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Pesquisa desenvolve modelos matemáticos para controlar epidemias

O estudo pode orientar as ações da rede de saúde

 

Pesquisa desenvolve modelos matemáticos para controlar epidemias

Um estudo desenvolvido por pesquisadores do CEPID - CeMEAI investiga modelos matemáticos que podem ajudar nas ações de controle de doenças. Entenda: https://goo.gl/xdxXBo

Posted by CEPID - CeMEAI on Wednesday, January 17, 2018

 

Modelar a propagação de epidemias onde as pessoas interagem em diferentes meios é o principal objetivo de uma pesquisa desenvolvida com o apoio do CEPID-CeMEAI. O pesquisador Francisco Rodrigues, também professor do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC-USP), de São Carlos é o coordenador deste estudo que investiga modelos matemáticos visando, entre outras aplicações, auxiliar em ações de controles epidemiológicos.

O trabalho realizado em cooperação com Guilherme Ferraz de Arruda, também do ICMC-USP, Emanuele Cozzo e Yamir Moreno, da Universidade de Zaragoza, na Espanha, e Tiago P. Peixoto, da Universidade de Bath, no Reino Unido apresenta uma formulação contínua de propagação de epidemia em redes multicamadas.

“Mostramos numericamente a existência de localização da doença e o surgimento de dois ou mais picos de susceptibilidade, que são caracterizados analiticamente e numericamente através da proporção de participação inversa. Em desacordo com o que é observado em redes de camada única, mostramos que a localização da doença ocorre nas camadas e não nos nós de uma determinada camada”, explica Francisco.

A pesquisa relata ainda um fenômeno interessante: o efeito de barreira; para uma configuração de três camadas, quando a camada com o autovalor mais baixo está localizada no centro da linha, ele pode efetivamente agir como uma barreira à doença. Trata-se de uma abordagem matemática unificadora do contágio de doenças, abrindo novas possibilidades para o estudo dos processos de disseminação.

O estudo teve início há quatro anos e ganhou destaque em artigo publicado em 2 de fevereiro do ano passado na "Physical Review X". Neste momento, a pesquisa evolui para modelos mais precisos onde seja possível, por exemplo, propor políticas de vacinação que podem funcionar com muita eficácia na sociedade. “Com um conjunto de dados cada vez maior e eficiente será possível apontar com exatidão como agir e o tempo necessário para conter uma epidemia o mais rápido possível”, completou Francisco.

O foco atual do trabalho são pessoas e cidades, no entanto, o mesmo estudo pode ser aplicado a animais e rumores na internet. Saiba mais.

 

Sobre o CeMEAI

O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP.

O CeMEAI é estruturado para promover o uso de ciências matemáticas como um recurso industrial em quatro áreas básicas: Otimização Aplicada e Pesquisa Operacional, Mecânica de Fluidos Computacional, Modelagem de Risco, Inteligência Computacional e Engenharia de Software.

Além do ICMC-USP, CCET-UFSCar, IMECC-UNICAMP, IBILCE-UNESP, FCT-UNESP, IAE e IME-USP compõem o CeMEAI como instituições associadas.

 

Raquel Vieira - Comunicação CeMEAI

 

Mais informações

Assessoria de Comunicação do CeMEAI: (16) 3373-6609

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Propagação de rumores e epidemias é tema de pesquisa no CeMEAI

O trabalho estuda como esse tipo de informação se propaga em redes sociais

 

Um trabalho de pesquisadores do CEPID - CeMEAI analisa sistemas complexos para avaliar como rumores e epidemias se propagam em redes sociais e tecnológicas. Entenda como a pesquisa funciona: http://goo.gl/kuwDTm

Publicado por CEPID - CeMEAI em Terça, 1 de dezembro de 2015

Um trabalho de pesquisadores do CeMEAI analisa sistemas complexos para avaliar como é feita a propagação de um rumor ou a disseminação de uma epidemia em redes sociais e tecnológicas. O projeto, intitulado “Modelagem de processos dinâmicos em redes complexas”, é coordenado pelo professor Francisco Rodrigues, do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC/USP). Cinco alunos do ICMC estão envolvidos na pesquisa, que começou em 2013. Estatística, inteligência computacional, física e engenharia são algumas das áreas abordadas pelo grupo.

