2020年2月，新冠疫情全面爆發(fā)，隨即中科院計算所西部高等技術研究院（后簡稱：西研院）向重慶兩江新區(qū)科創(chuàng)局申請開展新冠病毒傳播預測、溯源及防控相關項目。獲批后，西研院于3月20日正式開始著手研發(fā)相關產(chǎn)品。時隔一月，西研院在4月28日完成了系統(tǒng)的內測，公開發(fā)布了該軟件的公測版本，供給大眾測試和免費使用。
動脈網(wǎng)第一時間趕赴發(fā)布會現(xiàn)場，了解西研院最新研發(fā)成果的“第一真容”。
據(jù)悉，該項目以手機APP+云平臺的方式呈現(xiàn)，APP被命名為“健康出行管家”，目前已經(jīng)可以在小米應用商城搜索下載該APP使用。其它商店還在審核中，敬請期待。
西研院是由中國科學院計算技術研究所與重慶兩江新區(qū)管理委員會共同舉辦，致力于打造西部地區(qū)具有引領示范作用的、創(chuàng)新開放的高端產(chǎn)業(yè)技術研發(fā)平臺，旨在發(fā)展成為國際一流的創(chuàng)新研究院。目前，西研院主要以智能超算技術為基礎平臺，賦能生命信息工程科學和互聯(lián)網(wǎng)兩大產(chǎn)業(yè)，促進產(chǎn)業(yè)升級。
而這次由西研院研發(fā)的新冠相關項目全稱為“新型冠狀病毒預測與感染控制傳播溯源分析實用系統(tǒng)”，由西研院段勃副院長帶隊開發(fā)。西研院生命信息中心團隊擁有十多年的信息科學和生命科學交叉的工作經(jīng)驗，研究方向包括了算法、芯片和計算機體系結構等，并且團隊核心還曾作為骨干和負責人參加了國家863、973和重點研發(fā)專項。生命信息中心把數(shù)據(jù)智能賦能醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)作為重點發(fā)展方向，通過與藥物研發(fā)深度合作做大醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)。
在產(chǎn)品發(fā)布會上，段勃副院長首先講述了西研院創(chuàng)建該項目的初心：（斜字體部分以段勃副院長自述呈現(xiàn)）
新冠疫情防控期間，我們發(fā)現(xiàn)雖然出現(xiàn)了許多工具能夠及時讓公眾了解疫情出現(xiàn)及傳播的場所，但是受限于缺乏有效的實際接觸關系數(shù)據(jù)，人們很難知道自己究竟是否與感染者有過近距離接觸，同時對接觸人群的溯源也需要花費大量精力。我院卜東波教授在2013年度啟動的呼吸道傳染病發(fā)病及防控措施預測研究的“珍珠計劃”中就采用了手機藍牙作為獲取實際接觸關系數(shù)據(jù)的一個重要途徑并獲得較好的效果，完全可以為本次的新冠疫情防控做出一些貢獻。因此，為了更精準、智能地為新冠疫情防控服務，在“珍珠計劃”研究的基礎上，我們開發(fā)了“健康出行管家”，通過手機來感知并構建人際接觸網(wǎng)絡模型，預測傳播趨勢并評估防控效果，實現(xiàn)精準溯源。
我們在項目論證和實施過程中堅持四個要點：第一，部署要便捷；第二，結果要精準；第三，響應要迅速；第四，隱私要保護。
我們現(xiàn)在的“健康出行管家”已經(jīng)基本達到這四點要求，在我看來這件事情，在助力復工、復產(chǎn)、復學的過程中會發(fā)揮積極作用。
以藍牙獲取人際接觸信息，搭建云平臺預測疫情及溯源分析
動脈網(wǎng)專訪了該項目的項目經(jīng)理吳紹飛，并連線了該計劃的提出者卜東波教授，進一步解讀“新型冠狀病毒預測與感染控制傳播溯源分析實用系統(tǒng)”，以饗讀者。
