого в городах проведения Игр низка, и ВОЗ не стала вводить ограничения.

В январе 2010 г. на Гаити произошло землетрясение, а через 10 месяцев – эпидемия холеры. Жители ринулись подальше от опасного места. Команда работников здравоохранения вместе с телекоммуникационной компанией Digicel Haiti использовали ряд данных: о перемещении абонентов после землетрясения и теперь, во время холеры, о местах компактного проживания выходцев с Гаити в Америке, о морских и воздушных маршрутах. Проект позволил определить, где в США ждать холеры. Так события на далеком Гаити аукнулись в пяти округах Флориды и пяти – штата Нью-Йорк.

Что искажает прогнозы

Показательна попытка Google сделать алгоритм, предсказывающий эпидемии гриппа в США. Его специалисты проанализировали данные о вспышках болезни и 50 млн самых популярных в Америке запросов. Они нашли 45 запросов, частота использования которых коррелирует с ростом заболеваемости. Проект Google Flu Trends был триумфально запущен в 2008 г. и тихо прикрыт в 2015 г. Дело в том, что в 2009 г. программа проморгала вспышку свиного гриппа, а в сезоне 2011–2012 и 2012–2013 гг. ее оценки количества заболевших обычным гриппом в два раза разошлись со статистикой Центров по контролю и профилактике заболеваний США. Интересно, что в искажении данных отчасти оказался виноват сам Google: как и сейчас, он запустил информационную кампанию про эпидемию. Ссылка на нее выскакивала при заходе на поисковик и спровоцировала вал запросов про грипп.

Скриншот онлайн системы мониторинга за вспышкой коронавируса (2019-nCoV), разработанной JHU CSSE.

Согласно информации издания Wired, платформа мониторинга здоровья на основе искусственного интеллекта BlueDot на неделю раньше сообщила своим клиентам о возникновении вспышки нового вируса в Китае, чем это сделали ВОЗ и американская ЦКЗ (Центры США по контролю и профилактике заболеваний).

Минутка заботы от НЛО

В мире официально объявлена пандемия COVID-19 — потенциально тяжёлой острой респираторной инфекции, вызываемой коронавирусом SARS-CoV-2 (2019-nCoV). На Хабре много информации по этой теме — всегда помните о том, что она может быть как достоверной/полезной, так и наоборот.

Мы призываем вас критично относиться к любой публикуемой информации

Мойте руки, берегите близких, по возможности оставайтесь дома и работайте удалённо.

Основатель и глава BlueDot Камран Хан рассказал изданию Wired, что эпидемиологический ИИ BlueDot правильно предсказал место возникновения эпидемии коронавируса (2019-nCoV) и далее смог спрогнозировать, что коронавирус из Уханя проявится в Бангкоке, Сеуле, Тайбэе и Токио через несколько дней после его обнаружения. Пока, согласно прогнозам BlueDot, вспышка коронавируса будет только усиливаться.

В компании BlueDot предоставили полученную от ИИ информацию в министерства здравоохранения многих стран, а также в представительства разных авиакомпаний, чтобы они могли начать подготовку к возможным нештатных ситуациям на бортах после посадки. Так как пассажиры с признаками инфекционного заболевания должны быть изолированы, они должны сдать анализы и лабораторный материал, который, например, в России направляется для исследований в Центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора.

Сервис BlueDot был запущен в 2014 году. Им пользуются разные компании и туристические бюро для информирования и предотвращения возможных случаев заражения болезнями своих сотрудников и клиентов. В настоящее время в компании BlueDot работают сорок человек, среди которых большинство являются врачами и программистами. Программисты разрабатывают аналитическое ПО и дорабатывают алгоритм ИИ платформы. Врачи работают с окончательными результатами и дополнительно проверяют и изучают полученные системой данные с медицинской точки зрения на основе своего опыта.

В конце января 2020 года Huawei отменил конференцию разработчиков, которую планировалось провести в Шэньчжэне с 11 по 12 февраля. Для обеспечения безопасности участников мероприятие перенесли на 27-28 марта 2020 года. Причина переноса — вспышка коронавируса, которым в Китае заразилось уже более четырех тыс. человек.

24 января 2020 года ВОЗ порекомендовала всем странам принять меры из-за коронавируса. Среди методов борьбы с эпидемией фигурируют: проведение активного эпиднадзора, раннее выявление инфекции, изоляция и ведение случаев зараженных, отслеживание контактов заболевших и предотвращение дальнейшего распространения болезни.

Дроны-дезинфекторы, QR-коды вместо пропусков - еще никогда технологии не развивались так стремительно, как во время пандемии коронавируса. Впрочем, технологии могут помочь не только победить эпидемию, но и предсказать ее

Об авторе: Юрий Бондарь, заместитель генерального директора SAP CIS.

