Das KI-Modell kommt zu dem Schluss, dass körperliche Distanzierung, die positive Auswirkungen hat, notwendig ist

Eine kürzlich von einem Forscherteam durchgeführte Studie nutzte KI, um den Trend der Coronavirus-Pandemie im Laufe der nächsten drei Wochen vorherzusagen. Wie von VentureBeat berichtetDas KI-Modell prognostiziert, dass Maßnahmen zur sozialen Distanzierung und Quarantäne die gewünschte Wirkung haben, nämlich die Ausbreitung und Schwere von Coronavirus-Ausbrüchen einzudämmen und so eine Überlastung der Gesundheitssysteme zu verhindern.

Da die Coronavirus-Pandemie weltweit anhält und die Volkswirtschaften auf der ganzen Welt die starke Belastung durch die Folgen der Pandemie zu spüren bekommen, wird der Wirksamkeit von Quarantäne- und Social-Distancing-Maßnahmen immer mehr Aufmerksamkeit geschenkt. Die überwiegende Mehrheit der Wissenschaftler und Experten des öffentlichen Gesundheitswesens ist sich einig, dass soziale Distanzierung notwendig ist und die gewünschte Wirkung auf die Verbreitung des Virus hat, und jetzt unterstützt sie ein KI-Modell, das von einem Team von Forschern verschiedener Universitäten entwickelt wurde.

Forscher des University of Texas Health Science Center, des Southwest Research Institute und der University of Texas haben an einem Krankheitsvorhersagemodell zusammengearbeitet, das Vorhersagen für die Ausbreitung des Coronavirus bis zu drei Wochen im Voraus liefert. Die Forscher fassten ihre Ergebnisse in einem Preprint-Artikel zusammen. Das von den Forschern erstellte Modell nutzte gewichtete Bevölkerungsdaten zusammen mit Smartphone-Standortdaten, um seine Vorhersagen zu treffen. Die Daten wurden von verschiedenen Organisationen wie der Weltgesundheitsorganisation, dem US Center for Disease Control and Prevention und Safe Graph gesammelt. Das Modell ist ein hybrides KI-System namens SIRnet und wurde in verschiedene epidemiologische Modelle integriert. Die Autoren des Papiers sagen, dass das Modell in seinen Vorhersagen korrekt ist, da es bereits zuvor das Ergebnis verschiedener physischer Distanzierungsbemühungen vorhergesagt hatte.

Die Forscher nutzten die Smartphone-Daten, um eine „Kontaktrate“ zu ermitteln, ein Ergebnis von Berechnungen, die anhand von Bewegungen und Interaktionen zwischen Personen innerhalb einer bestimmten geografischen Region durchgeführt wurden. Die Kontaktrate wurde für Bundesstaaten und Länder berechnet und gegen die Anzahl der Coronavirus-Fälle aufgetragen, wobei tödliche Fälle, aktive Fälle und wiederhergestellte Fälle in der jeweiligen geografischen Region berücksichtigt wurden. Die Forscher nutzten eine Zeitverzögerung von zehn Tagen, um die Verzögerung zu berücksichtigen, die zwischen dem Erhalt eines positiven Testergebnisses und dem Zeitpunkt der Ansteckung entsteht.

Nach Angaben des Forscherteams ist eine „Mobilität auf Quarantäneebene“ (intensive physische Distanzierung) erforderlich, um die COVID-19-Fälle niedrig zu halten. Das Forschungsteam stützte sich dabei auf seine Einschätzung der Vorhersagen des Modells für drei Wochen in der Zukunft, da das Modell feststellte, dass bei einer Lockerung der Beschränkungen auf nur 50 % ihres aktuellen Niveaus einige Regionen den Rand eines stabilen Höchststands (den Tod) erreichen würden Die Wachstumskurve für diese Regionen könnte entweder ziemlich niedrig bleiben oder stark ansteigen). Wenn dagegen etwa drei Viertel der Bevölkerung ihre Häuser verlassen und sich frei bewegen dürften, gäbe es nur einen leicht verzögerten Höhepunkt, der etwa zwei Drittel so schwerwiegend wäre wie der Höhepunkt in einer völlig unkontrollierten Umgebung.

Natürlich handelt es sich bei den oben genannten Parametern nur um Durchschnittswerte und die genaue Schwere des Ausbruchs variiert je nach Region aufgrund verschiedener Faktoren. Bestimmte geografische Regionen, in denen bereits strenge physische Distanzierung praktiziert wird, sind gut aufgestellt, um in den kommenden Wochen viele weitere Todesfälle zu verhindern. King County, Washington, praktiziert beispielsweise seit etwas mehr als einem Monat soziale Distanzierung und unterliegt strengen Einschränkungen, und das Modell prognostiziert, dass die Zahl neuer Todesfälle bis Juni auf nahezu Null sinken könnte, wenn diese Maßnahmen aktiv bleiben. Wenn jedoch ein Landkreis wie Bexar County in Texas die Richtlinien zur sozialen Distanzierung lockern würde, würde es zu einem extremen Wachstum kommen. Noch am 11. April war die Mobilität im Bexar County etwa halb so hoch wie normal.

Das neue Modell und seine Vorhersage scheinen mit verschiedenen anderen Modellen hinsichtlich des Erfolgs physischer Distanzierungsbemühungen übereinzustimmen, darunter eines, das von MIT-Forschern entwickelt wurde mit einem einer entwickelte sich von einem gemeinsamen Forscherteam von Microsoft, TCS Research und dem Indian Institute of Technology. Insbesondere das MIT-Modell prognostizierte, dass es zu Katastrophen kommen würde, wenn die Quarantänemaßnahmen zu früh zurückgefahren würden, da die COVID-19-Fälle massiv ansteigen würden. Die dafür verantwortlichen Forscher dieses Modell habe das vorhergesagt „Eine Lockerung oder Aufhebung der Quarantänemaßnahmen zum jetzigen Zeitpunkt wird zu einer exponentiellen Explosion der Zahl infizierter Fälle führen und damit die Rolle aller seit Mitte März 2020 in den USA umgesetzten Maßnahmen zunichte machen.“

Es ist wichtig, dass das Modell nur aus historischen Daten extrapoliert und dass, wie die Brookings Institution feststellte, „ein KI-Algorithmus, wenn er nicht sorgfältig verwaltet wird, außerordentliche Anstrengungen unternimmt, um Muster in Daten zu finden, die mit dem Ergebnis zusammenhängen, das er vorherzusagen versucht.“ .“ Es besteht immer die Möglichkeit, dass das Modell eine Unter- oder Überanpassung der Daten aufweist und die Vorhersagen dies immer tun

Dennoch tragen die Vorhersagen des neuen Modells zum Konsens der Gesundheitsbehörden bei, dass körperliche Distanzierung und Quarantäne notwendig und wirksam sind.