Press "Enter" to skip to content

Νεύρο-ασαφές σύστημα πρόβλεψης της τάσης των ημερήσιων κρουσμάτων κορωνοϊού

Των
Ατσαλάκη Γιώργο, Αναπλ. Καθηγητής Πολυτεχνείου Κρήτης
Τσούμπρη Βασίλειο, Ερευνητής Απόφοιτος Πολυτεχνείου Κρήτης
Ατσαλάκη Ιωάννα, Υποψήφιος Διδάκτορας Πολυτεχνείου Κρήτης

Η τεχνητή νοημοσύνη και η εύκαμπτη πληροφορική είναι μια αναπτυσσόμενη προσέγγιση στην υπολογιστική η οποία συνδυάζει την ικανότητα του ανθρώπινου εγκεφάλου να εξηγεί και να μαθαίνει σε ένα περιβάλλον αβεβαιότητας και ανακρίβειας. Δημιουργήθηκε από τη διαπίστωση ότι για να λυθούν πραγματικά προβλήματα απαιτείται η χρήση έξυπνων συστημάτων που συνδυάζουν γνώση, τεχνικές και μεθοδολογίες από διαφορετικούς τομείς. Αυτά τα έξυπνα συστήματα πρέπει να κατέχουν εξειδικευμένη ανθρώπινη γνώση, να προσαρμόζονται και να μαθαίνουν σε μεταβαλλόμενο περιβάλλον και να εξηγούν πώς παίρνουν αποφάσεις ή πώς ενεργούν.
Τα νεύρο-ασαφή μοντέλα ως τεχνικές της εύκαμπτης υπολογιστικής και της τεχνητής νοημοσύνης με ικανότητα μάθησης, τα  οποία αναπαριστούν την ανθρώπινη λογική σκέψη, εφαρμόζονται σε προβλήματα του πραγματικού κόσμου που παρουσιάζουν πολυπλοκότητα και αβεβαιότητα, όπως η λήψη αποφάσεων, οι προβλέψεις, τα προβλήματα ελέγχου κλπ. Τα νεύρο-ασαφή μοντέλα, λόγω της ικανότητας τους να ενσωματώνουν ανθρώπινη γνώση και να προσαρμόζουν τη γνώση αυτή με τη χρήση μεθόδων βελτιστοποίησης, παίζουν ένα σημαντικό ρόλο στο σχεδιασμό υβριδικών έξυπνων συστημάτων πρόβλεψης.
Η ανάπτυξη ενός συστήματος πρόβλεψης το οποίο προβλέπει τον αριθμό κρουσμάτων συνεχίζει να αποτελεί αντικείμενο εκτεταμένων ερευνητικών προσπαθειών. Έχουν αναπτυχθεί διάφορες στρατηγικές, μοντέλα και μεθοδολογίες για την πρόβλεψη των ημερήσιων κρουσμάτων, αλλά με περιορισμένο βαθμό ακρίβειας. Από την άλλη μεριά όμως, δεν έχουν αναπτυχθεί μοντέλα που να προβλέπουν την τάση των κρουσμάτων την επόμενη μέρα, δηλαδή εάν ο αριθμός των κρουσμάτων θα είναι ανοδικός ή καθοδικός την επόμενη μέρα. Η προσέγγιση αυτή λαμβάνει υπόψη στην ανάπτυξη του προτεινόμενου μοντέλου, την συμόρφωση ή μη των πολιτών, με βάση την αρχή ότι τελικά η συμπεριφορά των ανθρώπων όσον αφορά τα μέτρα τήρησης των κανόνων περιορισμού της εξάπλωσης της πανδημίας, διαμορφώνει τον αριθμό των ημερήσιων κρουσμάτων.
Το προτεινόμενο νεύρο-ασαφές μοντέλο αναπτύχθηκε βασιζόμενο στα δεδομένα της πανδημίας στην Ελλάδα. Αποτελείται από τέσσερις μεταβλητές-εισόδους: α)  τα ημερησία κρούσματα της πανδημίας β) τον αριθμό θανάτων γ) τον αριθμό εισαγωγών στα νοσοκομεία και δ) και από ένα δείκτη που προκύπτει από την διαίρεση των ημερήσιων κρουσμάτων με τα ημερήσια τεστ. Η έξοδος του μοντέλου δίνει την ανοδική ή καθοδική τάση των κρουσμάτων την επόμενη μέρα.
Εκπαιδεύοντας το προτεινόμενο υβριδικό μοντέλο με 328 παρελθοντικά πραγματικά δεδομένα δημιουργήθηκαν 24 κανόνες ασαφούς λογικής οι οποίοι ανάλογα με τις τιμές των εισόδων προβλέπουν εάν τα κρούσματα την επόμενη μέρα θα είναι ανοδικά ή καθοδικά. Η διαδικασία της εκπαίδευσης και της πρόβλεψης γίνεται σε καθημερινή βάση ώστε να λαμβάνονται υπόψη τα καθημερινά νέα δεδομένα. 

