Dr Dominik Strzałka: modele rozwoju pandemii COVID-19 inżynierskim okiem

Od ponad 2 tygodni, kiedy pandemia koronawirusa zaczęła szerzyć się w Polsce  dr Dominik Strzałka, profesor Politechniki Rzeszowskiej pochodzący z poddębickiej  Paszczyny analizuje i publikuje na swoim profilu FB wykresy, które szacują, jak będzie przyrastać liczba zachorowań podczas epidemii koronawirusa.

Absolwent Zespołu Szkół Zawodowych nr 2 im. E. Kwiatkowskiego w Dębicy i Politechniki Rzeszowskiej,   kierownik Zakładu Systemów Złożonych Wydziału Elektrotechniki i Informatyki Politechniki Rzeszowskiej udzielił nam wywiadu na temat przeprowadzanych przez siebie analiz dotyczących rozprzestrzeniania się koronawirusa.

Proszę opowiedzieć nam trochę o sobie: skąd Pan pochodzi, jakie ma Pan wykształcenie, gdzie obecnie pracuje i czym się na co dzień zajmuje ?

Wychowałem się w Paszczynie, choć w tej chwili mieszkam w Lubzinie. Uczyłem się w Dębicy w ZSZ nr 2 im. E. Kwiatkowskiego, zaś studiowałem na Politechnice Rzeszowskiej, im. Ignacego Łukasiewicza, gdzie skończyłem studia na kierunku informatyka oraz zarządzanie w przemyśle, jako drugi fakultet. Pracę doktorską obroniłem w 2009 r. na Politechnice Śląskiej w Gliwicach. Aktualnie jestem zatrudniony na stanowisku profesora uczelni w Politechnice Rzeszowskiej. Jestem także kierownikiem Zakładu Systemów Złożonych, który znajduje się w strukturze Wydziału Elektrotechniki i Informatyki PRz. Zajmuję się teorią i modelowaniem systemów złożonych oraz zastosowaniami tzw. termodynamiki nie-ekstensywnej w modelowaniu różnego rodzaju procesów i zjawisk

Proszę przedstawić w jak najbardziej przystępnej dla Czytelników formie czym Pan się zajmuje w odniesieniu do koronawirusa ?

Od ponad dwóch tygodni staram się codziennie na moim profilu FB przedstawiać dane symulacyjne dotyczące epidemii COVID-19 w Polsce i na świecie. Nie jest to oczywiście bardzo naukowy kanał informacyjny, ale też moim przesłaniem jest podanie pewnych informacji w możliwie jak najbardziej przystępny sposób. Każdego dnia gromadzę, poddaję symulacjom i prognozom dane liczbowe pokazując w ten sposób jak mogła, jak rozwija się i jak może rozwijać się ta epidemia. Symulacje są oparte o bardzo proste modele matematyczne, choć nie są to modele liniowe. Staram się umieszczać dużą liczbę wykresów, na których pokazuję przypadki pesymistyczne i optymistyczny oraz próbuję policzyć, ile może być chorych w dniu następnym. W zasadzie jest to ekstrapolacja danych, a modele mają charakter heurystyczny. Ich prostota bazuje na prostej zasadzie: Keep It Simple Stupid (KISS). Prawdopodobnie w odniesieniu do tej epidemii, na razie nie da się zbudować modeli bardziej złożonych (choć one oczywiście istnieją, bo świat ma za sobą już nie jedną taką pandemię), bo nie ma zbyt wielu danych; z drugiej strony wydaje się, że nie ma potrzeby budowy bardzo skomplikowanych modeli, jeżeli te, które mam, dość dobrze oddają stan aktualny, a te bardziej wyrafinowane dawałyby nam np. dokładność lepszą o części procenta. Moja działalność ma także charakter popularyzatorski; chciałbym w prosty sposób przekazać ludziom, jak wygląda stan aktualny, bowiem w mediach brakuje choćby rzetelnych prognoz, jak może być, albo informacji, jak już mogło być, gdyby nie pewne ograniczenia oraz podjęte działania zapobiegawcze. Każdy może zadawać sobie pytanie: i co z tego, że znów jest kolejne ograniczenie, jaki to ma związek z sytuacją epidemiologiczną? Nie bez znaczenia jest także aspekt psychologiczny; liczę na to, że moje wykresy uspokoją pewną grupę osób.

Jakie dane WHO Pan analizuje ?

Korzystam przede wszystkim z danych WHO oraz tych publikowanych przez nasze Ministerstwo Zdrowia. Uważam, że należy bazować na jednym źródle danych i nie doszukuję się żadnych teorii spiskowych związanych z tym, ile przypadków zostało np. ukrytych lub niewykrytych. To nie jest przedmiotem moich analiz. Rozważam dane dotyczące łącznej liczby chory, ale publikowałem także wykresy dotyczące współczynnika śmiertelności. Publikuję dane dla różnych krajów, głównie z Europy. Dla danych z Polski robię codziennie wykresy dla naszego regionu oraz Mazowsza. Próbuję także oszacować całkowitą liczbę chorych w Polsce i naszym regionie a także koniec epidemii. Niestety pracuję nad tym każdego dnia sam, a mam też inne obowiązki, więc jest to dość skromne. Poza tym, zbyt duża liczba wykresów oraz danych liczbowych sprawiłaby, że czytelnicy szybko mogliby zniechęcić się do czytania kolejnych moich postów, a ja jednak chciałbym, aby każdego dnia czuli, że jest takie źródło informacji bazujące na oficjalnych danych WHO, które w sposób dość ogólny pokazuje z dala od medialnego zgiełku, co się dzieje w temacie COVID-19 od strony liczb.

Czy czeka nas gwałtowny wzrost zachorowań i kiedy to może nastąpić ?

