Cách Microsoft Premonition tham gia hỗ trợ cuộc chiến toàn cầu chống lại sự bùng phát dịch bệnh

Microsoft Premonition hình dung việc dự đoán sự phân bố và tiến hóa của vi khuẩn, virus và động vật mang bệnh trong quần thể sinh vật của trái đất hoặc cuộc sống xung quanh chúng ta cũng sẽ làm được điều tương tự. Nếu quần thể sinh vật có thể được giám sát giống như dự báo thời tiết thì các mầm bệnh trong môi trường có thể được phát hiện sớm hơn và dự báo các đợt bùng phát trước khi chúng gây ra dịch lớn.

Hơn bao giờ hết, các mạng cảm biến toàn cầu mới là cần thiết để bảo vệ sức khỏe của chúng ta và bảo đảm sự mạnh mẽ của các nền kinh tế và xã hội của chúng ta.

Giám đốc cấp cao của Microsoft Premonition, Ethan Jackson cho biết: “Microsoft Premonition thay đổi mô hình từ phản ứng với các mầm bệnh đã biết sang liên tục tìm kiếm chúng khi chúng phát triển”. “Những tín hiệu này có thể giúp chúng tôi phát hiện các mối đe dọa tiềm ẩn sớm hơn, phản ứng nhanh hơn và phát triển các biện pháp can thiệp mới trước khi bùng phát”.

Microsoft Premonition là một hệ thống cảnh báo sớm tiên tiến kết hợp với nền tảng cảm biến robot, trí tuệ nhân tạo, phân tích dự đoán và đo lường quy mô đám mây để tự động giám sát các động vật mang mầm bệnh như muỗi. Robot thu thập các mẫu trong môi trường và sau đó quét gen chúng để tìm ra các mối đe dọa sinh học.

Cũng giống như dự báo thời tiết, các đường ống phân tích của nó sử dụng điện toán quy mô đám mây, tận dụng những tiến bộ mới nhất trong Azure IoT và Azure Data Lake trên Microsoft Azure. Ngày nay, các đường liên kết của Premonition đã quét hơn 80 nghìn tỷ cặp gen cơ bản từ các mẫu môi trường để tìm ra các mối đe dọa sinh học.

Vào thời điểm dịch bệnh Zika xuất hiện vào năm 2016 ở châu Mỹ, nhóm đã nghiên cứu các phương pháp giám sát mới trong khoảng một năm. Họ nhanh chóng sản xuất một đội nhỏ các nguyên mẫu nhằm thu hút, tự động xác định và bắt muỗi, cung cấp cho các quan chức y tế công cộng các nguồn dữ liệu mà trước đây không có. Mục đích của việc này là giúp họ quyết định thời điểm và vị trí muỗi truyền bệnh để hiểu rõ hơn về nguy cơ gây bệnh của virus Zika.

Quận Harris là nơi đầu tiên triển khai dự án Premonition. Sau 4 năm phát triển, Microsoft Premonition và Harris County Public Health sẽ bắt đầu xây dựng một trong những mạng phát hiện đe dọa sinh học tiên tiến nhất trong mối quan hệ hợp tác mở rộng.

Norris, thành viên của dự án này cho biết: “Hãy tưởng tượng nếu bạn có một hệ thống dự báo cho thấy trong vài ngày tới, bạn sẽ có rất nhiều muỗi dựa trên tất cả những dữ liệu và mô hình này thì bạn có thể ra ngoài và xử lý chúng sớm hơn trước khi bị chúng tôi. Hãy loại bỏ chúng sớm để không bị chúng lây truyền bệnh tật”.

Norris nói rằng đó là một cách tiếp cận lành mạnh hơn cho con người và môi trường. Đây cũng là cách tiếp cận hiệu quả hơn về chi phí, đặc biệt là với Covid-19 nhấn mạnh giới hạn nhân sự và ngân sách của các sở y tế công cộng trên toàn thế giới.

Dựa trên ý tưởng sức khoiẻ, một khái niệm củng cố ý tưởng rằng sức khỏe của con người phụ thuộc vào môi trường sống, Premonition hỗ trợ các hệ thống y tế công cộng đo lường tốt hơn, hiệu quả của các biện pháp can thiệp và chi phí của các phương pháp tiếp cận khác nhau.

Jackson nói: “Hầu hết những thứ có thể ảnh hưởng đến sức khỏe của chúng ta, của xã hội và nền kinh tế của chúng ta là rất nhỏ bé, chúng là động vật chân đốt, vi khuẩn, virus,...”.

Nền tảng cảm biến robot của Microsoft Premonition sẽ nắm bắt, thu thập, tổng hợp và phân tích dữ liệu về những mối đe dọa nhỏ bé và dường như không thể nhìn thấy này.

Ethan Jackson, giám đốc Microsoft Premonition cho biết: “Microsoft Premonition rõ ràng có một góc nhìn rất khác so với khi chúng tôi bắt đầu dự án này lần đầu tiên

Jackson cũng cho biết thêm: “Tất cả các mạng cảm biến mà chúng ta có ngày hôm nay là các mạng thực hiện những nhiệm vụ như thu thập dữ liệu để dự đoán thời tiết, thu thập dữ liệu về lưới điện để cân bằng tải, thu thập thông tin về giao thông đang hoạt động để chúng ta có thể dự đoán nó. Tất cả các mạng cảm biến đó thực sự là hàng trăm và hàng trăm triệu cảm biến không thể nhìn thấy những loài quan trọng này”.

