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大數(shù)據(jù)和人工智能可以新型冠狀病毒
新型冠狀病毒來(lái)自與嚴(yán)重急性呼吸系統(tǒng)綜合癥（SARS）和普通感冒有關(guān)的病毒家族。大數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)分析與人工智能和各種熱傳感器相結(jié)合，是控制這種流行病的傳播并將其死亡人數(shù)降至底的強(qiáng)大工具。
鑒于最多只能零星地檢測(cè)病毒，因此感染病例的數(shù)量通常非常不確定，因此對(duì)該病毒的真正危險(xiǎn)性提出了質(zhì)疑。支持流行病學(xué)專家的決定性貢獻(xiàn)可能來(lái)自數(shù)據(jù)分析技術(shù)。
數(shù)據(jù)分析和數(shù)學(xué)一樣，都起著基本作用，它與物理學(xué)一起使我們能夠深入了解自然的細(xì)節(jié)以及如何制造事物。與過(guò)去幾年一樣，數(shù)據(jù)科學(xué)的先驅(qū)對(duì)世界產(chǎn)生了不可思議的影響，在數(shù)據(jù)傳播和分析過(guò)程中，數(shù)據(jù)和分析已被用來(lái)推動(dòng)重大變化。數(shù)據(jù)分析的最早歷史應(yīng)用之一是在1852年倫敦霍亂爆發(fā)期間。最早由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的流行病學(xué)家之一約翰·斯諾（John Snow）能夠?qū)惗匕l(fā)生的死亡進(jìn)行地理空間分析，從而隔離了疾病的來(lái)源。依靠他的分析，當(dāng)局能夠針對(duì)性地采取干預(yù)措施，以迅速檢查該流行病的蔓延。
讓我們?cè)u(píng)估數(shù)據(jù)
事實(shí)證明，通過(guò)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)運(yùn)行模型可以近似估計(jì)趨勢(shì)如何發(fā)展。SIR模型就是一個(gè)例子。它是一種流行病學(xué)模型，用于計(jì)算封閉人群中隨著時(shí)間推移感染傳染病的理論人數(shù)。該模型使用耦合方程來(lái)分析易感人群S（t），感染人群I（t）和恢復(fù)R（t）的人數(shù)。Kermack-McKendrick模型是最簡(jiǎn)單的SIR模型之一。Kermack-McKendrick流行病模型被認(rèn)為是許多其他隔離模型的基礎(chǔ)。在這方面，我發(fā)現(xiàn)Ettore Mariotti的分析非常有趣。
首先，要考慮一個(gè)島嶼，即我們的系統(tǒng)，不允許人們進(jìn)出。每個(gè)人在給定時(shí)間都可以處于以下?tīng)顟B(tài)之一：“易感”，“感染”和“已康復(fù)”，因此縮寫(xiě)為SIR，因?yàn)閺奈椿歼^(guò)該病（S）的人很有可能會(huì)生病并在一定時(shí)間內(nèi)感染（I），然后恢復(fù)（R）。就新型冠狀病毒而言，將模型擴(kuò)展為附加狀態(tài)“已暴露”是適當(dāng)?shù)?，以包括具有病毒但尚未感染的人?span>SEIR模型）。
圖1：SEIR模型
該模型考慮了兩個(gè)因素：病毒的動(dòng)力學(xué)和個(gè)體之間的相互作用。后者非常復(fù)雜，并且需要像上一段中所述的技術(shù)。有了這些，就可以定義R0參數(shù)，該參數(shù)表示被感染者可能感染的人數(shù)。
例如，假設(shè)某人A生病并且我們的系統(tǒng)的R0 = 2。這意味著A將感染兩個(gè)人。這兩個(gè)人將依次感染四個(gè)人，每個(gè)人將另外感染兩個(gè)人（因此4 * 2 = 8），依此類(lèi)推。這凸顯了該疾病的傳播是乘法而不是累加的事實(shí)。R0可以捕獲三種基本情況，如圖2所示。
圖2：R0模型
學(xué)校，體育館等的關(guān)閉，減少了人們的社交互動(dòng)，從而降低了R0。健康系統(tǒng)是有限的，將這個(gè)參數(shù)降低到1以下非常重要。如果R0> 1，則疾病傳播；如果R0 <1，則疾病消失。可以合理地期望政府對(duì)人們的流動(dòng)性施加更嚴(yán)格的限制，以減少R0。
重要的是要注意，R0衡量的是疾病的潛在傳播途徑，而不是疾病傳播的速度?？紤]流感病毒的普遍性，其R0僅為1.3。高R0是引起關(guān)注的原因，而不是引起恐慌的原因。
