Новости Hardware

Российские учёные доказали эффективность самоизоляции при борьбе с эпидемиями

Исследователи из Московского физико-технического института совместно со специалистами Высшей школы экономики, а также коллегами из других научных учреждений задействовали математическое моделирование, позволившее получить новые данные о том, как развиваются эпидемии, подобные пандемии коронавируса, которая охватила весь мир.

Помимо прочего, в своей работе учёные изучили сравнительную эффективность некоторых методов борьбы с эпидемиологической угрозой, включая самоизоляцию и закрытие границ. Опубликованная в марте этого года работа «Самоизоляция или закрытие границ: что лучше блокирует эпидемию?» посвящена исследованию моделей распространения эпидемий в кластеризованных сложных сетях. Международная группа учёных в этой работе проводила численные эксперименты, на основе которых были получены данные о сравнительной эффективности разных способов противостояния распространению эпидемии.

В ходе экспериментов была задействована классическая модель развития эпидемий «восприимчивые-инфицированные-выздоровевшие». Весь социум представлялся в виде графа, вершины которого — люди, а рёбра между ними — контакты между двумя индивидуумами. Если задать начальные условия и показатель вероятности дальнейшего распространения «инфекции» при «контактах», то в численном эксперименте можно увидеть развитие «эпидемии».

Учёные рассмотрели развитие вирусной эпидемии на сетях (графах) трёх видов.

На случайной сети, не предполагающей каких-либо ограничений контактов между индивидуумами. В этом случае контакты задаются по случайному распределению.

Во втором случае рассматривалась кластеризованная сеть типа I (i-network, от instantly prepared clustered graphs). Такой подход предполагает ограничение на контакты между кластерами. Это означает, что внутри кластеров контакты не ограничиваются, а контакты между кластерами задаются вручную. Такая сеть считается моделью организации общества, когда установленные повсюду государственные границы не допускают контактов между гражданами соседних государств. Это происходит, когда в целях борьбы с распространением эпидемии страны закрывают свои границы, не позволяя въезд гражданам других государств.

Кроме того, исследователи рассмотрели распространение эпидемии в сетях типа E (e-network, от слова evolution). При таком подходе кластеризация возникает эволюционно благодаря самоизоляции индивидуумов, каждый из которых стремится контактировать только с близким кругом, участники которого также контактируют между собой. Благодаря этому распределение связей между кластерами происходит совершенно по иному принципу, чем в i-сетях.

 Доля зараженных в зависимости от времени для случайной сети и сетей типа i и e. Затененные интервалы показывают диапазон значений, по которым производилось усреднение в численных экспериментах по каждой сети. Черная линия — случайная сеть, синяя — сеть типа i, красная — сеть типа e.

Доля заражённых в зависимости от времени для различных сетей. Затененные интервалы показывают диапазон значений, по которым производилось усреднение в численных экспериментах. Черная линия — случайная сеть, синяя — сеть типа i, красная — сеть типа e.

«Насколько хорошо наши модели описывают реальное распространение вируса в социальной сети — вопрос неочевидный. Мы заметили, что по статистическим свойствам эволюционные сети сильно отличаются от мгновенно созданных. Но более детальный анализ невозможен без использования реальных данных по структурам социальных сетей и данных о распространении вируса. Поэтому нашу работу следует рассматривать как "приглашение к обсуждению" серьезного вопроса, который мы попытались четко сформулировать в математических терминах», — подчеркнул Александр Горский, один из авторов работы, руководитель специализации «Квантовая теория поля» кафедры теоретической астрофизики и квантовой теории поля МФТИ, научный сотрудник ИППИ РАН.

Численные эксперименты на каждом из рассматриваемых классов сетей ставили по 1000 раз. Усреднённые результаты наглядно показывают, что пик эпидемии в сети типа i оказывается ниже и наступает позже, чем в случайной сети. Лучше всего дела обстоят в сети типа e, соответствующей адаптивной кластеризации. На основе проделанной работы можно сделать вывод, что закрытие государственной границы в условиях пандемии является действенной мерой, но ещё более эффективная стратегия борьбы с распространением инфекции предполагает самоизоляцию граждан.

Ознакомиться с полной версией работы учёных можно на портале arxiv.org.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме
window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
PlayStation 5 взломали — эксплойт позволяет устанавливать пиратские игры, но пока не может их запускать 36 мин.
Стартап Wisk Aero, созданный Boeing, представил 4-местное беспилотное аэротакси 45 мин.
Распространение систем помощи водителю и автопилота со временем полностью исключит ДТП, считают в Denso 58 мин.
Раскрыты характеристики 7 материнских плат ASRock на чипсетах AMD B650 и B650E — старшая не хуже флагманов 2 ч.
Intel подтвердила, что флагманский Core i9-13900K поддерживает модули памяти DDR5-7600 4 ч.
Maserati представила свой первый электромобиль GranTurismo Folgore — купе с тремя двигателями общей мощностью больше 1200 л.с. 4 ч.
В октябре пройдёт серия конференций для IT-специалистов 4 ч.
Apple не вернёт Touch ID в старшие iPhone, хотя и тестировала новые сканеры отпечатков 5 ч.
В Индии выпустят ноутбуки JioBook с поддержкой 4G и ценой всего $184 6 ч.
Руководство Toyota Motor: полный переход на электромобили невозможен в назначенные политиками сроки 7 ч.