人工智能帮助豪登地区识别新冠肺炎热点

精确建模是全球抗击COVID-19大流行的工具之一。决策者、专家和民众必须根据相关和可靠的先进分析和建模，获得关于大流行病演变和严重程度的可靠信息。

在过去两周内，南非各地的每日病例数大幅增加。这些增长清楚地表明，这是世界各地许多国家经历的第二次激增的开始。为了控制豪登地区迅速增长的数量，至关重要的是能够以病毒传播迅速增长并可归类为a型肝炎病毒的地区为目标热点。热点的确定和建模是复杂的任务，需要使用来自人工智能(AI)的技术。

为了使这项工作成为可能，去年8月，豪登省政府与IBM研究机构、金山大学和其他利益相关方一起启动了一个仪表板，以可视化该省的数据和模型。合作伙伴现在已经更新了仪表盘，以可视化豪登省的热点地区。该工具提供关于每个热点的位置、病例数量、地区、受影响的行政区域和严重程度的信息。

为了充分描述可能与热点有关的危险，除了给热点的位置和其他特征以外，还必须给它指定一个索引。这个指数被称为严重指数。这一指数的目的是使当地的决策者和当局能够确定最有效地遏制热点的最佳行动方针。

Wits对撞机粒子物理研究所(ICPP)采用欧洲核子研究组织(CERN)使用的分析方法和工具，开发帮助政策制定者和其他利益攸关方跟踪大流行演变的指数。这些指数是在对南非和国际大流行病演变情况进行广泛研究和观察的基础上制定的。

“我们团队开发的指标之一是第二波风险指数。这一指数是早期发现第二波疫情的工具，可以对南非不同行政区域进行可视化和跟踪。热点地区严重程度指数的发展是早期研究的延续，”ICPP研究人员Thuso Mathaha和Kgomotso Monnakgotla表示。

“我们观察到全省感染人数急剧上升。我们确定了热点，并将活跃的热点绘制在我们的仪表板上，供公众、研究人员和政策制定者免费使用。我们鼓励公众使用这一信息，因为这对跟踪大流行的动向和警惕新出现的热点有重要意义。我们敦促公众继续遵守规定，以便我们能够减少感染和挽救生命，”省长豪登省办公室政策主管Mduduzi Mbada说。

“通过向公众、研究人员和政策制定者提供关于豪登地区活跃热点的空间位置的数据，这一指示板有助于应对COVID-19大流行。预计，能够可视化热点的具体位置将影响人们对COVID-19风险的认知，并可能形成个人保护行为。仪表板还为咨询委员会提供了有用的数据，以指导决策者确定采取何种干预措施以减轻这一流行病。此外，仪表板为政策制定者提供了对在病房层面规划和监测大流行应对措施有用的颗粒数据，”Wits大学公共卫生医学顾问、豪登省新冠肺炎咨询委员会主席Mary Kawonga博士说。

“问题是如何识别冠状病毒高活性的区域。根据卫生部提供的COVID-19患者分布情况，我们必须将病例划分为严重感染区或集群。我们能够在豪登省找到这些最佳的集群，通过使用的技术人工智能。有了这些信息，我们可以将集群的增长与传染病传播的流行病学模型进行比较，从而准确地预测任何集群的演化。这意味着我们现在可以描述该省不同地区冠状病毒病例的严重程度。人工智能算法与标准流行病学模型相结合的成功是4IR研究如何用于援助南非的一个有力例子，”ICPP的研究员Roy Gusinow说。

他说:“热点地区被确定，通过使用人工智能对第一波疫情进行全面分析，再加上先进的分析，我们能够从地理位置和流行病学模型对每个病例集群进行检查。一旦清楚地了解了普通集群和热点集群的动态，我们就能够将潜在的易受攻击和易失性集群提取为热点和/或开发热点，并通过IBM专门开发的平台将其可视化。通过gpcoronavirus平台，所有行业的利益相关者都能够识别热点并执行适当的措施为控制COVID-19的传播，分发必要的资源和/或为该地区的人口提供指导，”ICPP研究员Benjamin Lieberman说。

豪登省卫生部与豪登省其他利益攸关方、IBM和Wits大学之间的这种富有成效的合作涉及许多来自不同背景的个人。这包括政策制定者，来自各行各业的从业人员和研究人员。

IBM非洲研究中心的研究科学家Sibusisiwe Makhanya博士说:“仪表板上的新热点可视化包括了一个地区的传染性严重程度，并建立在捕捉疾病传播动态的流行病学模型的基础上。”

“人工智能是现代分析中的一套多功能工具，它允许我们通过学习经验来处理复杂系统的建模。已经证明人工智能在为应对这一重大危机而建立的跨学科生态系统中非常有效，”Wits ICPP主任Bruce Mellado教授说，他也是iThemba实验室的高级科学家和豪登省第一届新冠肺炎咨询委员会的成员。

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