AI技術助力疫情防控 人工智能技術走上前線
—— 記南方科技大學計算機科學與工程系研究員宋軒

◎ 文/曹 莉

2020 年，新冠疫情肆虐全球，對全球的經濟和生態都造成了不可估量的影響。科技，是人類同新冠病毒較量的有力武器，人類戰勝大災大疫離不開科學發展和技術創新。新冠疫情爆發初期，南方科技大學計算機科學與工程系研究員宋軒研發的“人流大數據和AI 驅動的新型冠狀病毒傳播建模預測和模擬推演平臺”驚艷亮相，以云網融合技術、數字化綜合實力提升科技戰疫能力，助力織牢織密疫情防控網，打贏疫情防控阻擊戰，成為科技抗疫的排頭兵。

科技戰疫,筑牢疫情防控智慧防線

常態化疫情防控正面臨諸多挑戰，面對反反復復的疫情，全球新冠疫情大流行使人們看到了醫療行業中存在的數據安全挑戰和低效率隱患，如何避免“一刀切”造成的資源無序調度及大規模損耗？能否在傳染病爆發之前，就對感染熱點進行推演，提前制定應急預案，儲備相應資源？另一方面，隨著工作負載從云端擴展到邊緣威脅模型也在不斷發生變化，保護敏感數據的安全比以往任何時候都更加重要。如何既要“少折騰”，又要“數據準”？利用大數據和信息技術預先評估防控政策效果迫在眉睫。

抗疫戰也是科技戰，在抗疫的前線和后方，防疫中的科技力量為智慧防控提供了強大的科技支撐。宋軒及其團隊結合自身研究特長，利用人工智能和大數據技術研發出針對新冠病毒傳播建模預測的推演平臺，為降低疫情傳播擴散速度、提高城市應對未來傳染病大流行的防控能力，提供了硬核“科技力量”。

事實上，這一研發過程從一開始就充滿了挑戰。由于人類個體移動和交互行為的復雜性，如何快速的利用人類移動大數據進行精準的細粒度傳染病建模和推演是一個公認的難題。現階段的多數研究只停留在簡單的相關性分析及基于全國地圖的數據可視化階段，基于人流移動的傳播模擬推演模型及潛在感染源和風險區域的挖掘模型還幾乎處于空白。此外，將各種防控政策及其他復雜因素(如公共情緒)納入建模和推演的考量也對現有的模型設計提出了新的要求。

宋軒認識到，必須盡快建立針對新型冠狀病毒傳播建模預測和模擬推演平臺，并據此制定不同的隔離和公共防疫政策，動態推演和模擬傳播感染情況，這樣才能最大化降低防疫管理壓力，保障人民生命安全。他針對常態化傳染病精準防控提出一套包含推演平臺和移動設備端應用程序（APP）在內的綜合解決方案，基于APP 采集的數據，通過整合、處理和分析多模態人流出行大數據，結合AI 算法，可以實現對流行病毒傳播和感染人群細粒度建模及迭代訓練，并輸出相關的預測和模擬推演的可視化結果，還可定量評估不同防控措施的實施成效，為精準施策提供支持。通過整合、處理和分析各類多模態人流移動和出行大數據，結合新一代的人工智能技術，完成對新型冠狀病毒的傳播和感染人群細粒度建模，從而實現在城市區域內細粒度預測、模擬和推演傳播感染情況。平臺一經發布，引起了強烈反響，獲得了學習強國平臺、人民周刊、中國科學報、中國網、中華網、中國科技網等國家級媒體的廣泛報道，多次為國內科研單位和機構輸出模擬推演結果。相關研究成果已申請國內國際專利40 余項。

