王霞

預(yù)防和控制，是我國抗擊新冠肺炎成功的重要舉措。科技在疫情防控之中尤為重要，在這次疫情防控之中，科學(xué)技術(shù)大顯身手。為了給有關(guān)部門制定不同的隔離和公共防疫政策（如封閉特定城市區(qū)域或道路）提供參考，南方科技大學(xué)教授宋軒領(lǐng)導(dǎo)項目組研發(fā)了“人流大數(shù)據(jù)和AI驅(qū)動的新型冠狀病毒（COVID-19）傳播建模預(yù)測和模擬推演平臺”。

只要將以城市為單位的人流大數(shù)據(jù)輸入平臺，就能實現(xiàn)新型冠狀病毒和人流移動的映射模型的建立，分析隱藏病患和風(fēng)險人群，挖掘潛在病源地，并提前預(yù)警。

這一科研項目，無疑讓我們擊敗新冠的力量如虎添翼。這并不是該項目第一次“大顯神威”，早在2011年，宋軒團隊的人流大數(shù)據(jù)分析和建模，就曾經(jīng)為人類社會抗擊病毒和自然災(zāi)害做出過巨大貢獻。

宋軒團隊研發(fā)的人流大數(shù)據(jù)和AI驅(qū)動的新型冠狀病毒（COVID-19）傳播建模預(yù)測和模擬推演平臺

用人工智能應(yīng)對天災(zāi)

人類是命運共同體，對抗地球上的病毒和天災(zāi)，是每一位科研工作者該做的，這份使命是跨越國家和種族的。宋軒的相關(guān)研究工作主要源于2011年東日本大地震和福島核事故。這次災(zāi)難是人類歷史上最大的復(fù)合型災(zāi)難之一，日本福島縣，宮城縣和巖手縣的大量災(zāi)民被海嘯卷走。

當時，宋軒想，如果使用他團隊的研究提前預(yù)測和模擬人流移動，為災(zāi)民提供高效安全的避難路線，也許就可以挽救他們的生命。因此，宋軒帶領(lǐng)團隊開發(fā)了多個應(yīng)急人流移動預(yù)測模型、并研發(fā)了一套系統(tǒng)幫助日本政府分析災(zāi)后災(zāi)民避難遷徙情況，從而制定更為高效的災(zāi)后重建政策。

2014年，西非爆發(fā)了埃博拉病毒，宋軒團隊的研究，幫助國際電信聯(lián)盟分析了西非的人流移動和埃博拉病毒的傳播感染情況，對伊波拉病毒的防控起到了巨大的作用。

“面對這次國內(nèi)最先爆發(fā)的疫情，我們更是責(zé)無旁貸，希望可以借助我們的專業(yè)特長，盡可能的發(fā)揮一些作用?！碧崞鹦鹿诓《驹趪鴥?nèi)爆發(fā)這一情況，宋軒如是說。

時代使命 對抗疫情

針對這次新冠疫情，宋軒認為：新型冠狀病毒的感染傳播與人流移動存在密不可分的關(guān)聯(lián)。然而，現(xiàn)階段的多數(shù)研究只停留在簡單的相關(guān)性分析以及基于全國地圖的數(shù)據(jù)可視化階段，欠缺在城市尺度上、針對人流移動的細粒度深度分析，更缺少基于人流移動的傳播模擬推演模型以及潛在感染源和風(fēng)險區(qū)域的挖掘模型。在疫情爆發(fā)的初期，隨著確診病例和疑似病例數(shù)目的急劇增長，相關(guān)密切接觸者數(shù)量的增加、使得防疫管理壓力不斷增大。

南方科技大學(xué)宋軒教授

針對以上難題，宋軒團隊的研究目前已經(jīng)并取得了以下成果：①新型冠狀病毒和人流移動的映射模型的建立，包括傳染概率確定/潛伏期分析/傳染代數(shù)分析等;②隱藏病患分析：