R0是平均值，因此可能會(huì)受到超級(jí)吊具事件等因素的影響。超級(jí)傳播者是指感染了很多人的受感染的個(gè)人。在SARS和MERS流行期間以及當(dāng)前的新型冠狀病毒期間，發(fā)生了超級(jí)傳播事件。此類(lèi)事件不一定是一個(gè)壞兆頭，因?yàn)樗鼈兛赡鼙砻鞒掷m(xù)流行的人數(shù)減少了。超級(jí)傳播者也可能更容易識(shí)別和遏制，因?yàn)樗麄兊陌Y狀可能更嚴(yán)重。
簡(jiǎn)而言之，R0是移動(dòng)目標(biāo)。跟蹤每個(gè)病例和疾病的傳播非常困難，因此估計(jì)R0既復(fù)雜又具有挑戰(zhàn)性。估算值經(jīng)常隨新數(shù)據(jù)的可用性而變化。
哪些技術(shù)解決方案可以減慢或終止新型冠狀病毒的傳播并控制R0？AI的使用以及手機(jī)GPS運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)，可以創(chuàng)建分析模型，以預(yù)測(cè)哪些社區(qū)更有可能發(fā)生未來(lái)的情況或需要緊急干預(yù)的社區(qū)。
大數(shù)據(jù)，人工智能和傳感器
在流行的情況下，就質(zhì)量和一致性而言，臨床數(shù)據(jù)可能變化很大。這種并發(fā)癥包括假陽(yáng)性患者。大數(shù)據(jù)和AI可以用來(lái)檢查是否符合隔離要求，而機(jī)器學(xué)習(xí)可以用于藥物研究。這些只是新數(shù)字技術(shù)提供的一些解決冠狀病毒緊急情況的解決方案。在亞洲，有許多通過(guò)使用數(shù)字技術(shù)實(shí)施干預(yù)措施的例子。
配備有智能掃描儀和照相機(jī)的無(wú)人機(jī)可以檢測(cè)不符合隔離措施的人員，并可以檢查人們的體溫。在中國(guó)大陸和臺(tái)灣使用智能相機(jī)可以攔截不戴口罩但可以進(jìn)行實(shí)時(shí)熱掃描以發(fā)現(xiàn)發(fā)燒病例的人員。
例如，中國(guó)公司SenseTime開(kāi)發(fā)了一個(gè)即使戴面具也能掃描人臉的平臺(tái)，而阿里巴巴則開(kāi)發(fā)了基于AI的新型冠狀病毒診斷系統(tǒng)。SenseTime是一家全球公司，致力于開(kāi)發(fā)AI技術(shù)，以促進(jìn)世界經(jīng)濟(jì)，社會(huì)和人類(lèi)的美好明天。它也是全球資金最高，估值最高的AI純游戲。
SenseTime宣布其非接觸式溫度檢測(cè)軟件已在北京，上海和深圳的地鐵站，學(xué)校和公共中心實(shí)施。同時(shí)，阿里巴巴基于人工智能開(kāi)發(fā)了針對(duì)新型冠狀病毒的新診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)可通過(guò)計(jì)算機(jī)斷層掃描（即CT掃描）檢測(cè)新冠狀病毒病例，準(zhǔn)確率高達(dá)96％。
圖3：病毒的進(jìn)化
Graphen與哥倫比亞大學(xué)一起，正在嘗試定義病毒每個(gè)基因定位的規(guī)范形式，并確定確切的變體。它使用模仿人類(lèi)大腦功能的Ardi AI平臺(tái)來(lái)存儲(chǔ)這些突變數(shù)據(jù)并使之可視化。在右側(cè)的可視化圖中，每個(gè)紅色節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)病毒。每個(gè)綠色節(jié)點(diǎn)代表一組具有完全相同的基因組序列的病毒。單擊紅色節(jié)點(diǎn)可以查看病毒的信息，包括位置，性別，年齡等。
大數(shù)據(jù)控制的另一個(gè)有用工具是大數(shù)據(jù)。在緊急時(shí)期，它已被普遍用于改善監(jiān)視系統(tǒng)，以繪制病毒傳播圖。
大數(shù)據(jù)的獲取和處理要求設(shè)計(jì)用于收集和分析的新方法和新技術(shù)。特別是，我們可以區(qū)分大數(shù)據(jù)分析的四種類(lèi)型或方法：
描述性分析，即用于描述業(yè)務(wù)流程或業(yè)務(wù)項(xiàng)目的當(dāng)前和過(guò)去情況的方法和技術(shù)，以綜合和圖形方式表示活動(dòng)的績(jī)效指標(biāo)；
預(yù)測(cè)分析，即使用回歸分析和預(yù)測(cè)模型等數(shù)學(xué)技術(shù)幫助了解未來(lái)可能發(fā)生的數(shù)據(jù)分析工具；
