Вспышки холеры: климатические данные, полученные со спутников, находящихся на околоземной орбите, в сочетании с методами машинного обучения помогают лучше прогнозировать вспышки холеры и потенциально спасать жизни.

Холера - это заболевание, передающееся через воду, которое вызывается употреблением воды или пищи, зараженной бактериями Vibrio cholerae, которые можно найти во многих прибрежных регионах мира, особенно в густонаселенных тропических районах.

Вспышки холеры, ЕКА связывает искусственный интеллект и знания о благоприятных условиях

Ответственный за это патоген обычно живет при высоких температурах, умеренной солености и мутности, и его может содержать планктон и детрит в воде.

Глобальное потепление и учащение экстремальных погодных явлений вызывают вспышки холеры - болезни, от которой ежегодно страдают от 1.3 до 4 миллионов человек во всем мире и вызывают до 143 000 смертей.

Новое исследование показывает, как вспышки холеры в прибрежных регионах Индии можно предсказать с вероятностью успеха 89%, в первом демонстрации использования солености морской поверхности для прогнозирования холеры.

Исследование, опубликованное вчера в Международном журнале экологических исследований и общественного здравоохранения, направлено на прогнозирование вспышек холеры в северной части Индийского океана, где в период 2010–16 годов было зарегистрировано более половины глобальных случаев заболевания.

Взаимосвязь между экологическими факторами заболеваемости холерой сложна и меняется в зависимости от сезона с различными запаздывающими эффектами, например, от сезона дождей.

Алгоритмы машинного обучения могут помочь преодолеть эти проблемы, научившись распознавать закономерности в больших наборах данных, чтобы делать проверяемые прогнозы.

Исследование по изучению вспышки холеры проводилось Эми Кэмпбелл во время годичной стажировки в Климатическом бюро ЕКА.

Эми вместе со своими соавторами из морской лаборатории Плимута (PML) использовала алгоритм машинного обучения, популярный в приложениях для изучения окружающей среды - случайный лесной классификатор, - который может распознавать закономерности в длинных наборах данных и делать проверяемые прогнозы.

Алгоритм был обучен на вспышках заболеваний, о которых сообщалось в прибрежных районах Индии в период с 2010 по 2018 год, и изучил взаимосвязь с шестью климатическими записями, полученными со спутников, созданными в рамках инициативы ESA по изменению климата (CCI).

Включая или удаляя экологические переменные и подпараметры для разных сезонов, алгоритм определил ключевые переменные для прогнозирования вспышек холеры, такие как температура поверхности земли, соленость поверхности моря, концентрация хлорофилла а и разница в уровне моря от среднего (аномалия уровня моря).

Эми Кэмпбелл сказала: «Модель показала многообещающие результаты, и есть большие возможности для развития этой работы с использованием различных наборов данных эпиднадзора за холерой или в разных местах.

В нашем исследовании мы протестировали различные методы машинного обучения и пришли к выводу, что классификатор случайного леса является лучшим, но есть гораздо больше методов, которые можно изучить.

«Было бы интересно проверить влияние включения наборов социально-экономических данных; Данные дистанционного зондирования могут быть использованы для создания записей для учета человеческих факторов, которые важны для заболеваемости холерой, таких как доступ к водным ресурсам ».

Исследование и его новые идеи внесли свой вклад в проект UKRI-NERC «Пути распространения холеры и инструменты решения» (PODCAST), возглавляемый соавтором Мари-Фанни Рако из PML, который оценивает влияние потепления климата и экстремальных климатических явлений на среду обитания. подходит для холерного вибриона.

Результаты исследования будут продемонстрированы на совещании COP26 РКИК ООН в 2021 году с помощью веб-инструмента прогнозирования в рамках проекта PODCAST-DEMO.

Это поддерживается совместной программой ESA и Future Earth и осуществляется в сотрудничестве с Сетью знаний и действий Future Earth Health Knowledge-Action.

Европейское космическое агентство ведет обнаружение новых вспышек холеры, опубликовано исследование

джерф-17-09378-v2

Читайте также: 

Лекарства от COVID-19, испытание Ремдесивира продолжается на Международной космической станции

Прочитать итальянскую статью

Источник:

Официальный сайт ЕКА