Το μοντέλο χρησιμοποιήθηκε για να  προβλέψει ημερήσια κρούσματα 37 ημερών την περίοδο Ιανουαρίου-Φεβρουαρίου 2021. Με ακρίβεια 94,45% προέβλεψε σωστά την τάση των κρουσμάτων την επόμενη ημέρα.
Το διάγραμμα παρουσιάζει την πρόβλεψη με δεδομένα που δεν χρησιμοποιηθήκαν στην εκπαίδευση του μοντέλου.
Η μπλε καμπύλη με κύκλους αναπαριστά την πραγματική τάση των κρουσμάτων. Η κόκκινη γραμμή με αστερίσκους αναπαριστά την πρόβλεψη με δεδομένα που δεν χρησιμοποιήθηκαν κατά την εκπαίδευση του μοντέλου (εκτός δείγματος), η οποία αφορά την πρόβλεψη ημερησίων κρουσμάτων 37 περιπτώσεων (ημερών).
Τα κυριότερα οφέλη του προτεινόμενου συστήματος είναι: 1) Η προτεινόμενη νεύρο-ασαφής μεθοδολογία πρόβλεψης εφαρμόζεται για πρώτη φορά στην πρόβλεψη της τάσης των κρουσμάτων και αξιολογείται με την εφαρμογή της στην πρόβλεψη της κατεύθυνσης των κρουσμάτων, 2) Η χρήση του συστήματος είναι εύκολη και φιλική για το χρήστη καθώς δεν απαιτούνται ιδιαίτερες γνώσεις για το χειρισμό του, 3) Λόγω του είδους των δεδομένων και των εισόδων που χρησιμοποιεί το σύστημα, η συλλογή των δεδομένων και η επεξεργασία τους απαιτεί μόνο μερικά λεπτά, ώστε το σύστημα να ολοκληρώσει την πρόβλεψη. Το πλεονέκτημα αυτό παρέχει τη δυνατότητα στο χρήστη να χρησιμοποιεί το σύστημα και να λαμβάνει τις τιμές πρόβλεψης αμέσως μόλις ανακοινωθούν τα ημερήσια δεδομένα από τις αρχές, και 4) Δυνατότητα άμεσης επανεκπαίδευσης του συστήματος ανά πάσα στιγμή ώστε να βελτιώνει την προβλεπτική του ικανότητα με βάση τα νέα δεδομένα.

mail

Comments are closed.

Skip to content
Αρέσει σε %d bloggers:

Συνεχίζοντας να χρησιμοποιείτε την ιστοσελίδα, συμφωνείτε με τη χρήση των cookies. Περισσότερες πληροφορίες.

Οι ρυθμίσεις των cookies σε αυτή την ιστοσελίδα έχουν οριστεί σε "αποδοχή cookies" για να σας δώσουμε την καλύτερη δυνατή εμπειρία περιήγησης. Εάν συνεχίσετε να χρησιμοποιείτε αυτή την ιστοσελίδα χωρίς να αλλάξετε τις ρυθμίσεις των cookies σας ή κάνετε κλικ στο κουμπί "Κλείσιμο" παρακάτω τότε συναινείτε σε αυτό. Τι είναι τα cookies; Τα cookies είναι μικρά αρχεία κειμένου τα οποία αποθηκεύει ένας ιστότοπος στον υπολογιστή σας ή στην κινητή σας συσκευή όταν τον επισκέπτεστε. Τα cookies προβαλλόμενου ιστότοπου είναι cookies που τοποθετούνται από τον ιστότοπο που επισκέπτεστε. Μπορούν να αναγνωστούν μόνο από τον συγκεκριμένο ιστότοπο. Επιπλέον, ο ιστότοπος μπορεί ενδεχομένως να χρησιμοποιεί εξωτερικές υπηρεσίες, οι οποίες επίσης τοποθετούν τα δικά τους cookies, τα λεγόμενα cookies τρίτων. Τα μόνιμα cookies είναι cookies που αποθηκεύονται στον υπολογιστή σας και δεν διαγράφονται αυτόματα μόλις κλείσετε το πρόγραμμα περιήγησής σας, σε αντίθεση με τα cookies περιόδου λειτουργίας, τα οποία διαγράφονται μόλις κλείσετε το πρόγραμμα περιήγησής σας. Κάθε φορά που επισκέπτεστε τους ιστότοπους της Επιτροπής, θα σας ζητηθεί να αποδεχθείτε ή να απορρίψετε τα cookies. Αυτό γίνεται για να μπορεί ο ιστότοπος να απομνημονεύσει τις προτιμήσεις σας (όπως όνομα χρήστη, γλώσσα κ.λπ.) για ορισμένο χρονικό διάστημα. Έτσι, δεν χρειάζεται να τις εισαγάγετε εκ νέου όταν περιηγείστε στον ιστότοπο κατά τη διάρκεια της ίδιας επίσκεψης. Τα cookies μπορούν επίσης να χρησιμοποιούνται για τη συλλογή ανωνυμοποιημένων στατιστικών στοιχείων σχετικά με την εμπειρία περιήγησης στους ιστότοπους της Επιτροπής. Πώς χρησιμοποιούμε τα cookies; Οι ιστότοποι της Επιτροπής χρησιμοποιούν κυρίως cookies προβαλλόμενου ιστότοπου. Πρόκειται για cookies που τοποθετούνται και ελέγχονται από την Επιτροπή και όχι από εξωτερικό οργανισμό. Ωστόσο, για την προβολή ορισμένων ιστοσελίδων μας, θα πρέπει να αποδεχθείτε cookies από εξωτερικούς οργανισμούς. Οι 3 τύποι cookies προβαλλόμενου ιστότοπου που χρησιμοποιούμε έχουν ως σκοπό: την αποθήκευση των προτιμήσεων των επισκεπτών τη βελτίωση της λειτουργικότητας των ιστοτόπων μας τη συλλογή δεδομένων ανάλυσης (σχετικά με τη συμπεριφορά των χρηστών) Cookies προτιμήσεων επισκεπτών Αυτά τοποθετούνται από εμάς και μπορούν να αναγνωστούν μόνο από εμάς. Απομνημονεύουν τα εξής: εάν αποδεχθήκατε (ή απορρίψατε) την πολιτική για τα cookies του εκάστοτε ιστότοπου εάν έχετε ήδη απαντήσει στο αναδυόμενο παράθυρο που σας ζητά να συμπληρώσετε την έρευνά μας (σχετικά με το πόσο χρήσιμο ήταν το περιεχόμενο του ιστότοπου), ώστε να μην σας ζητηθεί εκ νέου Cookies τρίτων Ορισμένες από τις ιστοσελίδες μας προβάλλουν περιεχόμενο από εξωτερικούς παρόχους, π.χ. YouTube, Facebook και Twitter. Για την προβολή περιεχομένου τρίτων, πρέπει πρώτα να αποδεχθείτε τους όρους και τις προϋποθέσεις που ορίζουν οι ίδιοι. Μεταξύ αυτών συγκαταλέγεται η πολιτική τους για τα cookies, η οποία εκφεύγει του ελέγχου μας. Αν όμως δεν προβάλλετε το συγκεκριμένο περιεχόμενο, δεν τοποθετούνται cookies τρίτων στη συσκευή σας. Μπορείτε να διαχειρίζεστε/διαγράφετε cookies όποτε θέλετε. Δείτε περισσότερα εδώ: aboutcookies.org. Διαγραφή cookies από τη συσκευή σας Μπορείτε να διαγράψετε όλα τα cookies που βρίσκονται ήδη στη συσκευή σας διαγράφοντας το ιστορικό περιήγησης του προγράμματος περιήγησής σας. Με αυτόν τον τρόπο θα διαγραφούν όλα τα cookies από όλους τους ιστότοπους που επισκεφθήκατε. Να έχετε όμως υπόψη ότι ενδέχεται να χαθούν και ορισμένα αποθηκευμένα στοιχεία (π.χ. αποθηκευμένα στοιχεία σύνδεσης, προτιμήσεις ιστότοπου). Διαχείριση ειδικών ανά ιστότοπο cookies Για πιο αναλυτικό έλεγχο των ειδικών ανά ιστότοπο cookies, ελέγξτε τις ρυθμίσεις cookies και προστασίας προσωπικών δεδομένων στο προεπιλεγμένο πρόγραμμα περιήγησής σας Αποκλεισμός cookies Τα περισσότερα σύγχρονα προγράμματα περιήγησης σάς δίνουν τη δυνατότητα να τα ρυθμίζετε ώστε να μην επιτρέπεται η τοποθέτηση cookies στη συσκευή σας. Στην περίπτωση αυτή όμως, ίσως χρειάζεται να προσαρμόζετε χειροκίνητα ορισμένες προτιμήσεις κάθε φορά που επισκέπτεστε έναν ιστότοπο ή μια ιστοσελίδα. Επιπλέον, ορισμένες υπηρεσίες και λειτουργίες ενδέχεται να μην λειτουργούν καθόλου (π.χ. σύνδεση με προφίλ). Διαχείριση των cookies ανάλυσης που χρησιμοποιούμε Μπορείτε να διαχειρίζεστε τις προτιμήσεις σας όσον αφορά τα cookies μέσω της υπηρεσίας Europa Analytics στην ειδική ιστοσελίδα Europa Analytics.

Κλείσιμο