Pondělí 25. května 2020, svátek má Viola
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Pondělí 25. května 2020 Viola

Vědci simulují druhou vlnu. Zachrání chytrá karanténa dívku Gabrielu?

  10:25aktualizováno  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) | 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

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

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 nárůst
týdenní 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

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

Model SEIR – jednotlivé stavy

Průběh nemoci

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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.

Modrá linka ukazuje předpověď infekce s plošnými omezeními, zelená s částečnými...

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 Hroboň Advance 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:

Přechod na DVB-T2

Od 27. 11. probíhá postupný přechod na vysílací standard DVB-T2. Proces by měl být dokončen do poloviny roku 2020. Diváci si tak musí pořídit televizi s podporou kódování H.265 (HEVC) nebo starší televizi doplnit vhodným set-top boxem.

  • Nejčtenější

Statistik: V Česku epidemie nebyla a není. Proto nevíme, kdy „skončí“

Jak probíhalo šíření nákazy virem SARS-CoV-2, zatím zcela přesně zmapováno není. V každém případě však slovo epidemie...

Jihočeské testy mohou být plné falešných poplachů. Procenta nic neříkají

Čísla jsou jiná, ale výsledek může být stejný. Údajně pětiprocentní promoření obyvatelstva jižních Čech se neliší od...

Apokalyptické vlaky Moloděc nosily mezikontinentální balistické střely

Člověk rozumný vytvořil tolik jaderných zbraňových systémů, že nad tím kolikrát zůstává rozum stát. Stačí se podívat na...

Bez ruských místenek. Jak se Američané vrátí vlastními silami do kosmu

Už devět let létají astronauté NASA do vesmíru na ruských lodích. To se má tento měsíc změnit. První let po této...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Microsoft rozsekal Office na kousky a dal je na web jako „tekuté komponenty“

Microsoft ukázal nový koncept, jak budou fungovat jednotlivé části Office na webu s novou filozofií. Využívá k tomu...

Svoboda na dvou kolech Čechy láká. Porovnali jsme nejpopulárnější skútry

Premium Skútr, to znamená hlavně svobodu pohybu namísto stání v kolonách. V porovnání s automobilem nabízí levnější a...

Mám už celé krize dost, hyperbola strachu je šílená, říká šéfkuchař Pohlreich

Premium Když vidíte sedět Zdeňka Pohlreicha v úplně prázdné restauraci Next Door v centru Prahy, kde jste si dřív bez rezervace...

Bojíte se do MHD? Poradíme, jak vybrat auto za jeden plat

Premium Pandemie koronaviru zvýšila zájem o nejlevnější auta, která představují bezpečnou alternativu k jízdě v MHD. Porovnali...

  • Další z rubriky

Vědci simulují druhou vlnu. Zachrání chytrá karanténa dívku Gabrielu?

Bude chytrá karanténa, tedy kontaktování a trasování nákazy, stačit k odvrácení druhé vlny infekce koronaviru?...

Před šedesáti lety byl u Litomyšle objeven český „mořský drak“

Nejzajímavější fosilní pozůstatek mořských plazů mosasaurů na našem území byl náhodně objeven v obci Dolní Újezd poblíž...

Jihočeské testy mohou být plné falešných poplachů. Procenta nic neříkají

Čísla jsou jiná, ale výsledek může být stejný. Údajně pětiprocentní promoření obyvatelstva jižních Čech se neliší od...

STO OBJEVŮ: Čárový kód vymysleli na pláži. U nás jej dostala čokoláda

Seriál Píp, píp, píp. Monotónní zvuk na pokladně signalizuje přečtení čárového kódu. Právě tento způsob identifikace zboží...

Najdete na iDNES.cz