Искусственный интеллект может предсказать вспышки заболеваемости и распространение вируса. Но первое, с чего нужно начинать исследование — это постановка задачи.

Например, можно пытаться предсказать возникновение эпидемии до того, как вирус не начал мутировать у животных и заражать людей. Либо это может быть задача спрогнозировать распространение эпидемии, если она уже диагностирована. Тогда для построения модели необходима более детальная информация о самом вирусе: насколько он агрессивен, R0 (предположительное количество людей, которые могут заразиться после контакта с инфицированным пациентом), инкубационный период и т.д. Используя всю информацию и подключив источники данных, с помощью методов искусственного интеллекта можно построить прогнозную модель.

Как работает алгоритм, который используется для выявления эпидемий?

Для выявления эпидемий можно использовать модель с применением технологии искусственного интеллекта. Для того, чтобы сделать анализ по запросу (допустим, это будет анализ заболеваемости гриппом в городе N), необходимо на уже имеющуюся информацию о гриппе (насколько он агрессивен, какой у него инкубационный период, как быстро он распространяется среди людей) наложить данные из различных источников. Таких источников может быть несколько:

Социальные сети, где люди делятся информацией о том, что происходит вокруг них: школы находятся на карантине, закрыли детский сад, распроданы все маски, нет парацетамола в аптеке, вся семья заболела и сидит дома.

Общая информация о том месте, где проводится анализ: географическая справка, население, транспортная доступность, климат и т.д.

Меры, которые принимаются государством: введен ли режим удаленной работы, есть ли рекомендации не собираться большими группами, введен ли комендантский час, отменены ли мероприятия, закрыты ли границы на въезд и выезд и т.д.

Перед тем как начать исследование, данные делятся на две части.

Первая будет использоваться для анализа — это обучающая выборка. Вторая понадобится для тестирования уже полученных моделей — это контрольная выборка. В системах для предиктивного анализа содержится большое количество уже установленных алгоритмов. Они начинают анализировать данные и строить прогнозные модели. Когда модель построена, ее необходимо дообучить и протестировать с помощью второй части собранной ранее информации. Затем полученный результат сравнивают с теми данными, что были изначально известны, и если они на 90—95% совпадают, то такая модель считается валидной и ее можно использовать для получения достоверных прогнозов.

Одним из примеров здесь может быть проект SAP Health. Он представляет из себя обширный банк данных, в котором содержится информация по различным видам мутировавших генов в результате онкологических и других заболеваний. Система взаимодействует с большим числом американских клиник, в нее загружаются результаты биопсий, лабораторных исследований, схемы лечений и т.д. Все данные используются для построения прогнозов развития заболеваний, создания схем лечения и других запросов.

Еще один пример: допустим, уже есть интерактивная карта заболеваемости по региону — то есть сколько людей в каких городах уже заразилось. Эта карта будет отправной точкой. На нее накладывают слой с новыми данными (какие потоки перемещения пассажиров происходят внутри региона, между регионами или даже странами, какие меры уже ввело региональное правительство), и система построит прогноз по динамике распространения вируса в ближайшее время.

Насколько можно доверять ИИ?

Безусловно, для любой отрасли при создании прогноза с помощью искусственного интеллекта необходима его проверка, в том числе людьми. Без нее промышленное использование такого прогноза опасно, стоимость ошибки может обернуться большими рисками для разработчиков и пользователей. В процессе проверки, как и в создании самой модели, конечно, присутствуют люди. Но они выполняют больше роль постановщика задачи и наблюдателя, а система сама проводит тесты (сравнение обучаемой выборки с контрольной). Человек принимает финальное решение как правильно действовать в данной ситуации и использовать ли данную модель для других прогнозов.

Как алгоритм понимает, что сейчас произойдет вспышка коронавируса, а не сибирской язвы или атипичной пневмонии?

Сам искусственный интеллект ничего не понимает. Машина может предсказать вероятность эпидемиологической вспышки и потенциальную скорость распространения, сориентировать по очагу заражения. Но какой это именно будет вирус, она не предскажет. Ведь помимо расшифровки самого генома конкретного появившегося штамма вируса, для предсказания динамики эпидемии, важно составить еще сложнейшую модель его взаимодействия с человеком. Это очень сложная задача. И не стоит забывать о вопросах мутации вируса.

Пока построить достоверные модели просто невозможно, хотя бы потому, что для этой задачи не хватает даже научной базы.

Что еще почитать по теме:

Подписывайтесь и читайте нас в Яндекс.Дзене — технологии, инновации, эко-номика, образование и шеринг в одном канале.

Многие мутации, обнаруженные в сублинии BA.2, совпадают с мутациями варианта BA.1. Однако стелс-вариант обладает восемью уникальными мутациями спайк-протеина — белка оболочки коронавируса, с которыми может быть связана его более высокая трансмиссивность.