O objetivo do pessoal é propor modelos matemáticos para prever e controlar a propagação de informações ou doenças infecciosas, mas esse estudo pode ser aplicado a outros sistemas, como o das espécies em uma cadeia alimentar ou redes de aeroportos, que são formadas por voos que conectam pares de cidades. O que os pesquisadores fazem é analisar as construções das redes complexas, aquelas em que muitas partes (geralmente milhares) se conectam. No Twitter ou Facebook, por exemplo, cada usuário é um vértice na rede e a interação entre eles forma conexões. Essas conexões podem se dar em vários níveis (patrão e empregado, marido e esposa, pai e filho, colegas de trabalho, amigos de infância, médico e paciente etc.) “A intenção é descobrir como a estrutura da sociedade, que é um sistema complexo, influencia na propagação de uma informação”, ressalta Francisco.

Aos pesquisadores não interessa o conteúdo da informação que está sendo enviada, mas sim a maneira como essas pessoas ou lugares ou células se interligam. Num primeiro momento, eles extraem os dados da web, para então filtrar as informações. Depois, usam os modelos matemáticos para tentar prever os principais propagadores daquele conteúdo. Se for uma epidemia, a partir do mapeamento da propagação, é possível saber quem deve ser vacinado ou isolado para evitar que a doença atinja mais gente. Se for uma informação, onde devo propagá-la para que chegue mais rapidamente a um número maior de pessoas.

Não há prazo para o término do estudo, que já tem seus primeiros resultados. “Já é possível saber que a previsão de um rumor é mais difícil de ser feita do que a de uma epidemia, porque, na doença, a pessoa se recupera, morre ou pega a doença de novo. Já no rumor, tudo pode acontecer. O que muda é o interesse das pessoas quando aquilo já não for mais novidade. E isso pode levar anos como pode acabar em segundos”, complementa Francisco.

O próximo passo da pesquisa, depois do mapeamento dos sistemas complexos escolhidos, é o aperfeiçoamento dos modelos. “Estamos considerando que as relações entre as pessoas são sempre as mesmas. Por exemplo: que você vai ter sempre os mesmos amigos. Mas isso, na realidade, muda. Então temos que levar em contas mudanças, para termos maior eficácia ao estudar a propagação”, conclui o pesquisador.

 

Sobre o CeMEAI

O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP. O CeMEAI é especialmente adaptado e estruturado para promover o uso de ciências matemáticas (em particular matemática aplicada, estatística e ciência da computação) como um recurso industrial.

As atividades do Centro são realizadas dentro de um ambiente interdisciplinar, enfatizando-se a transferência de tecnologia e a educação e difusão do conhecimento para as aplicações industriais e governamentais. As atividades são desenvolvidas nas áreas de Otimização Aplicada e Pesquisa Operacional, Mecânica de Fluidos Computacional, Modelagem de Risco, Inteligência Computacional e Engenharia de Software. 

Além do ICMC, o CEPID-CeMEAI conta com outras seis instituições associadas: o Centro de Ciências Exatas e Tecnologia da Universidade Federal de São Carlos (CCET-UFSCar); o Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica da Universidade Estadual de Campinas (IMECC-UNICAMP); o Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista (IBILCE-UNESP); a Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Estadual Paulista (FCT-UNESP); o Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE); e o Instituto de Matemática e Estatística da Universidade de São Paulo (IME-USP).

Assessoria CEPID-CeMEAI

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Assessoria de Comunicação do CeMEAI: (16) 3373-6609 

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Cálculos matemáticos podem descobrir quem são as pessoas que mais espalham vírus na sociedade. Funciona como uma rede social da internet, onde os usuários mais populares têm mais influência quando compartilham algum assunto.

 

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