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 🔥
Стереть нельзя уничтожить: Verity ES предлагает решение для надёжной очистки б/у накопителей 4 ч.
Система сетевой безопасности «Гарда монитор» получила сертификат ФСТЭК России 5 ч.
Утечка: в декабре подписчикам PS Plus достанется известнейшая трилогия ролевых игр BioWare и не только 8 ч.
«Объясните свою некомпетентность»: игроки ругают Blizzard за проблемы на запуске World of Warcraft: Dragonflight — компания уже ответила 9 ч.
Служба AWS Time Sync стала доступна в виде публичного NTP-сервиса 10 ч.
Samsung готовит приложение с инструкциями для самостоятельного ремонта электроники 12 ч.
Против Google подали коллективный иск 21 млн пользователей за слишком большие комиссии в Play Маркете 12 ч.
Star Wars Battlefront II получит полноценный VR-мод — работа над ним уже идёт полным ходом 12 ч.
«Сбер» открыл доступ к платформе синтеза и распознавания речи SaluteSpeech 12 ч.
VK запустила игровую стрим-платформу VK Play Live с выплатами для стримеров 12 ч.
ZTE представила Axon 40 Ultra Space Edition — флагман с 18 Гбайт ОЗУ и 1 Тбайт флеш-памяти за $1075 3 ч.
В России стартовали продажи смартфонов Infinix HOT 20, HOT 20i и HOT 20S 3 ч.
Новая статья: Обзор телевизора Hisense U7HQ55: акцент на качестве картинки 4 ч.
Tencent поможет китайскому производителю электромобилей NIO создавать технологии автономного вождения 6 ч.
На фото показались первые ноутбуки на Intel Raptor Lake и AMD Ryzen 7000, с графикой GeForce RTX 4000 и Radeon RX 7000S 6 ч.
МТС развернула облачный сервис GSLB для глобального распределения интернет-трафика 7 ч.
К 2025 году каждый второй автомобиль будет оснащён частичным автопилотом 7 ч.
ASUS представила плату Pro WS W680-ACE IPMI — она получила IPMI-карту с ASPEED AST2600 9 ч.
Xiaomi раскрыла, насколько Snapdragon 8 Gen 2 быстрее предшественника — он может догнать и обогнать Apple A16 Bionic 9 ч.
Российские космонавты на МКС впервые напечатали что-то на 3D-принтере 9 ч.