La pandemia COVID-19 non ha precedenti nella storia del mondo moderno per la sua diffusione. Cosa possono fare nuove tecnologie, come scienza dei dati e Intelligenza Artificiale, per aiutare a combatterla?
A cura di Roberto Celin, IoT & Analytics Sales Expert di Orange Business Services
La pandemia globale di COVID-19 sta creando grandi volumi di dati, che i data scientist analizzano per tracciare la malattia, orientare la risposta e trovare percorsi di cura. All’occhio umano, i dati delle pandemie possono essere difficili da comprendere perché tra lo scoppio di un focolaio e l’impatto sulla comunità intercorre un tempo piuttosto lungo, in particolare su larga scala. La scienza dei dati può essere preziosa per processare questi numeri.
Esistono già molti progetti che applicano intelligenza artificiale (IA) e analisi dei big data per combattere la pandemia. Possono svolgere un ruolo lungo l’intero ciclo di vita dell’epidemia: da previsione, rilevazione e risposta, fino alla ripresa.
Rilevazione
Alla fine di dicembre 2019, la start-up BlueDot di Toronto ha individuato un insolito cluster di casi di polmonite intorno a un mercato di Wuhan, in Cina: più di una settimana prima che il CDC negli Stati Uniti e l’Organizzazione mondiale della sanità mettessero in guardia su un focolaio di una nuova malattia simil-influenzale nella stessa località.
BlueDot, specializzata nella sorveglianza delle malattie infettive, utilizza un algoritmo IA per analizzare big data da centinaia di migliaia di fonti: giornali e notizie, biglietti aerei, avvisi governativi, dati sanitari e reti di malattie per rilevare la comparsa di nuove patologie infettive. Utilizza la tecnologia per osservare direttamente i dati, senza dover interagire con le autorità locali che potrebbero essere più lente o riluttanti a condividere i dati.
Diffusione
Oltre a individuare un focolaio, l’IA può anche aiutare a prevedere la sua evoluzione: BlueDot è stata in grado di prevedere precocemente la diffusione della malattia da Wuhan ad altre città dell’Asia sulla base dei dati delle biglietterie delle compagnie aeree. Era già stato fatto in passato: durante l’epidemia di Ebola del 2014 i ricercatori negli Stati Uniti crearono un modello di censimento dei viaggi che previde esattamente dove sarebbe stato scoperto un caso in Texas.
I dati dei telefoni cellulari possono svolgere un ruolo chiave nel tracciare il movimento delle persone e identificare dove è probabile che la malattia si diffonda. Ad esempio, le statistiche sulla posizione possono contribuire ad analizzare la diffusione della malattia, così da consentire di allocare le risorse in base alla distribuzione della popolazione.
Le previsioni sulla diffusione della malattia basate su Intelligenza Artificiale possono orientare le decisioni delle autorità sanitarie circa risorse e azioni necessarie in determinate località. L’analisi dei big data può incrociare i dati di una malattia con la popolazione ad alto rischio in un’area specifica, considerando anche l’incidenza di fattori come il diabete o l’obesità. Ciò consente di identificare, dove possono servire più letti di terapia intensiva.
Gestire la pandemia
Il distanziamento sociale è in tutto il mondo l’arma principale per ridurre al minimo la trasmissione della malattia, ma una delle difficoltà che incontriamo con COVID-19 è non sapere quando e come il periodo di confinamento possa essere interrotto: allentare la quarantena troppo presto potrebbe innescare una seconda ondata, ancora più incontrollabile della prima.
Didier Gaultier, direttore della divisione Data Science & AI di Business & Decision, parte del Gruppo Orange, afferma che attualmente ci mancano i dati su larga scala necessari ai data science e IA per fornire risultati accurati. I ricercatori sospettano che il gruppo sanguigno abbia un ruolo nei fattori di rischio per lo sviluppo di forme gravi di COVID-19, ma mancano ancora studi e dati, e questo probabilmente non è l’unico fattore in gioco.
L’OMS considera i test fondamentali nella lotta contro la diffusione della malattia, e sono già in corso ricerche che utilizzano l’Intelligenza Artificiale per identificare i pazienti COVID-19 per altre vie, come ad esempio tramite i risultati delle TAC. L’apprendimento automatico viene utilizzato da tempo per identificare ogni genere di malattia, dal cancro alle patologie oftalmiche: questa strategia ha del potenziale, ma è improbabile che le TAC possano essere utili per diagnosticare precocemente la malattia.
La scienza dei dati può svolgere un ruolo centrale nell’analizzare test su larga scala, collegando i risultati con le caratteristiche sanitarie anonime dei pazienti ricoverati: questo ci permetterà di comprendere i principali fattori di rischio e di proteggere meglio le persone più esposte. Ci troviamo di fronte a una nuova malattia, di cui non abbiamo ancora una comprensione chiara. Più dati abbiamo, più accurate saranno le nostre previsioni – e migliore la gestione della pandemia. Ciò ci consentirà anche di avere un parere più veritiero, poiché basato su maggiori informazioni, su quando e come dovremmo allentare il distanziamento sociale.
L’Intelligenza Artificiale può essere utile anche per accelerare lo sviluppo di farmaci per il trattamento di COVID-19. Il sistema Deep Mind AI di Google viene utilizzato per identificare caratteristiche del virus che possono aiutare a comprendere come funziona: un’informazione utile anche per capire quali trattamenti intraprendere. In questo elenco figura anche la società inglese BenevolentAI, che utilizza l’IA per identificare terapie per altre malattie che potrebbero essere efficaci nel trattamento di COVID-19.
Ripresa
Una volta che avremo contenuto l’epidemia, le autorità sanitarie potranno utilizzare Intelligenza Artificiale e scienza dei dati per comprendere come affrontare le epidemie in futuro: i dati raccolti in questa pandemia consentiranno di sperimentare diversi scenari e risultati e prendere decisioni accurate.
L’Intelligenza Artificiale può anche aiutare a identificare da dove verrà il prossimo focolaio e quale forma prenderà. Anche se gli scienziati si aspettavano che una nuova pandemia globale fosse una forma di influenza, il fatto che COVID-19 provenga da un coronavirus non è una sorpresa: in realtà, è strettamente correlato a SARS e MERS.
Quello che influenza, coronavirus e altre malattie infettive come Zika ed Ebola hanno in comune è che tutte hanno fatto il salto dall’animale all’uomo: per la precisione, il CDC negli Stati Uniti ritiene che tre quarti delle nuove malattie che colpiscono l’uomo abbia origine animale. Molti credono anche che lo sfruttamento da parte dell’uomo di territori finora incontaminati aumenterà i rischi.
Ottenere rapidamente informazioni su un’epidemia è vitale per migliorare la risposta. Per questa ragione, la sorveglianza globale è una parte cruciale nella battaglia contro le future pandemie, e l’IA è destinata a ricoprire un ruolo sempre più importante, aiutando i ricercatori ad analizzare dati globali su virus noti, attività umana, modellizzazione delle malattie, visualizzazione e mappatura per prevedere dove arriverà la prossima pandemia e che impatto avrà.
Le malattie infettive sono sempre coesistite con l’umanità e, sebbene il nostro stile di vita contemporaneo sia stato fondamentale in questa circostanza, siamo molto meglio equipaggiati rispetto al passato per affrontarle. Comprendere questa pandemia è vitale per combatterla e, naturalmente, abbiamo ancora molto da scoprire su COVID-19. Più dati raccogliamo, più la scienza dei dati e l’intelligenza artificiale saranno in grado di aiutarci.