規(guī)范分析，用于確定有效的戰(zhàn)略和運(yùn)營(yíng)解決方案；
自動(dòng)化分析，其中包括一些工具，這些工具可根據(jù)執(zhí)行的分析結(jié)果自動(dòng)，自動(dòng)地執(zhí)行所需的操作。
阿里巴巴還開(kāi)發(fā)了一個(gè)應(yīng)用程序（“支付寶健康代碼”），該應(yīng)用程序使用中國(guó)醫(yī)療保健系統(tǒng)提供的大數(shù)據(jù)來(lái)指示誰(shuí)可以訪問(wèn)公共空間或不能訪問(wèn)公共空間。
BlueDot是一家位于多倫多的初創(chuàng)公司，它使用圍繞人工智能構(gòu)建的平臺(tái)，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了用于自動(dòng)監(jiān)控傳染病傳播及其預(yù)測(cè)的智能系統(tǒng)。在SARS傳播期間，BlueDot平臺(tái)已經(jīng)取得了積極的成果。在2019年12月，BlueDot還提出了有關(guān)冠狀病毒綜合征嚴(yán)重程度的警報(bào)，事實(shí)證明這是正確的。在BlueDot使用的工具中，還有一些以NLP（自然語(yǔ)言處理）為名的技術(shù)，用于處理人們的語(yǔ)言和表達(dá)自己的方式。
Insilico Medicine是另一家致力于通過(guò)人工智能預(yù)防疾病的公司。Insilico Medicine正在開(kāi)發(fā)下一代人工智能和深度學(xué)習(xí)方法，并將其應(yīng)用于藥物發(fā)現(xiàn)和藥物開(kāi)發(fā)過(guò)程的每個(gè)步驟。目前，它正在開(kāi)發(fā)一項(xiàng)技術(shù)，該技術(shù)將告知醫(yī)生有關(guān)可以抵抗冠狀病毒的分子的信息。在最近分析了分子之后，Insilico Medicine系統(tǒng)可以提供有關(guān)抗擊冠狀病毒的信息。該初創(chuàng)企業(yè)目前正在開(kāi)發(fā)疫苗開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中的信息數(shù)據(jù)庫(kù)。
衛(wèi)星分析技術(shù)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，WeBank研究人員使用它們來(lái)識(shí)別鋼廠中的熱點(diǎn)，這些熱點(diǎn)為該行業(yè)的復(fù)蘇提供了重要信息。
在流行初期，這項(xiàng)分析表明，鋼鐵產(chǎn)量已降至產(chǎn)能的至少29％。但是到2月9日，它已經(jīng)恢復(fù)到76％。然后研究人員研究了使用AI的其他類(lèi)型的生產(chǎn)和商業(yè)活動(dòng)。其中一項(xiàng)技術(shù)就是簡(jiǎn)單地計(jì)算大型公司停車(chē)場(chǎng)中的汽車(chē)數(shù)量。該分析表明，截至2月10日，上海的特斯拉汽車(chē)生產(chǎn)已完全恢復(fù)，而上海迪士尼樂(lè)園等旅游活動(dòng)仍處于關(guān)閉狀態(tài)。
2019年12月30日（左）和2020年1月29日的并排衛(wèi)星圖像顯示，中國(guó)的鋼鐵行業(yè)活動(dòng)仍在下降。通過(guò)分析GPS衛(wèi)星數(shù)據(jù)，可以確定哪些人正在上下班。然后，該軟件計(jì)算每個(gè)城市的通勤人數(shù)，并比較從農(nóng)歷新年開(kāi)始的2019年給定日期和2020年相應(yīng)日期的通勤人數(shù)。在這兩種情況下，農(nóng)歷新年的通勤人數(shù)都大幅下降，但與2019年不同的是，假期后上班人數(shù)沒(méi)有恢復(fù)。隨著事情的逐步恢復(fù)，WeBank研究人員計(jì)算出，到2020年3月10日，大約75％的勞動(dòng)力已恢復(fù)工作。根據(jù)這些曲線，研究人員得出結(jié)論，除武漢外，大多數(shù)中國(guó)工人將在3月底恢復(fù)工作。根據(jù)他們的研究，第一季度的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)將達(dá)到36％。
那些試圖應(yīng)對(duì)冠狀病毒挑戰(zhàn)的人在技術(shù)上有著重要的盟友。通過(guò)在緊急階段進(jìn)行測(cè)試的解決方案，將來(lái)可能成為標(biāo)準(zhǔn)。
本文來(lái)自：eetimes