武漢新型冠狀病毒如何傳播?AI 專家這樣用大數據模型預測

2020-12-24 和訊

  新智元報導  來源:telegraph等編輯:張佳、大明【新智元導讀】肺炎疫情牽動著全國人民的心,截至1月21日24時,我國共確診440例新型冠狀病毒感染的肺炎病例,甚至遠在大洋彼岸的美國也發現了境內第一例新型冠狀病毒感染的肺炎病例。那麼面對武漢肺炎疫情,我們該怎麼做?AI能否幫助我們對抗疫情呢?戳右邊連結上 新智元小程序 了解更多!

  近日,肺炎疫情牽動著全國人民乃至全世界人民的心。根據國家衛健委的通報,截至1月21日24時,我國共確診440例新型冠狀病毒感染的肺炎病例。

  不僅如此,連在大洋彼岸的美國也發現了境內第一例新型冠狀病毒感染的肺炎病例。

  美國境內首個病例發生在西海岸華盛頓州的西雅圖市斯諾霍米什縣(Snohomish County)。病人此前曾赴武漢周邊地區旅行,上周因肺炎症狀入院治療,當地時間本周一下午被確診為新型冠狀病毒感染的肺炎。

  本周,科學家認定,中國武漢市的一個水產市場成為一種神秘的肺炎病毒的傳播源,這種病毒引發的新型肺炎已造成數人死亡,數百人感染。

  這種冠狀病毒被稱為2019-nCov,是SARS病毒的「表親」。SARS在2003年的流行造成近800人死亡。目前,該病毒可能已經從活體動物傳播給人類,科學家們現在密切注意其傳播方式和傳播速度。

  現在,肺炎疫情已經開始全球傳播,加之正是春運高峰,而這場中國每年最大人口遷徙也許正在被動成為這場高傳染性病毒疫情的催化劑。那我們該如何應對這個以人傳人作為傳播途徑之一的疫情呢?人工智慧能否幫助我們對抗疫情呢?

  從伊波拉到流感:預測流行病,AI從未缺席

  格拉斯哥大學生命科學研究員Daniel Streicker博士表示,在這場抗擊新病毒的鬥爭中,AI也許可以提供幫助。「AI技術可以從航空記錄、交通信息等方面收集有關人類活動的數據,不難想像通過Google搜尋引擎收集的信息量有多大。」

  創建能夠準確預測疾病蔓延的AI工具,已經成為全球研究人員的首要任務。

  AI技術在人類抗擊疫病傳播中的貢獻早已有之。已故微軟聯合創始人保羅·艾倫(Paul Allen)名下的Vulcan公司就在利用AI,通過運動數據模擬伊波拉疫情的傳播。 在世界其他地方,類似的研究也在進行。

  哈佛大學公共衛生學院正在孟加拉國進行一項研究,利用手機網絡中的數據來跟蹤人們在全國各地旅行的情況,並查看該信息是否可以預測疾病的爆發地。約翰·霍普金斯大學一直在使用Twitter收集有關疾病發生地點的實時信息。 這是一項艱巨的任務,不過利用AI工具進行健康預測的歷史已經有不少年了:早在2008年,Google便推出了一項服務,利用人們的搜索查詢記錄來發現流感的爆發。

  Google Flu發布的2008-2015年南非的流感搜索活躍度,目前該項目已下線

  Google的這項措施比美國衛生部門提前兩周就發現2009年的豬流感大流行,不過是後來人們才發現的,不過這種方法傾向於高估疾病流行的嚴重程度,最後被Google叫停。 華盛頓岡薩加大學助理教授梅森·馬克斯(Mason Marks)表示,許多科技公司現在都在使用「緊急醫療數據」:信息「是由AI從相對普通的行為中推斷出來的,這些行為與人們的健康沒有明顯聯繫」。

