الرياضيات وكورونا...كيف تحسب برامج المحاكاة عدد قتلى الوباء؟
الوقائع الإخبارية: في 25 شباط الماضي توقع خبراء من مركز "جونز هوبكنز" للأمن الصحي في الولايات المتحدة، أن يقتل فيروس كورونا 65 مليون نسمة بالعالم في 18 شهرا، وذلك استنادا إلى برنامج محاكاة حاسوبي تم تصميمه في أكتوبر الماضي. فكيف تعمل هذه البرامج التي تقدر أعداد القتلى في أوقات الأوبئة؟
يبني علماء الأوبئة والخبراء أولا نماذج لانتشار الوباء بناء على المعلومات المتوفرة بشأنه حتى الآن، ثم يعملون مع خبراء الكمبيوتر لتصميم برامج تختبر فرضياتهم المتعلقة بتفشي الفيروس على مستوى العالم، وذلك بحسب دراسة أعدها 3 باحثتين من جامعة كارلتون، ونشرها موقع "ذي كونفرزيشن" قبل أيام.
وتقول الدراسة التي أعدها غابرييل وينر، وكريستينا رويز مارتن، وهدى خليل: "يجب أن تكون هذه النماذج سهلة الفهم والتحديث بحيث يحتاج الخبراء إلى تعديل النماذج بسهولة، لتشمل العوامل التي قد تغير تطور تفشي المرض، على سبيل المثال، الظروف البيئية والاجتماعية".
ويؤكد هؤلاء الخبراء، وثلاثتهم مختصون في الهندسة والبرمجة، أن برامج المحاكاة يجب أن تتسم بالسرعة والكفاءة، بحيث تحتاج إلى إجراء عدد كبير من تجارب المحاكاة المختلفة للحصول على نتائج ذات مغزى.
وتضيف الدراسة أنه "يمكن لهذه النتائج أن تساعد صناع القرار على اتخاذ خيارات أفضل لمكافحة الأوبئة".
ويمكن للمرء أن يبدأ بتشغيل برامج المحاكاة استنادا إلى بيانات تاريخية من الأوبئة السابقة، لكن بمجرد الحصول على بيانات جديدة يجب تغذية النماذج بها، وتنفيذ عدد كبير من تجارب المحاكاة الجديدة لضمان كفاءتها.
والأوبئة ليست جديدة في حياة المجتمعات، فلدى البشر سجلات تاريخية حول آثار الأوبئة التي يرجع تاريخها إلى عام 3 آلاف قبل الميلاد.
فمثلا، بين عامي 1348 و1350 قتل أحد الأوبئة ربع السكان في أوروبا، وبعد قرن من الزمان قتلت الأمراض أعدادا كبيرة من السكان الأصليين فيما يعرف الآن باسم الأميركتين.
كما تسببت الإنفلونزا عام 1918 في حوالي 50 مليون وفاة في جميع أنحاء العالم، ثم عانى سكان الأرض بعدها تفشيا مميتا لأمراض مثل الجدري والسعال الديكي والإيبولا والسارس وإنفلونزا الطيور وغيرها.
كل هذه البيانات بشأن الأوبئة على مدار العصور الماضية، تسمح للعلماء بدراسة كيفية تصرف الفيروسات وطرق انتشارها، وبالتالي البناء عليها عند تصميم برامج لمحاكاة ما يجري الآن، مع الأخذ في الاعتبار بكل تأكيد النتائج المتوفرة حتى الآن بشأن الوباء الجديد "كوفيد 19".
ورغم أن الملاحظات الطبيعية والتجارب الاجتماعية السابقة تسمح بدراسة أمراض الماضي وأنماطها، فإن هذا لا يكفي لمنع الأزمات المستقبلية والتنبؤ بكفاءة بانتشار المرض، فهناك حاجة دائمة وعاجلة لأدوات ومنهجيات جديدة يمكنها بسهولة استيعاب العوامل المتغيرة، مثل الطقس والسلوك البشري.
