KI-Modell findet heraus, dass physische Distanzierung einen positiven Einfluss hat und notwendig ist

Ein kürzlich von einem Team von Forschern durchgeführtes Studie nutzte KI, um den Trend der Coronavirus-Pandemie über die nächsten drei Wochen vorherzusagen. Wie von VentureBeat berichtet, sagt das KI-Modell voraus, dass soziale Distanzierungspolitiken und Quarantäne den gewünschten Effekt haben, nämlich die Schwere von Coronavirus-Ausbrüchen zurückzudrängen und zu dämpfen, und verhindern, dass die Gesundheitssysteme überlastet werden.

Da die Coronavirus-Pandemie auf der ganzen Welt weiterhin anhält und die Wirtschaften auf der ganzen Welt unter dem enormen Druck der Pandemie leiden, wird immer mehr Aufmerksamkeit auf die Wirksamkeit von Quarantäne- und sozialen Distanzierungsmassnahmen gelegt. Die überwiegende Mehrheit der Wissenschaftler und Gesundheitsexperten stimmen darin überein, dass soziale Distanzierung notwendig ist und den gewünschten Effekt auf die Verbreitung des Virus hat, und jetzt unterstützt ein von einem Team von Forschern aus verschiedenen Universitäten entwickeltes KI-Modell diese Meinung.

Forscher vom University of Texas Health Science Center, dem Southwest Research Institute und der University of Texas haben an einem Krankheitsvorhersagemodell gearbeitet, das Vorhersagen für die Verbreitung von Coronavirus bis zu drei Wochen im Voraus liefert. Die Forscher haben ihre Ergebnisse in einem Vorabdruck veröffentlicht. Das von den Forschern entwickelte Modell nutzte gewichtete Bevölkerungsdaten sowie Standortdaten von Smartphones, um seine Vorhersagen zu treffen. Die Daten wurden von verschiedenen Organisationen wie der Weltgesundheitsorganisation, dem US-Zentrum für Krankheitskontrolle und -prävention und Safe Graph gesammelt. Das Modell ist ein hybrides KI-System namens SIRnet und wurde mit verschiedenen epidemiologischen Modellen integriert. Die Autoren des Papiers sagen, dass das Modell in seinen Vorhersagen genau ist, da es die Ergebnisse verschiedener physischer Distanzierungsbemühungen zuvor vorhergesagt hat.

Die Forscher nutzten die Standortdaten, um eine “Kontaktquote” zu ermitteln, die das Ergebnis von Berechnungen ist, die auf Bewegungen und Interaktionen zwischen Personen in einem bestimmten geografischen Gebiet basieren. Die Kontaktquote wurde auf staatlicher und Länderebene berechnet und gegen die Fallzahlen von Coronavirus, einschließlich tödlicher Fälle, aktiver Fälle und genesener Fälle in dem jeweiligen geografischen Gebiet, aufgetragen. Die Forscher verwendeten eine Zeitverzögerung von zehn Tagen, um die Verzögerung zu berücksichtigen, die zwischen der Erzielung eines positiven Testergebnisses und der Zeit auftritt, in der man ansteckend ist.

Laut dem Team von Forschern ist “Quarantäne-Niveau-Mobilität” (intensive physische Distanzierung) notwendig, um die COVID-19-Fälle niedrig zu halten. Das Forscherteam basierte dies auf ihrer Bewertung der Vorhersagen des Modells für die nächsten drei Wochen, da das Modell feststellte, dass, wenn die Einschränkungen auf 50 % ihres aktuellen Niveaus gelockert würden, einige Regionen den Rand eines stabilen Höhepunkts erreichen würden (die Todeskurve für diese Regionen könnte entweder niedrig bleiben oder scharf ansteigen). Wenn hingegen etwa drei Viertel der Bevölkerung erlaubt würden, ihre Häuser zu verlassen und frei zu bewegen, würde es nur einen leicht verzögerten Höhepunkt geben, der etwa zwei Drittel so schwerwiegend wäre wie der Höhepunkt in einer völlig unkontrollierten Umgebung.

Natürlich sind die oben genannten Parameter nur Durchschnittswerte, und die genaue Schwere des Ausbruchs variiert zwischen den Regionen je nach verschiedenen Faktoren. Bestimmte geografische Regionen, die bereits eine starke physische Distanzierung praktizieren, sind gut positioniert, um in den kommenden Wochen viele weitere Todesfälle zu verhindern. Zum Beispiel hat King County, Washington, soziale Distanzierung und strenge Einschränkungen seit über einem Monat praktiziert, und das Modell sagt voraus, dass, wenn diese Maßnahmen aktiv bleiben, die Zahl der neuen Todesfälle bis Juni fast auf Null fallen könnte. Wenn jedoch ein County wie Bexar County in Texas die soziale Distanzierungspolitik lockern würde, würde ein extremes Wachstum auftreten. Die Mobilität in Bexar County lag am 11. April bei etwa der Hälfte des Normalniveaus.

Das neue Modell und seine Vorhersage stimmen mit verschiedenen anderen Modellen überein, die den Erfolg von physischen Distanzierungsbemühungen zeigen, einschließlich eines von MIT-Forschern entwickelten Modells und eines von einem gemeinsamen Team von Forschern von Microsoft, TCS Research und dem Indian Institue of Technology entwickelten Modells . Das MIT-Modell sagte insbesondere voraus, dass, wenn Quarantänemaßnahmen zu früh gelockert würden, Katastrophen auftreten würden, da COVID-19-Fälle massive Spitzen erleben würden. Die Forscher, die für dieses Modell verantwortlich sind, sagten voraus, dass “die Lockerung oder Umkehr von Quarantänemaßnahmen jetzt zu einer exponentiellen Explosion der Infektionsfälle führen würde, was die Rolle aller seit Mitte März 2020 in den USA implementierten Maßnahmen nullifizieren würde.”

Es ist wichtig zu beachten, dass das Modell nur auf historischen Daten basiert und, wie die Brookings Institution feststellte, “wenn nicht sorgfältig gemanagt, ein KI-Algorithmus außergewöhnliche Anstrengungen unternehmen wird, um Muster in den Daten zu finden, die mit dem Ergebnis assoziiert sind, das es vorhersagen möchte.” Es gibt immer die Möglichkeit, dass das Modell die Daten unter- oder überangepasst hat und dass die Vorhersagen immer

Dennoch tragen die Vorhersagen des neuen Modells zur Übereinstimmung der Gesundheitsexperten bei, dass physische Distanzierung und Quarantäne notwendig und wirksam sind.