Ковид, ВИЧ, малярия: в Иркутске придумали способ прогнозирования инфекций

Ученые ИРНИТУ и СО РАН предложили методы математического моделирования, позволяющие с высокой точностью описывать динамику распространения COVID-19, ВИЧ и малярии. Об этом сообщает пресс-служба вуза.

Основу методики составляют системы нелинейных дифференциальных уравнений с параметрами. Разработка стала итогом совместных исследований сотрудников ИРНИТУ и Института систем энергетики имени Мелентьева СО РАН.

В 2020 году авторы выиграли грант Ученого совета ИРНИТУ на создание Научной школы совместно с РАН, реализуемой лабораторией промышленной математики Байкальского института БРИКС. Один из ключевых проектов получил название «Математические методы моделирования динамических систем в энергетике и медицине».

– Математика – универсальная наука. Один и тот же цифровой аппарат можно применить для исследования динамики, например, распространения компьютерных вирусов и заболеваний. Мы предложили способы, позволяющие с высокой точностью решать такие системы. Подчеркну, что для подбора эффективной методики важно изучить поведение нелинейных моделей. В зависимости от параметров, решение может быть единственным, множественным и может происходить его ветвление в зависимости от поведения ключевых параметров или же разрушаться. Последнее может свидетельствовать о том, что способность модели ограничена по временной школе и модель не адекватно описывает поведение на большом временном интервале. Вычисление границы, на которой работает модель – это кропотливый процесс, требующий высокого уровня математической подготовки. Работоспособность модели проверена на реальных тестовых данных, – рассказал профессор РАН, заведующий лабораторией промышленной математики, главный научный сотрудник отдела прикладной математики ИСЭМ СО РАН, д.ф-м.н. Денис Сидоров.

Ученые разработали метод, основанный на стохастической арифметике, позволяющий находить оптимальный порядок сходимости численного метода, улавливать вычислительные неустойчивости. Это позволит избежать ситуаций, когда цифровая модель начнет выдавать некорректный результат. В этом заключаются основное преимущество и новизна работы, отмечают участники научного проекта.

Ученые подготовили три публикации, а также написали главу для монографии издательства Elsevier, посвященную распространению ВИЧ-инфекции. На примере математических моделей рассмотрели, как вирус на клеточном уровне влияет на иммунитет. Схожие динамические процессы, касающиеся малярии, описали научный сотрудник лаборатории, PhD (applied mathematics) Самад Нойягдам и доцент БИ БРИКС Алена Дрегля.

По инф. Телеинформа