кашель;
насморк;
боль в горле;
быстрая утомляемость / чувство усталости;
головокружение;
боль в мышцах;
головная боль;
лихорадка;
чихание.

Проявления заболевания, связанные с желудочно-кишечным трактом, такие как тошнота, рвота и диарея, также могут сопровождать омикрон-штамм. Потеря вкуса и обоняния встречается реже, чем при заражении другими штаммами. Эксперты считают усталость и головокружение ключевыми маркерами заражения омикрон-штаммом.

Необходимо помнить, что перечисленные симптомы могут сопровождать как другие штаммы коронавируса, так и некоторые вирусные и бактериальные заболевания. Если вы почувствовали себя плохо, лучше обратиться к врачу и не пытаться диагностировать у себя болезнь самостоятельно.

Основные проявления постковидного синдрома у взрослых:

утомляемость;
одышка;
кашель;
проблемы со сном;
выпадение волос;
когнитивные нарушения: проблемы с концентрацией, памятью;
проблемы с пищеварением;
сердечно-сосудистые нарушения.

Одно из самых серьезных постковидных осложнений — связанный с COVID-19 мультисистемный воспалительный синдром у детей и подростков. Заболевание проявляется лихорадкой, поражениями сердца и коронарных артерий, нарушениями свертываемости крови, конъюнктивитом, желудочно-кишечными симптомами: рвотой, диареей, болями в животе. Для лечения мультисистемного воспалительного синдрома используют кислородную и медикаментозную терапию глюкокортикостероидами, препаратами моноклональных антител, антикоагулянтами и так далее.

Конкретных данных о риске развития постковидных осложнений после перенесенного омикрон-штамма и его сублиний пока нет. Несмотря на то, что омикрон-штамм переносится легче предыдущих вариантов, эксперты утверждают, что он все еще может вызывать серьезные постковидные симптомы. По данным из доклада Европейского центра по контролю и профилактике заболеваний (ECDC) от 27 января 2022 года, высокий уровень распространения штамма может спровоцировать рост заболеваемости постковидным синдромом, особенно среди невакцинированных людей.

Появление новых вариантов коронавируса в будущем неизбежно

Самый заразный вариант

Специалисты Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) полагают, что новая мутация COVID-19 под названием ХЕ может быть на 10% более заразна чем изначальный вариант BA.2. Последний при этом был самым заразным за все время пандемии. В то же самое время количество выявленных случаев заражения вариантом ХЕ не велико, а оценки достаточно приблизительны.

Немногим ранее вариант ХЕ обнаружили в Индии, Тайланде и Великобритании. И если скорость передачи инфекции действительно рекордная, нельзя исключить проникновения вируса в Россию и другие страны. Правда, когда это произойдет сказать точно нельзя.

Согласно оценкам ВОЗ пандемия в мире пока еще далека от завершения, а коронавирус продолжает мутировать и представляет серьезную угрозу для здоровья, – сообщают представители ВОЗ.

Коронавирус успешно шагает по планете, заражая все больше и больше

Чтобы всегда быть в курсе последних новостей из мира науки и высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram, так вы точно не пропустите ничего интересного!

В своем последнем обновлении ВОЗ сообщила, что рекомбинантный вирус XE (BA.1-BA.2) был впервые обнаружен в Великобритании 19 января. Подобные рекомбинантные варианты возникают, когда человек заражается двумя или более вариантами одновременно. Пациенты с подтвержденным субвариантом сообщают о потере обоняния и вкуса.

Как появляются новые варианты?

Пока неясно, приводит ли ХЕ к более тяжелому течению болезни или научился обходить иммунитет. Более того, число новых случаев COVID-19 во всем мире сокращается, но ученые пристально следят за распространением нового штамма. Ряд исследователей также предполагают, что население планеты, возможно, обладает естественным иммунитетом к инфекции вызванной более ранними вариантами омикрона.

На самом деле рекомбинантные вирусы не являются чем-то необычным, особенно когда в обращении находится несколько штаммов. Так, во время пандемии был выявлен ряд рекомбинантов COVID-19, большинство из которых достаточно быстро исчезли.

Субвариант омикрона определенно точно не станет последним

Ученые полагают, что сегодня важно поддерживать свой иммунитет, в том числе за счет вакцинации.

Известно, что коронавирусы рекомбинируют с другими типами вирусов, включая грипп и ротавирусы. И хотя такие рекомбинанты редко добиваются успеха, ученые не могут исключить, что в будущем мы столкнемся с абсолютно новой комбинацией коронавируса SARS-CoV-2 и стоящего и другого вируса. И если это произойдет, то новый мутант будет обладать новыми и неожиданными свойствами.

Мутация за мутацией

У каждого нового штамма коронавируса гораздо меньше шансов преодолеть иммунитет, чем у предыдущих.

Читайте также: