Земля

ШІ на основі даних передбачив спалах холери

Кліматичні дані, отримані із супутників, що знаходяться на орбіті Землі, в поєднанні з методами машинного навчання допомагають краще прогнозувати спалахи холери і потенційно рятувати життя.

Холера – це захворювання, що передається через воду, яке виникає в результаті вживання в їжу води або їжі, зараженої бактерією Vibrio cholerae, яка зустрічається в багатьох прибережних регіонах світу, особливо в густонаселених тропічних районах. Відповідальний за це патоген зазвичай живе при високих температурах, помірної солоності й каламутності, і його може містити планктон і детрит у воді.

Глобальне потепління і почастішання екстремальних погодних явищ викликають спалахи холери – хвороби, від якої щорічно страждають від 1,3 до 4 млн осіб у всьому світі і викликають до 143 000 смертей. Нове дослідження показує, як спалахи холери в прибережних регіонах Індії можна передбачити з вірогідністю успіху 89%.

Дослідження, опубліковане в Міжнародному журналі екологічних досліджень і громадської охорони здоров’я, направлено на прогнозування спалахів холери в північній частині Індійського океану, де в період 2010-16 років було зареєстровано більш ніж половина глобальних випадків захворювання.

ІІ на основі даних передбачив спалаху холери
Кількість спалахів холери, про які повідомляється в щотижневих епідеміологічних звітах, що публікуються Інтегрованою програмою епіднагляду за захворюваннями Індії (IDSP) в період з січня 2010 року по грудень 2018 року в 40 прибережних районах Індії, обраних в дослідженні. Показані тільки райони, які повідомляють дані про захворюваність на холеру, для яких були доступні всі сім наборів даних за основними кліматичними змінним (ECV). Надано: Кемпбелл і ін., 2020.

Взаємозв’язок між екологічними факторами захворюваності на холеру складна і змінюється в залежності від сезону, з різними запізнілими ефектами, наприклад, від сезону дощів. Алгоритми машинного навчання можуть допомогти подолати ці проблеми, навчившись розпізнавати закономірності у великих наборах даних, щоб робити реальні прогнози.

Дослідження проводилося під керівництвом Емі Кемпбелл під час її річного стажування в кліматичних бюро Європейського космічного агентства ЄКА. Емі разом зі своїми співавторами з морської лабораторії Плімута (PML) використовувала алгоритм машинного навчання, популярний в додатках для вивчення навколишнього середовища, який може розпізнавати закономірності в довгих наборах даних і робити реальні прогнози.

ІІ на основі даних передбачив спалаху холери
Результати показників продуктивності моделі в застосуванні до невидимих тестовими даними для окремих районів в прибережній Індії, які повідомили про спалахи холери. Прибережні райони, в яких спалахи холери не зареєстровані в досліджуваний період, і прибережні райони показані сірим кольором. Надано: Кемпбелл і ін., 2020.

Алгоритм навчений на спалахи захворювань, про які повідомлялося в прибережних районах Індії в період з 2010 по 2018 рік, і вивчив взаємозв’язок з шістьма кліматичними записами, отриманими зі супутників, створеними в рамках ініціативи ЕКА зі зміни клімату (CCI).

Включаючи або видаляючи екологічні змінні і підпараметри для різних сезонів, алгоритм визначив ключові змінні для прогнозування спалахів холери, такі як температура поверхні землі, солоність поверхні моря, концентрація хлорофілу і аномалія рівня моря.

Натхнення: hightech.fm

Back to top button