Глобальная пандемия COVID-19 продемонстрировала разрушительные последствия вспышек, однако новое приложение для искусственного интеллекта под названием система раннего обнаружения аномалий (EWAD) дает надежду на раннее обнаружение опасных вариантов при будущих пандемиях. Разработанная учеными из Scripps Research и Северо-Западного университета США, система EWAD использует машинное обучение для анализа огромных массивов данных и прогнозирования закономерностей развития событий в неизвестных сценариях.
Используя генетические последовательности вариантов SARS-CoV-2, показатели инфицирования и данные о глобальной смертности от COVID-19, ИИ может выявить генетические сдвиги, связанные с адаптацией вируса. Отслеживая ключевые варианты генов и изменения в уровне смертности, EWAD может предсказать появление проблемных вариантов (VOC) до того, как они будут официально обозначены Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ).
Команда использовала метод пространственной ковариации на основе гауссовых процессов, который позволяет анализировать существующие данные для прогнозирования новых данных, учитывая не только средние значения точек данных, но и связи между ними. Сравнивая реальные и прогнозируемые данные, исследователи продемонстрировали эффективность EWAD в прогнозировании того, как такие меры, как вакцинация и ношение масок, могут повлиять на эволюцию вируса.
Одним из важных выводов стало то, что важно учитывать не только известные варианты, но и "темную материю вариантов" - тысячи нераспознанных вариантов. Понимание этих необнаруженных вариантов может сыграть решающую роль в борьбе с будущими пандемиями. Кроме того, система искусственного интеллекта может расширить знания о биологии вирусов, что приведет к совершенствованию методов лечения и мер по охране здоровья населения.
"Эта система и лежащие в ее основе технические методы имеют множество возможных применений в будущем", - говорит математик Бен Калверли из Scripps Research.
Исследование, опубликованное в журнале Cell Patterns, дает ценные сведения о возможностях искусственного интеллекта в прогнозировании будущих пандемий и борьбе с ними".