Vào thời kỳ cao điểm nguy cơ lây truyền Zika năm 2016, 10 bẫy thông minh robot đã được tạo ra để xác định và chọn lọc những con muỗi bị bệnh với độ chính xác khoảng 90%. Ngoài ra, các phân tích đo lường đã phát hiện các vi sinh vật và virus trong mẫu vật của muỗi.

Giờ đây, với việc triển khai Microsoft Premonition, một mạng lưới cảm biến trên quy mô lớn sẽ được phát triển, cung cấp “nhận thức tình huống sinh học liên tục”.

Giám đốc cấp cao của Microsoft Premonition cũng cho biết họ có thể nhìn vào bản đồ và xem những gì đang xảy ra trong thời gian thực. Điều này tương tự như dự báo thời tiết, có thể dự báo trong 24 giờ, cho phép họ lập kế hoạch sớm cho các can thiệp cụ thể vào môi trường.

Tiến sĩ Umair Shah, giám đốc điều hành Y tế Công cộng Harris cho biết: “Chúng tôi muốn có một tương lai, nơi các mầm bệnh mới nổi như Zika có thể được phát hiện và ngăn chặn một cách nhanh chóng, công bằng trên khắp quận Harris”. “Sự hợp tác này cũng sẽ đánh giá các khả năng bộ gen mới để phát hiện các mầm bệnh đã biết và mới nổi từ các mẫu môi trường mà hiện nay chúng tôi biết là đặc biệt quan trọng đối với các bệnh dịch như Covid-19” và “Chúng tôi rất vui được tiếp tục hành trình này với Microsoft khi cùng nhau học hỏi”.

Bước tiếp theo có thể sẽ là dự báo mối đe dọa có thể xuất hiện khi nào và ở đâu trong khoảng thời gian không chỉ 24 giờ mà là một tháng. Và, để làm được điều đó, họ sẽ tái cấu trúc, thiết kế lại các mô hình dịch tễ.

Nicolas Villar, một kiến ​​trúc sư phần cứng cho biết: “Chúng tôi đang cố gắng giải quyết những vấn đề thực sự quan trọng mà nhân loại phải đối mặt ngày nay và trên một quy mô cực kỳ thú vị"

Trong 5 năm qua, các công nghệ của Premonition đã được thử nghiệm trong nhiều môi trường sống khác nhau, từ những bãi cát ở Florida Keys đến những khu rừng hẻo lánh ở Tanzania, Châu Phi.

Khuôn viên Microsoft Redmond cũng là trung tâm của họ để quét các mẫu môi trường một cách tính toán, được các đối tác cộng tác thu thập và giải quyết để tìm mầm bệnh.

Sự hợp tác sâu sắc với giới học thuật là rất quan trọng để phát triển công nghệ phù hợp dựa trên sự hiểu biết tốt nhất về khoa học cơ bản. Quỹ khoa học Quốc gia Mỹ gần đây đã tạo một khoản tài trợ “Máy gia tốc hội tụ” của NSF, bao gồm các đối tác học thuật từ Đại học Pittsburgh. NSF Convergence Accelerator là một trong 10 ý tưởng lớn của NFS nhằm thúc đẩy nhanh chóng sự đổi mới.

NFS cho biết: “Dự án này sẽ mang lại những đóng góp lâu dài cho sức khỏe con người và chuẩn bị cho đại dịch” đồng thời cũng lưu ý rằng “khi dữ liệu quần thể sinh vật sâu có quy mô theo cấp số nhân, khoa học đời sống sẽ trở nên tràn ngập thông tin gen. Sự hội tụ phải dẫn đến các phương pháp mới để khai thác hiệu quả những dữ liệu này và tự động thu thập thông tin chi tiết”.

Trong khi các hoạt động kiểm soát của nhiều quốc gia trên toàn thế giới bị gián đoạn và hệ thống y tế căng thẳng vì đại dịch Covid-19 như hiện nay thì việc có sẵn một hệ thống dự báo nguy cơ sinh học là điều quan trọng hơn bao giờ hết.

Nicolas Villar, kiến trúc sư phần cứng của Microsoft Premonition đang làm việc để thiết kế ra thế hệ tiếp theo của bẫy thông minh cho robot. Ông nói: “Nền tảng của tôi chủ yếu là làm việc trong các công nghệ tương tác, những thứ tiếp xúc trực tiếp với mọi người và thay đổi cách mọi người học tập, vui chơi hoặc trở nên khỏe mạnh theo những cách khác nhau. Học cách làm việc với sinh học và công trùng là một thế giới hoàn toàn mới. Một điều thúc đẩy tôi thực hiện dự án này là trong khi có rất nhiều công việc mang tính kỹ thuật bởi tác động của nó là rất con người. Chúng tôi đang cố gắng giải quyết những vấn đề thực sự quan trọng mà nhân loại phải đối mặt ngày nay và trên một quy mô cực kỳ thú vị”.

Các thuật toán, mô hình theo hướng dữ liệu mới và cơ sở chứng minh từ đầu để đào tạo các thuật toán và mô hình đó. Giờ đây, Microsoft Premonition đã xây dựng một mạng lưới có thể giám sát cả những điều nhỏ bé để có thể dự đoán những điều lớn.