由于疾病傳播為鏈式，可以根據(jù)缺失軌跡鏈反推出尚未確診的實際病患;③風(fēng)險人群分析，根據(jù)病患軌跡尋找可能有接觸的風(fēng)險人群，提前預(yù)警;④潛在病原地挖掘，分析病人間的軌跡交叉點確認潛在的未知病原地。

在以上功能基礎(chǔ)上，平臺要實現(xiàn)在以城市為單位上，基于人流移動的新型冠狀病毒傳播感染情況的細粒度預(yù)測和模擬。并根據(jù)制定不同的隔離和公共防疫政策（如封閉特定城市區(qū)域或道路），動態(tài)推演和模擬傳播感染情況。

宋軒表示，目前平臺的核心功能已經(jīng)基本研發(fā)完畢，后續(xù)將同相關(guān)部門開展合作，將他們的數(shù)據(jù)接入平臺，進行進一步的測試，并完善改進平臺。

保護用戶隱私保護 多領(lǐng)域聯(lián)合攻堅克難

互聯(lián)網(wǎng)信時代，個人隱私是底線，不容侵犯。由于宋軒團隊的平臺需要使用人流移動大數(shù)據(jù)，因此在最大程度上保護個人用戶隱私這一前提下，如何完成模型訓(xùn)練并提升預(yù)測模擬和推演精度是一件非常困難的事情。

宋軒團隊需要在不跟蹤個人移動軌跡、僅使用聚合數(shù)據(jù)的情況下完成模型訓(xùn)練。因此，這對模型選擇和算法設(shè)計上提出了很高的要求。為此，宋軒團隊也開發(fā)了一些新的算法并使用了一些較為新穎的AI技術(shù)應(yīng)對這個挑戰(zhàn)。后續(xù)，他們還需要對這些算法和模型進行進一步的改進和完善。

任何困難都是暫時的。在面對疫情困難的時候，科技是解決疫情困境的一個重要舉措。待疫情過去，這些科技成果也會沉淀下來繼續(xù)轉(zhuǎn)化，促進更多的科技創(chuàng)新。

目前宋軒項目組的主要研發(fā)成員來自南科大計算機科學(xué)與工程系和南方科技大學(xué)-東京大學(xué)超智慧城市聯(lián)合研究中心，研發(fā)人員的研究背景也基本上都是計算機科學(xué)。未來可能聯(lián)合更多的院系，比如南科大醫(yī)學(xué)院和臨床醫(yī)院、未來網(wǎng)絡(luò)學(xué)院、商學(xué)院、數(shù)學(xué)系等相關(guān)院系，加強學(xué)科交叉，進一步完善這個平臺。

宋軒說：“這個平臺是一個大數(shù)據(jù)分析和AI建模平臺，它以分析和處理多模態(tài)城市人流大數(shù)據(jù)。而平臺模型的預(yù)測和模擬推演精度是由訓(xùn)練數(shù)據(jù)的質(zhì)量、精細度和覆蓋度決定的。因此，我們也希望更多的擁有數(shù)據(jù)的單位可以一同參與進來，共同完善這個平臺。

“在自然災(zāi)難和病毒面前，人類是渺小的，我們需要跨越國家，宗教和種族的界限，聯(lián)合起來戰(zhàn)勝它。作為科學(xué)工作者，希望也可以盡一份綿薄之力?！彼诬幈硎尽?/p>

目前，全球新冠疫情依然嚴峻，疫情防控戰(zhàn)事關(guān)人類前途命運。無論處于哪個抗疫階段，和宋軒一樣的中國科技人都將持之以恒，齊心協(xié)力、守望相助、攜手應(yīng)對，運用科技利器，為阻斷病毒肆意蔓延貢獻力量。

設(shè)定不同的公共防疫政策（如對城市特定區(qū)域?qū)嵭谐鲂泄苤疲?，動態(tài)模擬和推演傳播感染情況

未知風(fēng)險區(qū)域動態(tài)挖掘和風(fēng)險軌跡示警