一个由加州大学圣地亚哥分校(UCSD)和美国东北大学(NEU,马萨诸塞州波士顿)两校人员组成的研究小组,正在开发COVID-19计算机预测模型,以帮助美国疾病控制和预防中心(CDC)预测COVID-19在全美和每个州的传播及死亡人数,现在是CDC发布全国COVID-19数据模型的一个重要部分。
加入了CDC预测模型的著名高校机构,还包括哈佛大学、约翰霍普金斯大学。在加州大学系统中,目前参与的有加州大学圣地亚哥分校、加州大学洛杉矶分校和加州大学默塞德分校三所大学。
UCSD计算机科学与工程系助理教授 Rose Yu(虞琦)是领导UCSD-NEU建模工作的研究人员之一。(UCSD供图)
UCSDHalicioglu数据科学研究所助理教授Yian Ma(马易安)(UCSD供图)
“我们的目标是为决策者提供重新开放决策的见解,”加州大学圣地亚哥分校Halicioglu 数据科学研究所助理教授 Yian Ma 说,他与本校计算机科学与工程系助理教授 Rose Yu 共同领导加州大学圣地亚哥分校的建模工作。
目前,在没有流感高峰的情况下,流感死亡人数正在逐步上升。
Yian Ma 和 Rose Yu 与NEU网络科学研究所的Matteo Chinazzi和Alessandro Vespignani合作,他们组成一个研究小组,定期为疾病预防控制中心咨询大流行发送信息。
UCSD-NU的模式被称为DeepGLEAM,之所以与众不同,是因为它将一种基于物理的模型(称为GLEAM)与深度学习(deep learning)相结合,这是一种由受人脑组织方式启发的算法组成的计算系统。这个混合模型利用了来自真实世界的关于COVID-19的丰富数据信息,例如一个人何时被感染以及他们的旅行地点。
“把两者结合起来很重要,” Rose Yu说。基于物理的模型不善于处理数据中的不确定性和未知因素,例如人们遵守旅行禁令的程度。这正是深入学习帮助减少不确定性的地方。
其他研究团队可能在某个领域有专长。两个学校在这两方面都有专家。
Yu是一位深入学习和时空建模的专家。她在加入加州大学圣地亚哥分校之前,是东北大学的助理教授。在东北大学时,她和Vespignani一起工作。
“她是我们机器学习和神经网络方面的专家,我们认为Yu是这个项目的最佳合作伙伴。”Vespignani 说。
马也是机器学习的专家,他在谷歌研究所(Google Research)做了一段时间的客座科学家之后,就开始着手这个项目。他和Rose Yu问Vespignani,“建立一个长期预测模型是否还有意义”。Vespignani爽快答应了。
Vespignani是一位著名的科学家,领导着东北大学网络科学研究所。他和他的团队为大规模的社会、技术和生物网络开发分析和计算模型。这使他们能够模拟传染病并预测新出现疾病的传播。今年3月,他在《纽约时报》上发表了个人简介,因为他在预测冠状病毒传播方面所做的工作。
该联合小组开发的模型基于物理模型的预测原理,使用了大量数据:死亡证明、死者感染COVID-19的时间信息和他们之前的活动,以及来自50个州的各种旅行和开放限制信息。但基于这些信息,研究人员还有很多不知道的地方:例如,人们遵守限制的程度如何。
这就是机器学习的用武之地。算法和计算网络能够处理不确定性并作出预测。这很棘手,马说,因为研究人员必须确保他们创建的系统能够提供准确和有意义的结果,同时考虑到不确定性。因此,他说:“我们想把它做好。”
题图为美国全球流行病和流动(GLEAM)模型的示意图。其被划分为以交通枢纽为中心的人口调查单元。描述普查单元的人口层与两个流动层耦合,即短程通勤层和远程空中旅行层。
就目前而言,该模型在一周内最准确,而连续两周、三周和四周的预测精度则更低。
“我们希望做出每周的预测,这对决策者是有用的,”Vespignani说。
CDC确实及时地使用了这些公开的数据。但平均来说,你今天看到的信息是一周前的。
研究人员的下一步包括为全国所有的县建立预测,每周更新一次。
“当然,我们每周都会更新我们的模型,以使其尽可能准确,”Yu表示。
图文来源:UCSD
出门戴口罩,勿去扎人堆!
驻洛总领馆关于核酸检测提醒,和地方检测机构:
https://www.sandiegochinesepress.com/press/14/.html
*重要条例!圣地亚哥县健康与社会服务部,公共卫生服务部发布卫生官命令与应急条例,并于2020年8月22日生效。全文链接在此:
有关本地COVID-19测试问题咨询和联系的官方网页:
https://www.sandiegocounty.gov/content/sdc/hhsa/programs/phs/community_epidemiology/dc/2019-nCoV/testing.html
加州公共卫生部发布的关于使用布面覆盖物防止新型冠状病毒COVID-19传播的指南链接。https://www.cdph.ca.gov/Programs/CID/DCDC/Pages/Face-Coverings-Guidance.aspx
(美国华文网 圣地亚哥华文网编发 USChinesePress.com SanDiegoChinesePress.com)