Leveraging deep-learning and unconventional data for real-time surveillance, forecasting, and early warning of respiratory pathogens outbreak
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Controlling re-emerging outbreaks such as COVID-19 is a critical concern to global health. Disease forecasting solutions are extremely beneficial to public health emergency management. This work aims to design and deploy a framework for real-time surveillance, prediction, forecasting, and early warning of respiratory disease. To this end, we selected southern African countries and Canadian provinces, along with COVID-19 and influenza as our case studies. METHODOLOGY: Six different datasets were collected for different provinces of Canada: number of influenza cases, number of COVID-19 cases, Google Trends, Reddit posts, satellite air quality data, and weather data. Moreover, five different data sources were collected for southern African countries whose COVID-19 number of cases were significantly correlated with each other: number of COVID-19 infections, Google Trends, Wiki Trends, Google News, and satellite air quality data. For each infectious disease, i.e. COVID-19 and Influenza for Canada and COVID-19 for southern African countries, data was processed, scaled, and fed into the deep learning model which included four layers, namely, a Convolutional Neural Network (CNN), a Graph Neural Network (GNN), a Gated Recurrent Unit (GRU), and a linear Neural Network (NN). Hyperparameters were optimized to provide an accurate 56-day-ahead prediction of the number of cases. RESULT: The accuracy of our models in real-time surveillance, prediction, forecasting, and early warning of respiratory diseases are evaluated against state-of-the-art models, through Root Mean Square Error (RMSE), coefficient of determination (R2-score), and correlation coefficient. Our model improves R2-score, RMSE, and correlation by up to 55.98 %, 39.71 %, and 44.47 % for 56 days-ahead COVID-19 prediction in Ontario, 34.87 %, 25.52 %, 50.91 % for 8 weeks-ahead influenza prediction in Quebec, and 51.04 %, 32.04 %, and 28.74 % for 56 days-ahead COVID-19 prediction in South Africa, respectively. CONCLUSION: This work presents a framework that automatically collects data from unconventional sources, and builds an early warning system for COVID-19 and influenza outbreaks. The result is extremely helpful to policy-makers and health officials for preparedness and rapid response against future outbreaks.
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.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».