Premium

Získejte všechny články mimořádně
jen za 49 Kč/3 měsíce

Vědci simulují druhou vlnu. Zachrání chytrá karanténa dívku Gabrielu?

  10:25
Bude chytrá karanténa, tedy kontaktování a trasování nákazy, stačit k odvrácení druhé vlny infekce koronaviru? Mezioborový tým vědců se to pokouší nasimulovat. Jejich město M má skoro šedesát tisíc obyvatel. Doufají, že výsledkem budou přesnější data.
Model města M (ilustrační koláž)

Model města M (ilustrační koláž) | foto: montáž: Pavel Kasík, Technet.cz

Věda má v zásobě řadu ověřených možností, jak rozšiřovat své znalosti. U pandemie nového koronaviru ale vědci narážejí na nedostatek dat. Vlastně dat je hodně, ale chybí spolehlivá data. Výzkumníci z iniciativy Model antiCOVID-19 pro ČR představili veřejnosti jeden z pokusů, jak současnou nejistotu překonat. Na základě dostupných dat vytvářejí modely, které simulují, jak se nákaza šíří českou populací.

„Proč modelujeme? Protože nemůžeme jinak,“ vysvětlil Josef Šlerka z Filozofické fakulty UK, jeden z přednášejících na vědeckém sympoziu 19. května. „Nemůžeme experimentovat. Nemůžeme uzavřít třeba Pardubice, nechat tam všechno otevřené a čekat, kolik lidí se nakazí.“ Pandemie je podle něj neobvyklá událost a naše pozorování aktuálních událostí bude dávat smysl až s odstupem. Řešením je podle něj – a podle jeho kolegů – vytvoření modelu.

Na známých datech lze model natrénovat, aby odpovídal současnosti. Existuje více modelů, na kterých budou výsledky odpovídat našemu světu. To ještě neznamená, že je to dobrý model. Ale když těch různých modelů uděláte opravdu hodně, řekněme tisíce, začnou se vynořovat nějaké zákonitosti, které stojí za pozornost. A pak na takových modelech vědci mohou opatrně zkoušet, co přinese budoucnost.

Češi se oklepávají z první vlny

Parametry nemoci covid-19 a vědecká nejistota

Jedním ze zdrojů dat je logicky současná literatura. Z té výzkumníci čerpali data o tom, jak se šíří nový koronavirus SARS-CoV-2. Přestože již byly publikovány desítky studií, stále nepanuje shoda ohledně toho, jaké má tato nákaza základní parametry. Podle Jana Trnky z 3. lékařské fakulty UK je proto nutné statisticky pracovat s touto nejistotou.

Ale virus není jediný faktor toho, jak se šíří nákaza. Rychlost šíření je výsledkem toho, jak se lidé chovají. Sociolog Daniel Prokop z agentury PAQ Research zkoumá na panelu 3 100 respondentů každé dva týdny, jak prožívají pandemii. Data sahají do začátku března, tedy těsně před první vlnu opatření. Deníkovou metodou si respondenti zaznamenávají, co dělají, jak pracují, s kým se scházejí a jak se cítí.

Vývoj sociálních a rizikových aktivit

Všechny typy aktivit byly pandemií nějak ovlivněny, ale některé pochopitelně více než jiné. Lidé třeba výrazně snížili jízdu MHD a návštěvy restaurací (ty byly ostatně většinou zavřené). Naopak nakupování v obchodech zůstalo během jara 2020 skoro stejné. Setkávání s rodinou a přáteli klesalo až do konce března, ale během dubna zase stoupalo a na začátku května bylo téměř na původní úrovni. „Neukvapoval bych se se závěry o tom, že o Velikonocích bylo uvolnění,“ všímá si třeba Prokop a poukazuje na to, že lidé se začali vídat s ostatními už v týdnech před velikonočními svátky.

Počet nových potvrzených nákaz v ČR denně (klouzavý průměr)
datumpočet nových případů
denní nárůsttýdenní klouzavý průměr
5.3.42
6.3.73
7.3.74
8.3.64
9.3.85
10.3.238
11.3.3112
12.3.2215
13.3.3419
14.3.6427
15.3.8438
16.3.4643
17.3.9053
18.3.8861
19.3.17283
20.3.210108
21.3.91112
22.3.170124
23.3.71127
24.3.158137
25.3.260162
26.3.408195
27.3.217196
28.3.384238
29.3.166238
30.3.173252
31.3.306273
1.4.281276
2.4.269257
3.4.332273
4.4.282258
5.4.115251
6.4.235260
7.4.195244
8.4.295246
9.4.257244
10.4.163220
11.4.170204
12.4.89201
13.4.68177
14.4.82161
15.4.162142
16.4.130123
17.4.116117
18.4.105107
19.4.133114
20.4.127122
21.4.127129
22.4.95119
23.4.52108
24.4.85103
25.4.79100
26.4.5288
27.4.4576
28.4.5566
29.4.7563
30.4.10371
1.5.5566
2.5.1858
3.5.2654
4.5.3853
5.5.7756
6.5.7856
7.5.5750
8.5.4649
9.5.1849
10.5.2849
11.5.5351
12.5.4546
13.5.4842
14.5.8246
15.5.5547
16.5.4951
17.5.2050
18.5.11159

Odhadovaný počet setkání podle typu práce

Za zajímavý výsledek považuje Prokop „úspěšnost“ home office v omezení rizikových kontaktů. Lidé, kteří měli možnost pracovat z domova, se nejen setkávali s méně lidmi, ale také měli méně dalších aktivit spojených s rizikem nákazy. „Chození do práce zvyšuje počet lidí, které pravidelně vídáte, až o osmnáct týdně,“ podotkl Prokop. Respondenti také odpovídali na to, do jaké míry se obávají koronaviru. Ti, kteří se báli nejméně, se do práce vraceli nejdříve.

Chytrá karanténa bude fungovat, pokud...

Ještě než vědci ukázali nový model M, připomněli své předchozí modely A a B. Model A je založen na klasické matematické simulaci šíření nákazy. Lidé se zde zjednodušeně řečeno přesouvají z kolonky „ohrožený“ do kolonky „nakažený“ a poté  – podle statisticky popsaných pravděpodobností – buď mezi bezpříznakové, nemocné, uzdravené, hospitalizované nebo zemřelé.

Model SEIR – jednotlivé stavy

Průběh nemoci

Model je vyladěný na známých informacích o průběhu onemocnění v ČR. Podle ekonomky Evy Hromádkové (ČNB, CERGE-EI) zatím model A dává až překvapivě přesné výsledky. To samozřejmě není zárukou toho, že budou i budoucí předpovědi sedět.

Krátkodobá předpověď modelu A

„Před měsícem jsme říkali skoro to samé: plošná opatření fungují, ale pokud je ničím nenahradíme, bude potřeba znovu utahovat,“ poznamenala Hromádková.

Ve střednědobém výhledu ukázali autoři modelu tři možné scénáře, v závislosti na tom, jak bude fungovat trasování a kontaktáž (tzv. chytrá karanténa), případně jaká opatření budou přijata.

Takto by situace vypadala, kdyby plošná opatření v Česku zůstala na dobu několika dalších měsíců:

Předpověď – pokračování plošných opatření

Už víme, že vláda chystá uvolňování, takže tento scénář nenastane. Samotné rozvolnění by podle modelu mělo za následek postupný nárůst exponenciální řadou (všiměte si změny měřítka vertikální osy). Na 250 případů denně bychom se tak dostali někdy koncem srpna. V říjnu už by bylo každý den přes tisíc nově nakažených. Samozřejmě, že tak daleko by to zřejmě nikdo nenechal zajít a znovu by se zavedla nějaká opatření s cílem šíření nákazy omezit.

Předpověď – bez opatření, současná úroveň trasování

Šlo by to ale i bez druhé vlny omezení? Hromádková se na základě modelu domnívá, že ano. Je ale potřeba zvýšit účinnost trasování a dohledávání kontaktů hygienickými stanicemi (s čímž má pomoci plánovaná „chytrá karanténa“). I nepatrná změna v parametru úspěšnosti trasování naprosto otočí průběh nákazy:

Předpověď – bez opatření, zvýšit úspěšnost trasování

Právě k tomu jsou dobré modely. Dávají představu, jak velká – nebo v tomto případě malá – změna může mít vliv na celkovou situaci. Ale model A má svá nesporná omezení. „Model nebere v úvahu chování lidí,“ upozornila Hormádková. O to se pokouší až model M, který výzkumníci z iniciativy antiCOVID-19 představili.

Město plné aktivních lidí s příběhem

Řekněme, že máte za úkol nasimulovat město. Jak byste na to šli? Snažili byste se postavit virtuální domy, do nich umístili virtuální lidí a programovali jim nějaké chování? Mezioborový tým na to šel trochu „vědečtěji“. Lidé nejsou roboti, je pro ně důležité setkávání, rodina, přátelé, volný čas, obstarávání nákupů atd. Namísto zbytečně „grafického“ simulátoru použili teorii sociálních sítí (Social Network Analysis, mapování stuktury sítí, neplést s webovými službami).

