Прогнози за огнища на холера, използващи климатични данни и AI
Епидемии от холера: климатичните данни, взети от орбитални спътници около Земята, в съчетание с техники за машинно обучение, помагат за по-доброто прогнозиране на огнищата на холера и потенциално спасяват животи.
Холерата е водно заболяване, причинено от поглъщането на вода или храна, замърсена с бактерията Vibrio cholerae, която може да се намери в много крайбрежни региони по света, особено в гъсто населените тропически райони.
Епидемии от холера, ESA свързва изкуствения интелект и знанията за благоприятна среда
Отговорният патоген обикновено живее при топли температури, умерена соленост и мътност и може да бъде скрит от планктон и детрит във водата.
Глобалното затопляне и увеличаването на екстремните метеорологични явления предизвикват огнища на холера - болест, която засяга от 1.3 до 4 милиона души всяка година по света и причинява до 143 000 смъртни случая.
Ново проучване показва как огнищата на холера в крайбрежните райони на Индия могат да се предскажат с 89% успеваемост, в първата демонстрация на използване на соленост на морската повърхност за прогнозиране на холера.
Изследването, публикувано вчера в International Journal of Environmental Research and Public Health, се фокусира върху прогнозирането на огнища на холера около северната част на Индийския океан, където повече от половината от случаите на заболяване в световен мащаб са съобщени през периода 2010-16.
Връзката между екологичните фактори за разпространение на холера е сложна и варира сезонно, с различни изоставащи ефекти, например от сезона на мусоните.
Алгоритмите за машинно обучение могат да помогнат за преодоляването на тези проблеми, като се научат да разпознават модели в големи масиви от данни, за да правят проверими прогнози.
Проучването за избухване на холера е ръководено от Ейми Кембъл по време на едногодишен стаж за специализанти в климатичната служба на ESA
Ейми, заедно със съавторите си в морската лаборатория в Плимут (PML), използваха алгоритъм за машинно обучение, популярен в приложенията за науката за околната среда - класификаторът на случайни гори - който може да разпознава модели в дълги масиви от данни и да прави проверими прогнози.
Алгоритъмът е бил обучен за огнища на болести, съобщени в крайбрежните квартали на Индия между 2010 и 2018 г., и е научил връзките с шест сателитни климатични записа, генерирани от Инициативата за изменение на климата (CCI) на ESA.
Чрез включване или премахване на променливи на околната среда и настройка за различни сезони, алгоритъмът идентифицира ключови променливи за прогнозиране на огнища на холера като температура на повърхността на земята, соленост на морската повърхност, концентрация на хлорофил-а и морско ниво от средната (аномалия на морското ниво).
Ейми Кембъл каза: „Моделът показа обещаващи резултати и има много възможности за разработване на тази работа, използвайки различни набори от данни за наблюдение на холера или на различни места.
В нашето проучване тествахме различни техники за машинно обучение и установихме, че класификаторът на случайни гори е най-добрият, но има много повече техники, които могат да бъдат изследвани.
„Би било интересно да се тества въздействието на включването на социално-икономически масиви от данни; Данните от дистанционното наблюдение могат да се използват за разработване на записи за отчитане на човешки фактори, които са важни за честотата на холера, като например достъп до водни ресурси. "
Проучването и новите му прозрения са допринесли за проекта UKRI-NERC Pathways Of Dispersal for Cholera And Solution Tools (PODCAST), ръководен от съавтора Мари-Фани Рако от PML, който оценява въздействието на затоплянето на климата и климатичните крайности върху местообитанията подходящ за вибрион холера.
Резултатите от проучването ще бъдат демонстрирани на срещата на РКООНИК COP26 през 2021 г. чрез уеб базиран инструмент за прогнозиране като част от проекта PODCAST-DEMO.
Това се подкрепя от съвместната програма ESA-Future Earth и се осъществява в сътрудничество с мрежата за действие на Health Futures Earth Knowledge-Action.
Европейската космическа агенция води откриването на нови огнища на холера, публикувано проучване
jerph-17-09378-v2Прочетете още:
Наркотици на COVID-19, Изпитването върху Remdesivir продължава на Международната космическа станция