20.07.2018
PL EN
13.06.2014 aktualizacja 13.06.2014

Rozwój epidemii jak rozwój plotki: uwiązani w sieć społeczną

Badacze z Wojskowej Akademii Technicznej opracowali system do modelowania i symulacji zjawisk zachodzących w sieciach społecznych. Pozwala on m.in. prognozować, jak w danej społeczności będzie się rozchodziła choroba zakaźna, rozkaz czy plotka.

System mógłby m.in. pomóc służbom w zapobieganiu epidemiom. Zespół z WAT, którego kierownikiem jest prof. Andrzej Najgebauer, dzięki systemowi CARE (CREATIVE APPLICATION TO REMEDY EPIDEMICS) wywalczył w maju złoty medal podczas targów wynalazczości w Paryżu.

Weźmy hipotetyczną sytuację kryzysową: w Polsce pojawiają się w różnych miejscach przypadki grypy A/H1N1. Pracownicy właściwych służb wprowadzą wtedy dane o zarażeniach do systemu CARE i dzięki komputerowej symulacji dowiedzą się, czy jest duże prawdopodobieństwo, że sytuacja ta przerodzi się w epidemię. Jeśli ryzyko będzie spore, system CARE umożliwi zlokalizowanie miejsc i osób kluczowych dla powstrzymania rozprzestrzeniania się choroby. System podpowie też, jakie środki zaradcze okażą się najskuteczniejsze w opanowaniu epidemii. Czasem najwłaściwsze mogą okazać się szczepienia ochronne prowadzone zgodnie z zaproponowaną przez system strategią, a innym razem konieczna może być izolacja wskazanej grupy mieszkańców.

"CARE uwzględniając strukturę sieci społecznych i specyfikę choroby zaraźliwej, jak również infrastrukturę transportową prognozuje dynamikę choroby w najbliższej przyszłości" - wyjaśnia w rozmowie z PAP mjr dr Rafał Kasprzyk z Instytutu Systemów Informatycznych Wydziału Cybernetyki Wojskowej Akademii Technicznej w Warszawie. Dodaje, że dzięki narzędziu można symulować przebieg dowolnej choroby. "Kilka takich modeli już mamy - z ekspertami z Centrum Reagowania Epidemiologicznego Sił Zbrojnych oraz amerykańskimi badaczami budowaliśmy już np. model dżumy płucnej, bo pałeczki dżumy mogą być wykorzystane jako broń biologiczna. Symulowaliśmy, jakie skutki bakteria ta mogłaby wywołać w populacji" - opowiada badacz z WAT. Dodaje, że w miarę potrzeb w każdej chwili można we współpracy z epidemiologiem opracowywać modele kolejnych chorób.

Badacz z WAT wyjaśnia, że dostępne na rynku narzędzia do prognozowania rozprzestrzeniania się epidemii jedynie w ograniczonym stopniu pozwalają na uwzględnienie skomplikowanych związków między ludźmi – realnych struktur sieci społecznych. Tymczasem koncepcja systemu CARE opiera się na interdyscyplinarnych badaniach dotyczących kontaktów w społeczeństwie, w szczególności z obszaru socjologii, fizyki i matematyki.

Opracowana w WAT koncepcja może służyć nie tylko do analizy rozprzestrzeniania się chorób w społeczeństwie, ale również do symulacji tego, w jaki sposób rozniesie się w danej populacji informacja, np. reklama, rozkaz czy plotka. "Bo w społeczeństwie informacja i choroba rozprzestrzeniają się - do pewnego stopnia - podobnie" - mówi naukowiec z WAT.

Dzięki systemowi CARE można np. badać, jaka struktura organizacyjna jest najbardziej efektywna i czy np. hierarchia to najlepszy sposób, by szybko wydawać rozkazy i otrzymywać informacje zwrotne. Narzędzie z WAT mogłoby też pomóc w przygotowaniu efektywnej akcji marketingowej. "Mając wiedzę o tym, jak sieci społeczne +wyglądają i funkcjonują+ można wpływać na rozprzestrzenianie się plotek czy nastroje społeczne. To może być potężne narzędzie" - uważa mjr Kasprzyk.

Narzędzie z WAT powala modelowa tzw. sieci typu "small-world". W takiej sieci każdą osobę (a jest nas na świecie ponad 7 mld) dzieli od dowolnej innej nie więcej niż sześć uściśnięć dłoni. Narzędzie z WAT umożliwia również modelowanie i badanie tzw. sieci typu "scale-free". "Nie jest tak, że każdy w populacji jest jednakowo atrakcyjny" - opowiada rozmówca PAP. Wyjaśnia, że jeśli ktoś ma dużo kontaktów i spotyka się z ludźmi, jest większa szansa, że pozna następne osoby. "Taka osoba staje się w sieci tzw. +hubem+, węzłem z dużą liczbą bezpośrednich połączeń z innymi. Powstawanie hubów ma istotny wpływ na rozprzestrzenianie się informacji, plotek czy też chorób zakaźnych" - przyznaje.

"Badania dowodzą, że sieci społeczne, które powstają spontanicznie, mają właśnie cechy sieci typu +small world+ i +scale-free+" - wyjaśnia Kasprzyk. Za to jeśli sieć tworzona jest odgórnie, wygląda zwykle inaczej. "W organizacjach historycznie starszych jak wojsko czy Kościół, mamy do czynienia z hierarchią. Tymczasem w nowoczesnych organizacjach pozwala się w większym stopniu na pewną samoorganizację. Ona zapewnia skuteczniejsze przenoszenie informacji" - wyjaśnia badacz. Opowiada, że większość organizacji przestępczych czy terrorystycznych ma właśnie cechy sieci powiązań typu "small-world" i "scale-free". Podaje przykład terrorystów, którzy przeprowadzili ataki na World Trade Center. "To była sieć o cechach +small-world+ i +scale-free+. "Dzięki temu terroryści byli mobilni i szybcy - hierarchia ich nie ograniczała i mogli ukryć swoje funkcjonowanie w społeczeństwie" - przyznaje dr Kasprzyk.

Modele sieci społecznych mogą też znaleźć zastosowanie w marketingu. Dzięki odpowiednio lokowanym środkom można kusić najbardziej wpływowe osoby w sieciach społecznych i zwiększać w ten sposób oddziaływanie kampanii. Rozmówca PAP wskazuje również, że nie zawsze najważniejsze są te węzły sieci, które mają najwięcej połączeń. "Są pewne węzły, które nie mają dużo bezpośrednich połączeń, ale znajdują się na granicy dwóch grup społecznych, a więc mają duże znaczenie w przekazywaniu lub blokowaniu informacji lub wirusa. Umiejętność wyszukiwania w dużych sieciach takich osób ma znaczenie - zarówno jeśli chodzi o powstrzymywanie epidemii, jak i o propagowanie informacji na co również pozwala system CARE" - kończy Kasprzyk.

PAP - Nauka w Polsce, Ludwika Tomala

lt/ agt/

Copyright © Fundacja PAP 2018