  一項研究發現,通過AI分析,Facebook的「狀態」是個人疾病狀況的重要線索,如果出現攻擊性語言(如「啞巴」和「母狗」)可能與吸毒有關。如果出現宗教性語言(如「神」和「祈禱」),可能與糖尿病有關。 「AI的力量在於,可以將所有這些數據源集成在一起,」 Streicker博士說。「對於目前在中國出現的新病毒,主要挑戰在於還沒有經過驗證的模型,可以告訴我們預測是否有意義。」 對於Marks來說,下一步將是使用AI工具,將更多的疾病歸因於特定的人群,而不僅僅是地理區域,但這樣做也存在潛在的風險。 Marks表示:「在疾病流行的情況下,全世界的所有人都可能處於危險之中。因此,如果可以使用能夠識別人員,並阻止人員出行的AI工具,對疾病防控是有利的。問題是可能缺乏這樣做的正當程序。而且一次次的經驗證明,這類AI工具總是偏向某些類型和階層的人群。」 他認為,即使是西方國家,在健康應用程式和對數據充滿渴望的科技巨頭的推動下,在健康監控領域推行AI技術可能「太過迅速」了,因為這樣做會讓這些科技巨頭獲取巨大的利益。 同時,Streicker仍然認為,目前我們離創建可以準確模擬疫情的AI工具仍有一定距離。不過,等到這種工具真的誕生之時,我們要面對的下一個重大問題,可能就是個人隱私和健康問題的取捨和權衡了。

  中科院最新論文揭秘武漢新型冠狀病毒的進化來源

  在科學家們積極創建可以準確模擬疫情的AI工具的同時,中國的科學家們也在對武漢新型冠狀病毒展開研究。

  日前,中國科學院上海巴斯德研究所郝沛研究員、軍事醫學研究院國家應急防控藥物工程技術研究中心鍾武研究員和中科院分子植物卓越中心合成生物學重點實驗室李軒研究員合作,在「SCIENCE CHINA Life Sciences」在線發表了一篇關於武漢新型冠狀病毒的最新研究。

  徐心恬、陳萍、王靖方為共同第一作者,該論文分析闡述了引起近期武漢地區肺炎疫情爆發的新型冠狀病毒的進化來源,及與導致2002年廣東「非典」疫情的SARS冠狀病毒、「中東呼吸症候群」MERS冠狀病毒的遺傳進化關係,並通過對武漢的新型冠狀病毒spike-蛋白的結構模擬計算,揭示了武漢新型冠狀病毒spike-與人ACE2蛋白作用並介導傳染人的分子作用通路。

  研究者通過對武漢新型冠狀病毒基因組與2002年「非典」SARS冠狀病毒、「中東呼吸症候群」MERS冠狀病毒進行了全基因組比對,發現平均分別有~70%和~40%的序列相似性。其中不同冠狀病毒與宿主細胞作用的關鍵spike基因(編碼S-蛋白),有更大的差異性。

  這項研究評估了武漢新型冠狀病毒的潛在人間傳染力,為儘快確認傳染源和傳播途徑、制定高效的防控策略提供了科學理論依據。

  大數據預測:「新型冠狀病毒」與SARS相似,疫情正處於人際傳播階段

  由於此次疫情的「新型冠狀病毒」與SARS存在一定的相似性,疫情的源頭目前也指向野生動物市場,「城市象限」經過分析後得出結論:新型冠狀病毒疫情正處於2003年SARS傳播曲線的第三階段,即人際傳播,正像當年通過廣東省直接擴散到全國乃至全球多個城市。

  基於對2018年春節前從武漢流出人群去向的分析,武漢作為一個重要的交通樞紐,很可能將疫情傳至其他省份。目前來看,我們能做的是儘量減少人員流動:外面的人最好不要到武漢,武漢的市民沒有特殊情況也不要出武漢。

  此外,避免前往人群密集場所,出門佩戴口罩,勤洗手。

  最後,祝大家新年平安。

  參考連結:https://www.telegraph.co.uk/technology/2020/01/21/ai-could-combat-spread-chinas-deadly-coronavirus/https://mp.weixin.qq.com/s/HlCbRgehTrU7If8hs5y3uwhttps://mp.weixin.qq.com/s/JC0fCMsZlgGPYy4L7xMpTg

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(責任編輯:季麗亞 HN003)

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