'TJEDAN DANA PRIJE ZNAMO KAKO ĆE SE ZARAZA ŠIRITI' Istraživački tim za umjetnu inteligenciju tvrdi da može predvidjeti buduća žarišta virusa

Naš istraživački tim za umjetnu inteligenciju iz Kalifornije može predvidjeti koliko ćemo novih slučajeva koronavirusa svakodnevno vidjeti i gdje će se buduće žarišta virusa nalaziti diljem SAD-a, kaže Igor Mezić, redoviti profesor na Sveučilištu Kalifornija u Santa Barbari i utemeljitelj kompanije AimDyn koja je razvila prediktivni model širenja Covida-19.

Taj model može “vidjeti” i tjedan dana unaprijed te tako pomoći u obuzdavanju pandemije. No, prof. Mezić i njegovi suradnici spremni su ga staviti na raspolaganje i našem Stožeru za civilnu zaštitu te stručnjacima koji vode odlučnu borbu kako bi kontrolirali širenje Covida-19.

- Mi smo već neko vrijeme radili na novom algoritmu za predviđanje rapidno evoluirajućih procesa. Procesi kao što je trenutna pandemija nastaju “niotkud” i onda se pojavljuju na različitim lokacijama, na nepredvidljiv način. Primjerice, teško da je itko mogao predvidjeti da će najveći razvoj bolesti nakon Kine biti u Italiji. Ali, nakon što je početna faza evolucije zaraze otkrivena, s malim brojem podataka - u našem slučaju broj oboljelih u prethodna tri dana je dovoljan - daljnji razvoj je predvidljiv.

Mi smo tu paradigmu predviđanja “u letu” otkrili ranije, i primijenili je na predviđanje epidemija gripe, geofizičkih procesa i fizioloških promjena, u znanstvenom članku koji je u recenziji. No, kad se pojavila vijest o razbuktavanju Covida-19, bilo nam je interesantno provjeriti kako će se novi algoritam ponašati.

Ujedno smo mislili da, ako pruži dobre rezultate, algoritam može biti od pomoći osobama odgovornim za donošenje odluka o karanteni, zatvaranju škola, pripremanju bolnica za prihvat i sl. Sve te odluke djelomično ovise o broju oboljelih, a algoritam daje direktne numeričke podatke o broju oboljelih lokalno, u određenoj regiji, u idućih tjedan dana - ispričao nam je Igor Mezić.

Precizan model

Na osnovi početnih podataka od tri dana, Mezićev tim može predvidjeti širenje Covida-19 dan-dva unaprijed. Raspolažu li sa sedam dana početnih podataka, znanstvenici mogu predvidjeti širenje virusa SARS-Cov-2 tjedan dana unaprijed.

- Periodično stavljamo video o evoluciji bolesti i predviđanjima na YouTube, tako da su informacije dostupne širokom krugu potencijalnih korisnika. Naš model se pokazao prilično preciznim. Na primjer, danas, 24. ožujka, broj slučajeva u SAD-u raste prema 70 tisuća. To je upravo broj predviđen na osnovi našeg algoritma, prema podacima koje smo imali prije dva dana.

No, možda još značajnije od egzaktnog broja oboljelih je predviđanje trendova, jer oni indiciraju kako se situacija mijenja ovisno o odlukama nadležnih o primjeni karantene i drugih metoda sprječavanja širenja bolesti. Model je oko 18. ožujka ukazao na ozbiljno širenje pandemije u Srednjoj Americi, iako su u tom momentu sve oči bile uperene prema Kaliforniji i New Yorku.

I to se pokazalo točnim. Inače, informacije dajemo i vladinim agencijama koje nas sponzoriraju. Radimo s konzorcijem kompanija koji sprema razvoj smartphone aplikacija za tzv. situacijsku svijest (situational awareness) - pojasnio je prof. Mezić.

