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AI助力傳染病常態(tài)化精準(zhǔn)防控

來源:科技日報 字號: [ 大 ] [ 中 ] [ 小 ]

  通過AI和大數(shù)據(jù)技術(shù)助力重大、季節(jié)性傳染病綜合防控工作,已不是夢想。記者3月19日從南方科技大學(xué)(以下簡稱南科大)獲悉,南科大與深圳市疾病預(yù)防控制中心(以下簡稱深圳市疾控中心)、深圳市智慧城市科技發(fā)展集團有限公司(以下簡稱深智城)聯(lián)合,正在推動這一技術(shù)落地,從而實現(xiàn)重大傳染病的常態(tài)化精準(zhǔn)防控。

  APP+推演平臺助力精準(zhǔn)防控

  項目負(fù)責(zé)人,南科大研究員宋軒介紹,這套綜合解決方案,包括一個部署在移動設(shè)備端的應(yīng)用程序(以下簡稱APP),以及一套人流大數(shù)據(jù)和AI驅(qū)動的傳染病傳播模擬推演平臺(以下簡稱推演平臺)。

  “手機端的APP可通過感知用戶與他人的接觸情況并分析各類城市環(huán)境大數(shù)據(jù)(如人流密度、空氣質(zhì)量、環(huán)境濕度溫度等),實時評估流行性或重大傳染病(如新冠肺炎、季節(jié)性流感等)患病風(fēng)險。”宋軒說。

  而推演平臺則是基于APP采集的數(shù)據(jù),通過整合、處理和分析多模態(tài)人流出行大數(shù)據(jù),結(jié)合AI算法,實現(xiàn)對流行病毒傳播和感染人群細粒度建模及迭代訓(xùn)練,并輸出相關(guān)的預(yù)測和模擬推演的可視化結(jié)果。

  “有別于傳統(tǒng)的經(jīng)驗傳播模型,本項目的核心算法模型完全由數(shù)據(jù)驅(qū)動,通過AI技術(shù)實現(xiàn)模型校準(zhǔn)和調(diào)優(yōu)。通過數(shù)據(jù)的累積和更新,模型可以不斷迭代優(yōu)化。”宋軒說。

  基于海量真實數(shù)據(jù)的反饋,推演平臺還可定量評估不同防控措施的實施成效,為精準(zhǔn)施策提供支持。宋軒舉例,當(dāng)再次出現(xiàn)新增病例時,為避免“一刀切”造成的資源無序調(diào)度及大規(guī)模損耗,可以通過模擬區(qū)域封鎖,來定量評估封鎖位置、封鎖范圍、封鎖強度等因素對防控成效和經(jīng)濟社會的影響,從溯源手段、數(shù)據(jù)采集、成效評估等疫情研究全鏈條出發(fā),為合理制定防疫措施提供科學(xué)指導(dǎo)。

  對于如何保護用戶隱私,宋軒介紹,該項目將在APP端運用多種先進技術(shù)保護用戶隱私,用戶全程無需提供任何個人信息,做到了真正意義上的匿名化。

  采集真實數(shù)據(jù)訓(xùn)練校準(zhǔn)模型

  當(dāng)前已有的傳染病模型大多基于一系列假設(shè)條件及模擬數(shù)據(jù)構(gòu)建,由于缺乏真實數(shù)據(jù)的訓(xùn)練校準(zhǔn),模型的可靠性受到了一定程度的影響。

  為了提升模型的魯棒性與準(zhǔn)確性,項目通過發(fā)起大規(guī)模志愿者實驗,利用APP自主采集數(shù)據(jù),為模型算法提供海量、實時、高頻、精準(zhǔn)的個體行為數(shù)據(jù),從而更好地支撐疫情傳播的建模和預(yù)測工作。

  宋軒介紹,2020年12月31日,三方正式啟動項目——基于大規(guī)模志愿者空間交互實驗的傳染病傳播模擬研究,探索常態(tài)化傳染病精準(zhǔn)防控綜合解決方案,降低傳染病傳播風(fēng)險,為政府的高效精準(zhǔn)施策貢獻力量。

  “為了保證算法模型的精準(zhǔn)性、可靠性,項目發(fā)起2個階段的志愿者空間交互實驗,收集真實數(shù)據(jù)對模型算法進行校正調(diào)優(yōu)?!彼诬幷f。

  第一階段于今年1月下旬在南科大校園進行,面向廣大師生招募志愿者。志愿者下載APP后,在為期2周左右的實驗里保持應(yīng)用在后臺運行并開啟藍牙。在封閉校園環(huán)境中采集的數(shù)據(jù),測試硬件設(shè)備和APP端、服務(wù)器端以及算法的魯棒性。

  第二階段于今年3月下旬在深圳全市范圍進行,招募全市市民參與實驗,旨在在更大的空間范圍內(nèi)進行傳染病傳播模擬研究。這項實驗將基于更龐大的樣本數(shù)量,更多樣的城市場景和社群類別以及更復(fù)雜的樣本環(huán)境,測試硬件設(shè)備以及算法的魯棒性,實現(xiàn)特定樣本規(guī)模下的全市風(fēng)險精準(zhǔn)評估。

  宋軒介紹,通過本次實驗驗證的相關(guān)算法模型,將被用于探索更為經(jīng)濟科學(xué)和精準(zhǔn)的傳染病綜合防控方案。

  “通過APP端的數(shù)據(jù)采集和推演平臺的算法模型校正調(diào)優(yōu),南科大與深圳市疾控中心、深智城以數(shù)據(jù)為核心、以科技為手段,將發(fā)動全市力量共同推進重大傳染病精準(zhǔn)防控研究,打造常態(tài)化精準(zhǔn)防疫‘深圳樣板’,助力城市治理更加科學(xué)化、精細化、智能化?!彼诬幷f。

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