Nie zajmuję się analizą tego problemu, ale obserwując to, co podają statystyki MZ, należy oczekiwać, że teraz jest okres wzmożonej liczby zachorowań, ale trzeba koniecznie pamiętać, że ten wirus ma okres wylęgania się ok 2 tygodnie (średnio) i nawet jedna osoba może być przyczyną wybuchu lokalnej epidemii. Tak było w wielu krajach

Na kiedy można przewidywać wygaszanie, znaczący spadek nowych zachorowań ?

Moje modele w wersji optymistycznej pokazują, że może to być koniec maja, ale wersja pesymistyczna mówi, że dopiero koniec sierpnia. Pozostaje kwestią otwartą, co rozumiemy przez znaczny spadek; proszę pamiętać, że jeden przypadek może okazać się zalążkiem wielu nowych.

Jak pandemia będzie rozwijać się na Podkarpaciu ?

Szczegóły można zobaczyć na moim profilu FB. Generalnie nie jest to rozwój bardzo dynamiczny i chyba najwięcej mieliśmy dziennie +14 zdiagnozowanych przypadków. Model wskazywał nawet przez moment, że mamy liniowy wzrost, co z punktu widzenia epidemiologów jest sytuacją łatwą do opanowania, bo taki model podaje nam, o ile wzrośnie liczba chorych, ale inne modele, np. eksponencjalny mówią nam, ile raz ta liczba wzrośnie. To jest zasadnicza zmiana myślenia, bo w modelu liniowym np. każdego dnia rośnie nam liczba zarażonych zbliżoną liczbę osób, ale w modelu eksponencjalnym zaczynamy mówić o tym, kiedy ta liczba zacznie się np. podwajać.

Jak pandemia będzie rozwijać się na terenie powiatu dębickiego ?

Niestety nie prowadzę aż tak szczegółowych analiz. To jest trochę za mała skala, skoro w całym województwie jest ok 200 przypadków. Tak, jak już powiedziałem, pracuję sam i jest mi trudno zanalizować każdy region Polski.

Dlaczego aktualnie na terenie powiatu dębickiego jest znacząco mniej zachorowań niż generalnie na Podkarpaciu i w sąsiadujących powiatach : mieleckim i jasielskim (w powiecie dębickim 4 przypadki, a w sąsiednich 12 i 15) ?

Mogę tylko domniemywać, że wiąże się to z przestrzennym modelem rozprzestrzeniania się wirusa. Nie mam takiego modelu, zajmuję się tylko liczeniem w czasie, ile może być nowych chorych. To wymagałoby użycia zdecydowanie bardziej zaawansowanego aparatu matematycznego odwołującego się także do zjawisk o charakterze fizycznym. Moim zdaniem budowa takiego modelu czasowo-przestrzennego tak naprawdę będzie możliwa, gdy epidemia będzie trwała znacznie dużej lub tuż po jej zakończeniu, gdy będziemy znali wiele ważnych szczegółów dotyczących np. tego, kto od kogo i kiedy się zaraził. Współcześnie człowiek jest niezwykle mobilny i usieciowiony. Każdego dnia może spotykać się z setką osób, a te mogą spotkać się z kolejną setką innych osób. W latach sześćdziesiątych XX w. psycholog społeczny Stanley Milgram zrobił taki słynny eksperyment, który pokazał, że średnio człowiek jest „oddalony” od drugiego człowieka o sześć podań dłoni (ang. six degrees of separation). Ten eksperyment ma wielu krytyków, ale do dziś używa się określenia, które powstało w jego wyniku: mały świat (ang. small world). Nasze znajomości i codzienne kontakty tworzą sieć powiązań (czyli taki graf, w którym wierzchołki to ludzie, a nasze znajomości i kontakty to krawędzie), która jest takim małym światem, a w takiej sieci rozprzestrzenianie się np. epidemii jest bardzo szybkie. Tego typu sieci mają takie specyficzne węzły tzw. huby, które są krytyczne dla jej funkcjonowania, ponieważ mogą posiadać bardzo dużo sąsiadujących wierzchołków. Izolacja takich hubów oraz przecinanie sieci połączeń prowadzi do blokady rozprzestrzeniania się wirusa. Być może w sąsiadujących powiatach zanim wprowadzono ograniczenia (np. izolację ludzi (czyli węzłów sieci)) nastąpiła taka lokalna transmisja i przekazanie wirusa dalej, a w powiecie dębickim udało się to w porę ograniczyć. To są jednak moje domysły, bo przyczyny mogą być zupełnie inne.

Co dają ludziom Pana wykresy ? Jaką wiedzę ?

Sadzę, że te wykresy są także odpowiedzią na zwykłą ludzką potrzebę poznania faktycznego stanu rzeczy. W natłoku informacji, gdy politycy mówią o tym, że mogą być tysiące chorych, rodzą się proste pytania: skąd oni to wiedzą. Druga rzecz, to nasze wątpliwości dotyczące tego, jaki my indywidualnie mamy wpływ na tę epidemię. Jesteśmy generalnie bardzo niecierpliwi, a ten wirus wymaga od nas, abyśmy czekali min. 2 tygodnie na efekty naszych codziennych działań. Wykresy pokazują, jak bardzo ograniczony został rozwój tej epidemii także dzięki nam samym. Zapłacimy za to wielką cenę, ale także powinniśmy wyciągnąć lekcje na przyszłość, bo te kraje, które zbagatelizowały ostrzeżenia mają dziś dziesiątki tysięcy chorych i być może ceną, jaką zapłacą będzie jeszcze wyższa.

Codzienne raporty o zachorowalności na koronawirusa można śledzić na profilu FB Dominik Strzałka 

 

Podziel się z innymi
0Shares
0 0