在影響新型冠狀病毒傳播的諸多因素之中，人際近距離接觸模式是一個決定性因素。其原因在于新冠病毒的主要通過咳嗽產(chǎn)生的飛沫核或空氣為介導進行傳播以及接觸傳播，從而誘發(fā)近距離接觸者感染。而這其中，飛沫核傳播的有效距離約6米，而空氣傳播更遠的傳播范圍一般認定在10米至20米間。
而這個人際感知的距離，恰好契合了藍牙技術感知人際近距離接觸的范圍，兩者在傳播規(guī)律上也有相似之處。卜東波教授解釋道：“首先，從感知距離上，藍牙感知的有效作用半徑也是10米到20米；其次，藍牙信號容易被障礙物屏蔽或減弱，從而造成即使兩臺藍牙設備即使物理距離確實很近，但是由于障礙物的阻隔依然相互檢測不到。這一點與障礙物對飛沫核攜菌微粒的阻隔作用是相同的。”
藍牙成為該項目應用中的一個關鍵技術，并且在全民手機高普及率的前提下，項目的落地變得更加可行。“用戶開啟藍牙后，每5分鐘掃描并記錄周圍藍牙設備的MAC地址，定期自動把接觸數(shù)據(jù)上傳至服務器。有利于實時地反映出受試者的活動以及接觸情況，有助于獲取高精確度的接觸數(shù)據(jù)。”吳紹飛介紹道。
在獲得了真實的人際近距離接觸數(shù)據(jù)之后，西研院通過仿真策略來預測疫情發(fā)生時新冠病毒的傳播情況，以及定量評估各種感染控制措施的實施效果。具體而言就是采用SEIR模型來說明仿真過程，在SEIR傳染病模型中，每個個體在任何時刻都可能處于以下四個狀態(tài)之一：易感染（Susceptible，S）、潛伏期（Exposed，E）、可傳染（Infectious，I）和已恢復（Recovered，R）。
而關于獲取關鍵的感染人群單個人數(shù)據(jù)，西研院也開啟了兩種數(shù)據(jù)上傳渠道：其一是與疫情防控相關醫(yī)療機構合作，實時更新感染人群的個體數(shù)據(jù)；其二是支持感染用戶自行上傳感染報告。此外，平臺會對相關數(shù)據(jù)進行脫敏和加密處理，平臺的運營人員不會直接接觸到這些用戶行跡數(shù)據(jù)，而大眾也只能在平臺端看見周圍是否存在感染用戶，不會聚焦到某個特定個人身上。
“第一個安裝電話的人，其實對他來說電話沒什么價值，因為他不知道打給誰。但是當電話越裝越多的時候，每多裝一部電話，電話的價值都會得到指數(shù)提升。”段勃副院長在受訪中的這個比喻令人記憶猶新，“健康出行管家”APP需要更多的人使用，覆蓋更多人群，它的價值才能逐漸被體現(xiàn)出來。段勃副院長補充道：“我們在后續(xù)的產(chǎn)品推廣上，也開始考慮與一些復產(chǎn)復工的學校、企業(yè)合作，可以先從這些局部區(qū)域展開，培養(yǎng)人們的使用習慣，一旦出現(xiàn)感染者，通過我們精準的疫情溯源及人群接觸分析，避免全體學生/員工都被無差異隔離的后果。”
“沒有基礎數(shù)據(jù)，就沒辦法做理性的決策。”卜東波也強調道，“健康出行管家”APP的落地除了依靠西研院的推廣，也離不開政府支持。作為一個全公益項目，目前平臺的搭建只是一個階段性成功的節(jié)點，后續(xù)應用的全面落地將是西研院的下一個重中之重。
據(jù)悉，新加坡在今年3月份推出了類似的軟件，谷歌和蘋果公司也計劃在5月份推出類似功能的開發(fā)工具。而目前國內還沒有專門用于記錄人與人接觸信息的數(shù)據(jù)平臺，該平臺在未來的應用前景也將不局限于新冠疫情的防控與預測上，對未來人群接觸模式、人群流動規(guī)律的研究也是可嘗試的應用方向之一。
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