Analýza sociálních sítí v modelu M

Každý člověk je v tomto modelu uzlem, vysvětlil Tomáš Diviák z Filozofické fakulty UK. Ale stejně jako reální lidé nemají jen jeden typ vztahů, také imaginární lidé nebyli uzlem jen v rámci jednoho „grafu“. Namísto toho byl každý člověk součástí až několika desítek grafů. Tyto grafy reprezentovaly jeho zapojení do společnosti: do rodiny, do školy, do sítě přátel, kolegů, nakupujících atd.

Parametry, které ovlivňují rychlost šíření
Parametry, které ovlivňují rychlost šíření
Parametry, které ovlivňují rychlost šíření
Parametry, které ovlivňují rychlost šíření

Parametry, které ovlivňují rychlost šíření

V různých vrstvách se také nákaza může šířit různě rychle. Je to dáno třeba tím, že v různých prostředích jsou od sebe lidé různě daleko nebo různě dlouhou dobu. Tyto pravděpodobnosti výzkumníci odhadli na základě vyjádření oslovených expertů:

Kde je největší šance simulované nákazy

Nejnakažlivější tak podle nich je dlouhodobý kontakt na krátkou vzdálenost, třeba pobyt v jedné domácnosti. Naopak krátké setkání pod širým nebem představuje podle odhadu nejmenší riziko.

Kde je největší šance simulované nákazy

Celkem je ve virtuálním městě M kolem 56 tisíc lidí, ukázal Martin Šmíd z Ústavu teorie informace a automatizace AV ČR. Jejich rozložení odpovídá statistkám české demografie, jejich mezilidské kontakty se řídí tím, co věda o chování lidí ví. Další údaje bylo potřeba odhadnout a také dopočítat na základě toho, co se dělo během pandemie.

Model M
Město M – parametry

Parametry města M

Na tomto modelu lze pak simulovat (a vzápětí ověřovat oproti reálným datům) i komplexní opatření, třeba zavření škol, nošení roušek nebo různou funkčnost nebo nefunkčnost trasování (tzv. chytré karantény).

Gabriela-29691 z města M

Modelování jde až na úroveň jednotlivých lidí. Výzkumníci třeba ukázali devatenáctiletou „Gabrielu-29691". Na dotaz novinářů pak mohli upřesnit, s kým tato virtuální dívka žije (sdílí domácnost se dvěma ženami 50+ let) a s kým se často vídá (je součástí šestičlenné rodiny). Kromě toho má model možnost generovat i příběhy, takže můžeme sledovat, jak Gabriela v jednom ze scénářů šla na večírek, kde se nakazila covid-19. Dozvěděla se to o několik dní později díky tomu, že její kamarád, který se rovněž nakazil, ji nahlásil jako jeden ze svých kontaktů při tvorbě vzpomínkové mapy.

Gabriela-29691 jde na party

Takto podrobné příběhy jsou jen zajímavostí, ukazují podrobnosti, do kterých až model jde. Nás ale zajímá, k čemu model M dojde, když přijde na budoucnost. Výsledky jsou na obecné úrovni podobné těm z modelu A: karanténa, pokud bude dobře fungovat, má šanci snížit reprodukční číslo pod hodnotu 1 a tím zabránit nárůstu epidemie.

Průběh budoucího šíření nákazy virem SARS-CoV-2 v České republice podle modelu M. Červeně je vyznačen i podle autorů nereiálný scénář, že nebudou platit žádná omezení a lidé nijak neupraví svoje chování. Oranžově je reálnější možnost bez jakýchkoliv opatření, ale se započítanou změnou chování. Zelená je výsledek s částečnými omezeními, modrá pak vývoj se zachováním všech plošných opatření.

Model M generuje tisícovku scénářů s mírně odlišnými parametry. I malá odlišnost časem způsobuje velké odchylky, a tak grafy mohou pracovat s určitými nejistotami a pravděpodobnostmi (to je ta míra nejistoty znázorněná na grafu rozptylem kolem vykreslené křivky).