Igor Mezić

Ističe kako je prediktivni model za Covid-19 rezultat suradnje tima iz AimDyna, čija je specijalnost primjena metoda umjetne inteligencije, te znanstvenika iz Hrvatske: profesorica Senke Mačešić i Nelide Črnjarić Žic sa Sveučilišta u Rijeci (UniRi) i prof. Zlatka Drmača s Prirodoslovno-matematičkog fakulteta (PMF) u Zagrebu. - Kolege sa Sveučilišta u Rijeci - prof. Saša Zelenika i suradnici - pokrenuli su proces kako bismo dobivali podatke o slučajevima u svim hrvatskim regijama, pa bismo onda mogli dati predviđanja razvoja za nadolazeće tjedne.

Vjerujem da bi naš model mogao biti od koristi Stožeru civilne zaštite RH. Siguran sam da kolege u Stožeru imaju najbolje ideje o tome kako bi mogli iskoristiti podatke koji unaprijed projiciraju regionalni razvoj bolesti. No, čini mi se da bi takvi podaci mogli pomoći pri planiranju kapaciteta pomoćnih bolnica. Kad bi se spojili s algoritmima koji predviđaju premašivanje kapaciteta bolnica, imali bismo “situacijsku svijest” o nadolazećim potrebama za transport pacijenata na lokaciju koja ima dovoljno kapaciteta - naglasio je prof. Mezić.

Naš sugovornik rođen je 1967. godine u Rijeci gdje je završio Gimnaziju Andrije Mohorovičića i studij strojarstva na Tehničkom fakultetu. Doktorirao je primijenjenu mehaniku na Kalifornijskom Institutu za tehnologiju (Caltech) 1994. godine, a zatim godinu dana bio na poslijedoktoratu na Sveučilištu Warwick u Velikoj Britaniji, gdje se usmjerio prema matematici. Od 1995. do 2000. godine radio je na Sveučilištu Kalifornija u Santa Barbari (UCSB), a zatim tri godine na Harvardu. Od 2003. godine ponovno radi na UCSB-u gdje je redoviti profesor.

Igor Mezić bavi se razvijanjem algoritamskih metoda analize u nelinearnim dinamičkim sustavima, koje su primjenjive na raznim područjima, od dinamike fluida, preko energetske učinkovitosti, do biotehnologije. Pojednostavljeno rečeno, radi se o razvijanju algoritama u podlozi umjetne inteligencije, a medijski najpoznatija primjena jedne od njegovih aplikacija bila je nakon havarije naftne platforme Deepwater Horizon u travnju 2010. godine u Meksičkom zaljevu.

Tada je Igor Mezić, u suradnji s Američkom mornaricom i Obalnom stražom, pomogao u lociranju naftnih mrlja, a znanstveni rad na tu temu, objavljen u časopisu Science, privukao je veliku pozornost svjetskih medija. Prof. Mezić dobitnik je niza priznanja te je član niza uglednih institucija, primjerice Američkog fizikalnog društva i Društva za industrijsku i primijenjenu matematiku. Ima čak pet američkih patenata, a na osnovi njegovih patenata i algoritama utemeljene su tri tehnološke kompanije: Ecorithm, iFluidics i AimDyn, koju je 2003. godine osnovao sa suprugom Jadrankom.

Poput svih stanovnika Kalifornije, Igor Mezić i njegova obitelj već nekoliko tjedana žive u skladu s posebnim mjerama koje je uvela ta savezna američka država, inače peto svjetsko gospodarstvo.

- Sveučilište Kalifornija u Santa Barbari prešlo je na online poučavanje još prije nekoliko tjedana. Nema pristupa uredima, tako da dane provodim kući. Sa svim obavezama otprije i radom na Covidu-19, radim 15-16 sati na dan. Supruga Jadranka i ja pokušavamo održati normalan raspored, s hodanjem i vježbanjem, no nije lako.

