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Enregistrement W4399483161 · doi:10.1007/s41060-024-00558-1

Deep learning-based approach for COVID-19 spread prediction

2024· article· en· W4399483161 sur OpenAlex
Silvino Pedro Cumbane, Győző Gidófalvi

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

aboutLe titre ou le résumé porte un signal canadien du lexique géographique.
no affAucune affiliation canadienne : ce travail est invisible pour une base fondée sur la seule affiliation.
Aucune affiliation canadienne. Une base fondée sur la seule affiliation (le devis habituel) n'aurait jamais vu ce travail. C'est l'un des travaux qui justifient l'inversion de la base.

Notice bibliographique

RevueInternational Journal of Data Science and Analytics · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineMathematics
ThématiqueCOVID-19 epidemiological studies
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesKungliga Tekniska HögskolanLunds UniversitetStyrelsen för Internationellt Utvecklingssamarbete
Mots-clésAutoregressive integrated moving averageComputer scienceDeep learningAutoencoderCoronavirus disease 2019 (COVID-19)EconometricsArtificial intelligenceKey (lock)Machine learningInfectious disease (medical specialty)Time seriesDiseaseMathematicsComputer securityMedicine

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Spread prediction models are vital tools to help health authorities and governments fight against infectious diseases such as COVID-19. The availability of historical daily COVID-19 cases, in conjunction with other datasets such as temperature and humidity (which are believed to play a key role in the spread of the disease), has opened a window for researchers to investigate the potential of different techniques to model and thereby expand our understanding of the factors (e.g., interaction or exposure resulting from mobility) that govern the underlying dynamics of the spread. Traditionally, infectious diseases are modeled using compartmental models such as the SIR model. However, this model shortcoming is that it does not account for mobility, and the resulting mixing or interactions, which we conjecture are a key factor in the dynamics of the spread. Statistical analysis and deep learning-based approaches such as autoregressive integrated moving average (ARIMA), gated recurrent units, variational autoencoder, long short-term memory (LSTM), convolution LSTM, stacked LSTM, and bidirectional LSTM have been tested with COVID-19 historical data to predict the disease spread mainly in medium- and high-income countries with good COVID-19 testing capabilities. However, few studies have focused on low-income countries with low access to COVID-19 testing and, hence, highly biased historical datasets. In addition to this, the arguable best model (BiLSTM) has not been tested with an arguably good set of features (people mobility data, temperature, and relative humidity). Therefore, in this study, the multi-layer BiLSTM model is tested with mobility trend data from Google, temperature, and relative humidity to predict daily COVID-19 cases in low-income countries. The performance of the proposed multi-layer BiLSTM is evaluated by comparing its RMSE with the one from multi-layer LSTM (with the same settings as BiLSTM) in four developing countries namely Mozambique, Rwanda, Nepal, and Myanmar. The proposed multi-layer BiLSTM outperformed the multi-layer LSTM in all four countries. The proposed multi-layer BiLSTM was also evaluated by comparing its root mean-squared error (RMSE) with multi-layer LSTM models, ARIMA- and stacked LSTM-based models in eight countries, namely Italy, Turkey, Australia, Brazil, Canada, Egypt, Japan, and the UK. Finally, the proposed multi-layer BiLSTM model was evaluated at the city level by comparing its average relative error with the other four models, namely the LSTM-based model considering multi-layer architecture, Google Cloud Forecasting, the LSTM-based model with mobility data only, and the LSTM-based model with mobility, temperature, and relative humidity data for 7 periods (of 28 days each) in six highly populated regions in Japan, namely Tokyo, Aichi, Osaka, Hyogo, Kyoto, and Fukuoka. The proposed multi-layer BiLSTM model outperformed the multi-layer LSTM model and other previous models by up to 1.6 and 0.6 times in terms of RMSE and ARE, respectively. Therefore, the proposed model enables more accurate forecasting of COVID-19 cases and can support governments and health authorities in their decisions, mainly in developing countries with limited resources.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,005
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,024
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMétarecherche
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,925
Score d'incertitude au seuil0,985

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0050,024
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,001
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,363
Tête enseignante GPT0,492
Écart entre enseignants0,130 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle