Los informáticos y estadísticos de la Universidad del Estado de Colorado están convirtiendo los ejercicios de planificación de brotes de enfermedades en un juego. Están creando un nuevo y poderoso software que puede predecir, simular y analizar un brote de enfermedades importante, todo en la forma de un juego multijugador intuitivo.
subvención del Departamento de Seguridad Nacional
Los investigadores dirigidos por Shrideep Pallickara, profesor asociado de ciencias de la computación en la Facultad de Ciencias Naturales, están en el primer año de una subvención de tres años y $ 2.04 millones de la Dirección de Ciencia y Tecnología del Departamento de Seguridad Nacional. El proyecto tiene como objetivo conectar lo último, la mejor tecnología informática y de gestión de datos para la lucha contra las enfermedades generalizadas del ganado.
Los brotes de enfermedades del ganado pueden propagarse rápidamente en los EE. UU. Desde la fiebre aftosa en el ganado hasta la gripe aviar, las enfermedades pueden causar estragos en los animales, el sistema alimentario industrial y la economía.
"Cuando estalla una enfermedad, necesita saber: ¿qué tan grave es? ¿Cuánto durará? ¿Cuánto personal de campo necesita? ¿Cuáles son las consecuencias económicas? ¿Cómo se verán afectados los precios de los productos básicos? ¿Qué sucederá?si comienzas a vacunar? ", dijo Pallickara.
Los informáticos están acostumbrados a lidiar con cientos o miles de variables y ejecutar escenarios hipotéticos. El Departamento de Seguridad Nacional, el Departamento de Agricultura / Centro de Epidemiología y Salud Animal de EE. UU., Y otros especialistas en brotes como el Federal Emergency ManagementAgencia, responda a las emergencias identificando un puñado de escenarios y luego pueden cambiar los parámetros para cada escenario, ajustando variables que incluyen la biología y la virulencia de la enfermedad, para ayudar a determinar planes de acción para cosas como las reservas de vacunas, la eficacia de la vacuna y el despliegue del personal de campo.Pero todo ese proceso puede llevar horas o días; mientras tanto, la enfermedad se propaga.
"En estos casos, a veces transcurren horas entre la modificación de su escenario, ejecutarlo y recuperar su respuesta", dijo Pallickara. "Lo que hacemos es, dado un escenario de brote a escala nacional, generamos 100,000 variantes, las ejecutamos enuna nube informática que genera varios miles de millones de archivos y luego realiza el análisis de todos estos datos. Por lo tanto, incluso si un usuario está tratando de cambiar algo en tiempo real, ya hemos aprendido lo que sucederá. Esto implica una gran cantidad de procesamiento de back-end, que nos permite hacer predicciones en tiempo real ".
Los planificadores de enfermedades a menudo trabajan de forma aislada y no entienden la lógica de los demás ni cómo las decisiones se afectan entre sí. Este proyecto aborda ese problema al permitir decisiones de colaboración, permitiendo a los epidemiólogos y funcionarios estatales y federales trabajar juntos usando una planificación única en tiempo realherramienta: un juego de computadora multijugador llamado "Symphony". Primero se lanzará una versión para un jugador llamada "Sonata".
¿Por qué usar los juegos grupales para planificar los brotes de enfermedades? Debido a que los conceptos tienden a "pegarse" mejor cuando las personas los usan para jugar, dicen los investigadores.
La idea es poner a los diferentes tomadores de decisiones, desde los encargados de la formulación de políticas hasta los agentes de campo y los veterinarios, en los zapatos de los demás. Los investigadores visualizan todos estos componentes juntos en una sala virtual, haciendo un ejercicio de planificación con el juego y en tiempo realvisualizaciones, como mapas de calor de zonas de peligro potencial.
También en el equipo está Sangmi Pallickara, profesora asistente de Ciencias de la Computación, que lidera el componente de big data del proyecto: la gestión de aproximadamente 1 billón de archivos. Jay Breidt, profesor de estadística, proporcionará modelos estadísticos y experienciaOtros miembros del equipo incluyen un epidemiólogo veterinario y un economista de la Universidad del Estado de Kansas, y un diseñador de modelos de propagación de enfermedades.
"Desde la perspectiva de un científico de la computación, la creación de una herramienta de planificación de brotes de enfermedades presenta una serie de desafíos interesantes", dijo Shrideep Pallickara. El aprendizaje automático, los modelos estadísticos y el aprendizaje conjunto se vuelven parte del proceso. Y mucha capacidad informática para resolver un problemapetabyte de información sobre 10 millones de horas de tiempo de computación de la CPU.
"No es suficiente que nuestra herramienta sea precisa. Tiene que ser útil. Tiene que ser en tiempo real", dijo Pallickara. "Los jugadores - el DHS, el USDA, el CEAH, los funcionarios estatales y federales -- necesita ver una respuesta en menos de 100 milisegundos "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Colorado . Original escrito por Anne Ju Manning. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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