Najmlađa kći Marijana, koja studira na Sveučilištu Colorado u Boulderu, vratila se kući prije nekoliko tjedana te pohađa online nastavu. Ivana, naša srednja kći, također je na online nastavi Sveučilišta u Santa Barbari već tri tjedna. Najstarija kći Ana piše promotivne materijale za naš rad o Covidu-19 i druge projekte te radi iz svojeg stana. Čujemo se redovito s prijateljima i u Hrvatskoj i u Americi. U Santa Barbari se, primjerice, čujemo s Leonom Paraminski i Tinom Komljenovićem koji, također, ovdje žive i rade - ispričao nam je Mezić.

Smatra da su stroge mjere socijalnog distanciranja u Kaliforniji počele davati rezultate.

- Na primjer, u našem videu na YouTubeu, narančastim krugom su označene regije u Americi koje imaju brzi rast broja oboljelih, što znači rast više od 20 posto na dan. Plavim su označene regije sa sporijim rastom. Kalifornija je zadnjih nekoliko dana prešla s narančastog na plavo, što se podudara s drastičnim mjerama opreza koje je uvela. Nadajmo se da će se taj trend nastaviti - ustvrdio je Mezić.

Priznaje da redovito prati što se zbiva u Hrvatskoj. - Gledamo vijesti, dnevnike i ponosni smo na reakciju Hrvatske, i na Covid-19 i na potres u Zagrebu. Bilo je izvrsno vidjeti Hrvatsku vojsku na ulicama odmah nakon potresa, kako pomaže gradu u raščišćenju i građanima u oporavku. Osobe koje vode proces mi se čine izuzetno kompetentne i učinkovite. Posebno me se dojmila profesorica Alemka Markotić, čija profesionalnost i “no-nonsense” pristup ulijevaju sigurnost da se obrana od bolesti provodi na visokim znanstvenim i humanističkim principima - naglasio je Mezić.

Svake godine dolazi u domovinu, često i nekoliko puta.

Posjeti Hrvatskoj

- Prošle godine bio sam čak četiri puta. Uvijek dođemo u Rijeku, gdje nam žive roditelji. Ljeti provedemo nekoliko tjedana na Ižu, gdje imamo kuću i družimo se s prijateljima i rođacima: moj tata Ante je s Iža, a mama Nataša iz Rijeke. Naše cure uvijek uživaju u posjetama Hrvatskoj u koju dolaze od rođenja svake godine - ističe Igor Mezić. Našeg sugovornika za domovinu veže i njegov dobrovoljni angažman u Međunarodnom znanstvenom savjetu Sveučilišta u Rijeci (UniRi) na čijoj sam ga konferenciji i upoznala u ljeto 2018. godine.

- Sveučilište u Rijeci je mlado, ambiciozno sveučilište i meni je drago pomoći kolegama na svaki mogući način. Naravno, posebno mi je drago biti član Savjeta jer sam diplomirao na Tehničkom fakultetu u Rijeci. Rektorica prof. dr. sc. Snježana Prljić-Samaržija ima progresivan, snažan, efektivan pristup usmjeren prema akademskoj izvrsnosti. U svojoj karijeri radio sam i na institucijama slavne povijesti kao što su Caltech i Harvard, no i na mladim, ali izvrsnim sveučilištima kao što su Matematički institut Sveučilišta Warwick u Velikoj Britaniji, te Sveučilište Kalifornija u Santa Barbari (UCSB).

Na primjer, UCSB je od utemeljenja 1944. godine došao do 10 nobelovaca, a od tih devet u zadnjih 25 godina. Za ta mlada sveučilišta i za takva postignuća, ne govorim nužno o Nobelovim nagradama, nego o znanstvenoj izvrsnosti koja vodi ka objavljivanju radova u najprestižnijim časopisima i s najprestižnijim izdavačima, posebno je bitno imati rukovodstvo koje cijeni znanstvenu izvrsnost.

To je slučaj u Rijeci. Međunarodni znanstveni savjet UniRI je poseban i naše svako druženje dovodi do novih spoznaja. Uvijek je zadovoljstvo provesti vrijeme u razgovorima s ostalim članovima Savjeta kao što su, primjerice profesori Ivan Đikić i Dražen Prelec, ali i ostali kolege - kaže Igor Mezić.