人工智能也许能够在下一次大流行来袭之前警告我们
这全球 COVID-19 大流行向我们展示了这些疫情的破坏性——而且情况可能会更糟。现在,科学家们开发了一种人工智能应用程序,有望警告我们未来大流行中的危险变种。
它被称为预警异常检测(EWAD)系统,当与来自传播的实际数据进行测试时严重急性呼吸系统综合症冠状病毒-2,它准确地预测了哪些新的关注变种 (VOC) 将作为病毒突变。
来自斯克里普斯研究所和美国西北大学的科学家使用机器学习生产EWAD的方法。在机器学习中,计算机会分析大量的训练数据,以发现模式,开发算法,然后预测这些模式在未来未知场景中会如何发挥作用。
在这种情况下,人工智能被输入有关SARS-CoV-2变异株随着感染的传播,这些变异的频率,以及报告的全球死亡率新型冠状病毒肺炎-19.然后,该软件可以发现病毒适应时的遗传变化,通常表现为感染率增加和死亡率下降。
“我们可以看到关键基因变异出现并变得更加普遍,因为死亡率也发生了变化,而这一切都发生在世界卫生组织正式指定含有这些变异的挥发性有机化合物之前的几周,”说威廉·巴尔奇(William Balch),斯克里普斯研究公司的微生物学家。
团队在这里使用的特定技术称为基于高斯过程的空间协方差,它本质上是处理一组现有数据上的数字以预测新数据——不仅使用数据点的平均值,还使用它们之间的关系。
通过在已经发生的事情上测试他们的模型,并找到真实数据和预测数据之间的密切匹配,科学家们可以证明EWAD在预测疫苗和疫苗等措施方面的有效性。戴口罩可能导致病毒继续进化。
“这项工作的一个重要教训是,重要的是不仅要考虑几个突出的变体,还要考虑数以万计的其他未指定变体,我们称之为'变体'。暗物质,'"说巴尔奇。
研究人员说他们的人工智能算法能够发现病毒进化的“规则”,否则这些规则将无法被发现,这对于应对未来出现的大流行至关重要。
不仅如此,这里开发的系统还可以使科学家更多地了解病毒生物学的基础知识。然后可以用来改善治疗和其他公共卫生措施。
“该系统及其底层技术方法在未来有许多可能的应用,”说斯克里普斯研究公司的数学家本·卡尔弗利。
该研究已发表在细胞模式.