„První vlnu jsme zvládli skvěle, ale cena byla vysoká. Klíčové je nedopustit druhou vlnu.“

Pavel HroboňAdvance Healthcare Management Institute

Podle zdravotnického experta a ekonoma Pavla Hroboně, který dvouhodinové pásmo přednášek uzavřel, zvládlo Česko první vlnu epidemie dobře. Modely podle něj mohou pomoci rozhodovat se v budoucnu na základě konkrétních čísel: „Jde o lepší rozhodování v případě druhé vlny epidemie. V té první vlně jsme museli jednat rychle. Teď ale můžeme jednat mnohem lépe.“

„První vlnu jsme zvládli skvěle, ale cena byla vysoká. Klíčové je nedopustit druhou vlnu,“ zdůraznil Hroboň. „Ale pravděpodobnost druhé vlny podle expertních odhadů není zanedbatelná.“

„Potřebujeme pro to dvě základní věci. Nástroje – tedy chytrá karanténa – a informace.“ Právě na základě dat a informací by se podle něj měla vláda rozhodovat při hledání dalších opatření. „Modely mohou přinést významné zpřesnění těchto informací.“

Pokud druhá vlna přijde a budou potřeba nová opatření, měla by být podle Hroboně mnohem promyšlenější, mnohem selektivnější: „Pokud se jako společnost nedokážeme připravit na druhou vlnu, bylo by to úplně zbytečné a podle mého neodpustitelné.“

Autor:
  • Nejčtenější

Hackerský průlom. Z peněženky, k níž zapomněl heslo, získal miliony dolarů

v diskusi je 73 příspěvků

28. května 2024  18:02

V roce 2013 přišel Michael při poruše pevného disku o heslo k digitální peněžence, ve které měl...

Benzín dodá špagetám říz, pizzu vylepší lepidlo. Googlu se zbláznila AI

v diskusi je 78 příspěvků

29. května 2024

Snad žádná jiná technologie se nevyvíjela tak rychle jako v posledních měsících umělá inteligence....

{NADPIS}

{LABEL} {POPISEK}

Spotify končí s „věcí do auta“, posluchači mají zánovní zařízení vyhodit

v diskusi je 47 příspěvků

26. května 2024  13:28

Je to jak z příručky „jak naštvat zákazníky“. Spotify ukončuje podporu svého jediného fyzického...

Druhá světová válka měla i své dinosauří oběti

v diskusi jsou 4 příspěvky

25. května 2024

Psal se 24. duben roku 1944 a nacistická válečná mašinérie už nebyla schopna zabránit konečné...

{NADPIS}

{LABEL} {POPISEK}

KVÍZ: Znáte letadla československých pilotů?

v diskusi nejsou příspěvky

24. května 2024

Typů letadel, do kterých usedali českoslovenští letci, bylo nepřeberné množství. Zlomkové množství...

Nejlepší přítel zabijákem. Čína testovala robotického psa s útočnou puškou

v diskusi je 40 příspěvků

29. května 2024  11:23

Čína během společného vojenského cvičení Číny a Kambodži „Zlatý drak 2024“ testovala robotického...

Benzín dodá špagetám říz, pizzu vylepší lepidlo. Googlu se zbláznila AI

v diskusi je 78 příspěvků

29. května 2024

Snad žádná jiná technologie se nevyvíjela tak rychle jako v posledních měsících umělá inteligence....

POZOR VLAK: Nechali jsme se okouzlit krásou Žitavské úzkokolejky

v diskusi nejsou příspěvky

29. května 2024

S párou do hor! To je motto Zittauer Schmalspurbahn tedy Žitavské úzkokolejky, se kterou vás...

Hackerský průlom. Z peněženky, k níž zapomněl heslo, získal miliony dolarů

v diskusi je 73 příspěvků

28. května 2024  18:02

V roce 2013 přišel Michael při poruše pevného disku o heslo k digitální peněžence, ve které měl...

Akční letáky
Akční letáky

Prohlédněte si akční letáky všech obchodů hezky na jednom místě!

Herec Lukáš Vaculík se oženil, dívčí idol 80. let si vzal ředitelku z Primy

Lukáš Vaculík (61) se tajně oženil. Vzal si výrobní ředitelku a producentku FTV Prima Luciu Kršákovou (46). Herec a...

Žádná tajná bokovka. S manželkou jsme rozvedeni, překvapil Petr Nedvěd

Generální manažer české hokejové reprezentace Petr Nedvěd (52) byl po divoké oslavě zlaté medaile z mistrovství světa...

Milan Hein odhalil neshody mezi Simonou Postlerovou a její matkou

Smrt herečky Simony Postlerové (†59) byla ranou pro celou její rodinu. Na parte ale chybělo jméno hereččiny matky Jany...

Hoši, nádhera, děkují celebrity za hokejové zlato. Pokáč baví vítěze písničkou

Česká hokejová reprezentace získala po čtrnácti letech zlato na mistrovství světa. Obrovský úspěch nadchl nejen...

Zavřela jsem vagínu a už neotevřu. Když ženy žijí bez sexu a nechybí jim

Premium Stále častěji se můžeme dočíst, že lidstvo se nevěnuje své základní, přirozené potřebě – sexu. Nastupující generace...