在抗擊新冠疫情這場沒有硝煙的戰爭中，宋軒團隊使我們看到，通過AI 和大數據技術助力重大、季節性傳染病綜合防控工作，已不再是夢想。AI 黑科技，戰疫在行動。

再戰疫情,牢記使命勇于擔當

人類與災害、疾病的戰斗從未停止。無數經驗告訴我們：科學是戰勝病毒的決定性力量，也是抗疫戰斗取得勝利的最有力武器。

翻看宋軒的科研履歷，他擁有超過10 年的人流大數據分析和建模經驗，他的相關研究工作主要源于2011 年東日本大地震和福島核事故。那時的宋軒，便提出了數據驅動的人流移動模型，從而實現提前預測和模擬人流移動并為災民尋找高效安全的避難路線。為此，他和團隊開發了多個應急人流移動預測模型，并研發了一套系統，幫助日本政府分析災后災民避難遷徙情況，從而制定更為高效的災后重建政策。2014 年，西非暴發了埃博拉病毒，宋軒團隊再次運用在人流分析積累的研究成果，幫助國際電信聯盟分析了西非的人流移動和埃博拉病毒在西非的傳播感染情況，對埃博拉病毒的防控起到了巨大的作用。

2020 年，舉國上下打響抗“疫”阻擊戰，以多年重大疫情防控經驗為依托，宋軒帶領團隊臨危受命，為抗擊疫情貢獻著中國力量。他們迅速啟動了“針對新冠病毒傳播建模預測和模擬推演平臺”的研發，搭建針對新冠病毒傳播建模預測和模擬推演平臺。為進一步提升疫情傳播預測及追蹤水平，實現常態化精準防控，宋軒團隊聯合深圳市疾病預防控制中心和深圳市智慧城市科技發展集團有限公司，提出通過手機信號連接“握手”實時感知周邊環境及與他人接觸情況從而推斷感染風險，探索常態化傳染病精準防控綜合解決方案。一項項成果的背后是宋軒的不忘初心和對科研的堅持情懷。從宋軒的身上，我們看到了中國科研人的責任和擔當。

慧見未來,讓市民感受科技的力量

宋軒堅信，以大數據、人工智能技術為代表的計算機學科前沿的利用不僅為疫情常態化精準防控提供了極大助力，同時也為現代城市的發展帶來了一個更加廣闊美好的前景。全球戰疫深化了國際社會對人類命運共同體理念的認知，并加速了這一理想圖景的建構過程。

宋軒團隊針對推演平臺的研發、維護與使用，為新冠疫情“外防輸入、內防反彈”及常態化防控提供了精準可靠的模擬推演等技術服務，有助于打造常態化精準防疫樣板，助力城市治理更加科學化、精細化、智能化。借助大數據和人工智能技術，實現對城市尺度上的人類移動行為的感知、理解、建模、模擬和預測，為合理高效處置突發公共安全事件提供科學指導。他們提出的基于城市應急人流建模預測的應急管理模型方法，為應急事件下的城市人流疏散、交通調度、撤離路線規劃提供了全新理論支持。在他們的不懈努力下，多個人流預測、重大傳染病防治、城市應急管理的實際系統，已經成功應用。針對“推進國家治理體系和治理能力現代化”的重大科技需求，宋軒發起成立了“智慧城市聯合實驗室”，開啟了新的科研攻關。

多年來，宋軒在人工智能、大數據分析、城市計算、智慧城市等領域不懈探索，取得斐然成績，在國際高水平期刊會議上發表論文100 余篇，獲得2015 年國際計算機協會（ACM）UbiComp“最佳論文提名獎”。憑借在“城市智能化管理”方面的突出貢獻，他在2017 年入選了日本國家卓越研究員計劃——日本國家最高級別的人才戰略培育計劃，成為當年72位入選者中唯一的中國籍入選者，研究成果被聯合國“全球脈動”計劃和探索頻道重點報道，受到國內外同行的高度評價。

智慧城市面向未來，科技加速發展。人流預測、智能交通、城市應急管理系統在云計算、AI、5G 等技術的加持下，新型智慧城市的輪廓愈加清晰，宋軒用一項項成果為我們勾勒出數字化城市、信息化城市更加光明的未來，向往的生活正在照進現實。

面對仍然肆虐的疫情，在抗擊新冠疫情這場沒有硝煙的戰爭中，AI技術與天使白相互配合，守護著人們的生命安全、守護著國泰民安。

創新攻堅，夢想與星瀚不再遙遠。人工智能，科技與未來緊密相連。在追逐夢想的時代征途上，在競逐人工智能的嶄新賽道上，宋軒砥礪前行。