وإذا تمكنا من تقديم تنبؤات واضحة بشأن السلوكيات الاجتماعية التي ستؤثر على انتشار مرض معين، فإن صناع السياسة سيكونون في وضع أفضل لتطوير خطط الاستجابة للوباء.
يبني علماء الأوبئة والخبراء أولا نماذج لانتشار الوباء بناء على المعلومات المتوفرة بشأنه حتى الآن، ثم يعملون مع خبراء الكمبيوتر لتصميم برامج تختبر فرضياتهم المتعلقة بتفشي الفيروس على مستوى العالم، وذلك بحسب دراسة أعدها 3 باحثتين من جامعة كارلتون، ونشرها موقع "ذي كونفرزيشن" قبل أيام.
وتقول الدراسة التي أعدها غابرييل وينر، وكريستينا رويز مارتن، وهدى خليل: "يجب أن تكون هذه النماذج سهلة الفهم والتحديث بحيث يحتاج الخبراء إلى تعديل النماذج بسهولة، لتشمل العوامل التي قد تغير تطور تفشي المرض، على سبيل المثال، الظروف البيئية والاجتماعية".
ويؤكد هؤلاء الخبراء، وثلاثتهم مختصون في الهندسة والبرمجة، أن برامج المحاكاة يجب أن تتسم بالسرعة والكفاءة، بحيث تحتاج إلى إجراء عدد كبير من تجارب المحاكاة المختلفة للحصول على نتائج ذات مغزى.
وتضيف الدراسة أنه "يمكن لهذه النتائج أن تساعد صناع القرار على اتخاذ خيارات أفضل لمكافحة الأوبئة".
ويمكن للمرء أن يبدأ بتشغيل برامج المحاكاة استنادا إلى بيانات تاريخية من الأوبئة السابقة، لكن بمجرد الحصول على بيانات جديدة يجب تغذية النماذج بها، وتنفيذ عدد كبير من تجارب المحاكاة الجديدة لضمان كفاءتها.
والأوبئة ليست جديدة في حياة المجتمعات، فلدى البشر سجلات تاريخية حول آثار الأوبئة التي يرجع تاريخها إلى عام 3 آلاف قبل الميلاد.
فمثلا، بين عامي 1348 و1350 قتل أحد الأوبئة ربع السكان في أوروبا، وبعد قرن من الزمان قتلت الأمراض أعدادا كبيرة من السكان الأصليين فيما يعرف الآن باسم الأميركتين.
كما تسببت الإنفلونزا عام 1918 في حوالي 50 مليون وفاة في جميع أنحاء العالم، ثم عانى سكان الأرض بعدها تفشيا مميتا لأمراض مثل الجدري والسعال الديكي والإيبولا والسارس وإنفلونزا الطيور وغيرها.
كل هذه البيانات بشأن الأوبئة على مدار العصور الماضية، تسمح للعلماء بدراسة كيفية تصرف الفيروسات وطرق انتشارها، وبالتالي البناء عليها عند تصميم برامج لمحاكاة ما يجري الآن، مع الأخذ في الاعتبار بكل تأكيد النتائج المتوفرة حتى الآن بشأن الوباء الجديد "كوفيد 19".
ورغم أن الملاحظات الطبيعية والتجارب الاجتماعية السابقة تسمح بدراسة أمراض الماضي وأنماطها، فإن هذا لا يكفي لمنع الأزمات المستقبلية والتنبؤ بكفاءة بانتشار المرض، فهناك حاجة دائمة وعاجلة لأدوات ومنهجيات جديدة يمكنها بسهولة استيعاب العوامل المتغيرة، مثل الطقس والسلوك البشري.
وإذا تمكنا من تقديم تنبؤات واضحة بشأن السلوكيات الاجتماعية التي ستؤثر على انتشار مرض معين، فإن صناع السياسة سيكونون في وضع أفضل لتطوير خطط الاستجابة للوباء.
تابعوا الوقائع على 
