Penyelidik di Northeastern menggunakan Google Cloud Platform untuk meniru penyebaran Zika

Makmal Sistem Pemodelan Biologi dan Sosioteknik (MoBS) Universiti Northeastern memerlukan cara untuk menghasilkan model virus Zika dengan cepat. Penggunaan GCE dan Mesin Maya Boleh Ganti membolehkan MoBS menjalankan lebih 10 juta simulasi dan mengurangkan masa yang diperlukan untuk menganalisis data dengan ketara.

Pada tahun 2015, apabila virus bawaan nyamuk, Zika, merebak dengan cepat ke seluruh benua Amerika, larangan perjalanan dan kuarantin serta gesaan untuk membatalkan Sukan Olimpik 2016 di Brazil telah dikeluarkan. Ketika Pertubuhan Kesihatan Sedunia mengisytiharkan kecemasan kesihatan awam antarabangsa, kerajaan di negara yang terjejas memerlukan cara untuk meramalkan kadar dan lokasi jangkitan baharu dengan tepat. Oleh sebab hanya 20 peratus daripada kes Zika merupakan gejala, virus ini ialah virus yang sangat sukar untuk diramal.

Pada bulan Januari 2016, pasukan di makmal MoBS Universiti Northeastern, dengan sokongan Pusat untuk Inferens dan Dinamik Penyakit Berjangkit, memulakan Projek Pemodelan Zika untuk membantu pihak berkuasa awam dan penyelidik memahami evolusi serta penyebaran virus ini dengan lebih mendalam.

"Kami berharap dapat membantu penyelidik dan pegawai kesihatan awam dengan menggunakan data bersaiz besar serta kuasa pengkomputeran yang banyak."

Matteo Chinazzi, Saintis Penyelidikan Bersekutu, Universiti Northeastern

GCP: menyediakan alatan ramalan dan alatan analitis yang penting serta pelbagai lagi

Pasukan ini menggunakan pendekatan matematik dan pengiraan yang dikuasakan oleh Google Cloud Platform (GCP) untuk mengkaji senario berbeza yang membolehkan penyebaran Zika dan mengunjurkan kesan virus terhadap populasi yang terlibat. Model ini dibuat berdasarkan penyebaran awal Zika di Brazil, tempat virus itu bermula pada 2015. Kini penyelidik dapat meramalkan kesan jangkitan baharu di lokasi lain dengan memperkenalkan lapisan data tambahan, termasuk suhu, bilangan nyamuk, saiz populasi dan pola perjalanan orang ramai.

GCP membolehkan pasukan menjalankan beberapa simulasi selari dan untuk menganalisis data besar yang dihasilkan oleh model senario. “Kami menggunakan beberapa produk GCP,” kata Matteo Chinazzi, Saintis Penyelidikan Bersekutu di Universiti Northeastern. “Google Cloud Storage menyimpan semua data pemodelan kami serta mengehoskan tapak web. Google Compute Engine (GCE) dan Mesin Maya Boleh Ganti menjalankan simulasi penyebaran penyakit. Google BigQuery meneliti senario simulasi, setiap satu melibatkan pemboleh ubah, seperti tarikh dan bilangan jangkitan. Setakat ini kami telah meneliti jumlah data yang yang sangat besar—beratus-ratus terabit kesemunya. Google Cloud Storage menyimpan kesemua data ini.”

Memperoleh keputusan untuk bergerak dengan cepat mengikut skala

Dengan GCE dan Mesin Maya Boleh Ganti, MoBS telah menjalankan lebih 10 juta simulasi. GCE dan BigQuery telah mengurangkan masa yang diperlukan untuk melakukan simulasi dan menganalisis data dengan ketara. (Kedua-dua proses kini mengambil masa beberapa jam, bukannya beberapa minggu.) "Kami mempunyai keluwesan untuk meningkatkan sehingga beberapa ribu tika maya berasingan secara selari," kata beliau, "oleh itu kami dapat menghasilkan analisis lengkap untuk satu senario wabak—yang mungkin terdiri daripada sehingga 250,000 simulasi berasingaan—dalam tempoh tidak sampai sehari."

Di samping membolehkan para penyelidik memahami tentang penyebaran Zika, model ini boleh menjadi templat untuk menganalisis wabak lain, seperti denggi. Walaupun Zika tidak menjadi kecemasan antarabangsa lagi seperti yang diisytiharkan oleh Pertubuhan Kesihatan Sedunia, masih ada tugas yang perlu dilakukan untuk mencegah wabak penyakit bawaan nyamuk. Dengan menggunakan data yang besar dan kuasa pengkomputeran yang tidak terbatas, pasukan di MoBS berharap dapat membantu penyelidik dan pegawai kesihatan awam mencapai matlamat tersebut.

"Masa adalah penting ketika menghadapi wabak penyakit," kata Chinazzi, "dan GCP memberikan alatan yang kami perlukan untuk bergerak dengan cepat mengikut skala."

Untuk membaca lebih lanjut tentang penyelidikan dan analisis Zika yang dijalankan oleh Makmal MoBS, dapatkan "Penyebaran virus Zika di Benua Amerika" yang diterbitkan oleh Prosiding Akademi Sains Kebangsaan Amerika Syarikat.

"Kami mempunyai keluwesan untuk meningkatkan keupayaan sehingga beberapa ribu tika maya berasingan secara selari, oleh itu kami dapat menghasilkan analisis lengkap untuk satu senario wabak—yang mungkin terdiri daripada sehingga 250,000 simulasi berasingan—dalam tempoh tidak sampai sehari."

Matteo Chinazzi, Saintis Penyelidikan Bersekutu, Universiti Northeastern

Terima kasih kerana mendaftar!

Beritahu kami lagi tentang minat anda.