Peneliti di Northeastern menggunakan Google Cloud Platform untuk membuat model penyebaran virus Zika

Lab Modeling of Biological and Socio-technical Systems (MoBS) di Northeastern University memerlukan cara untuk membuat model virus Zika dengan cepat. Dengan menggunakan GCE dan Mesin Virtual Preemptive, MoBS telah menjalankan lebih dari 10 juta simulasi dan secara drastis mengurangi waktu yang diperlukan untuk menganalisis data.

Pada tahun 2015, saat virus Zika yang ditularkan melalui nyamuk menyebar dengan cepat di seluruh Amerika, larangan bepergian dan karantina diumumkan, juga imbauan untuk membatalkan Olimpiade 2016 di Brasil. Selagi Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) mendeklarasikan keadaan darurat kesehatan publik secara internasional, pemerintah di negara yang terkena wabah memerlukan cara untuk memprediksi tingkat dan lokasi infeksi baru. Karena hanya ada 20 persen kasus Zika yang menunjukkan gejala, virus ini sangat sulit untuk diprediksi.

Pada bulan Januari 2016, tim dari lab MoBS Northeastern University didukung oleh Center for Inference and Dynamics of Infectious Diseases, memulai Proyek Zika Modeling untuk membantu otoritas publik dan para peneliti dalam memahami evolusi dan penyebarannya dengan lebih baik.

Pendapat peneliti

"Dengan penggunaan big data dan kekuatan komputasi yang sangat besar, kami berharap untuk dapat membantu para peneliti dan petugas kesehatan publik."

Matteo Chinazzi, Associate Research Scientist, Northeastern University

GCP: menyediakan solusi prediksi penting, solusi analisis, dan lainnya

Dengan menggunakan pendekatan matematika dan komputasi yang diberdayakan oleh Google Cloud Platform (GCP), tim ini telah mempelajari berbagai skenario penyebaran Zika, dengan memproyeksikan dampaknya pada populasi yang terjangkit. Model ini didasarkan pada penyebaran awal Zika di Brasil, tempat virus ini menyebar di tahun 2015. Para peneliti kini dapat memprediksi dampak infeksi baru di lokasi lainnya dengan memasukkan lapisan data tambahan, termasuk suhu, jumlah nyamuk, jumlah populasi, dan pola wisata orang.

GCP memungkinkan tim menjalankan beberapa simulasi paralel dan menganalisis banyak data yang dihasilkan oleh skenario yang direncanakan. “Kami menggunakan beberapa produk GCP,” kata Matteo Chinazzi, seorang Associate Research Scientist di Northeastern University. “Google Cloud Storage menyimpan semua data perencanaan dan meghosting situs kami. Google Compute Engine (GCE) dan Mesin Virtual Preemptive menjalankan simulasi penyebaran wabah. Google BigQuery menguji skenario yang disimulasikan, masing-masing melibatkan variabel seperti tanggal dan jumlah infeksi. Sejauh ini, kami telah memperoses data dalam jumlah yang sangat besar—dengan total ratusan terabyte. Google Cloud Storage menyimpan semuanya.”

Mendapatkan hasil untuk bergerak cepat sesuai kebutuhan

Dengan menggunakan GCE dan Mesin Virtual Preemptive, MoBS telah menjalankan lebih dari 10 juta simulasi. GCE dan BigQuery secara drastis mengurangi waktu yang diperlukan untuk melakukan simulasi dan menganalisis data (Kedua proses ini kini memerlukan waktu beberapa jam, bukan beberapa minggu.). “Kami memiliki fleksibilitas untuk meningkatkan hingga beberapa ribu instance virtual independen secara paralel,” ujarnya, “sehingga kami dapat membuat analisis lengkap untuk 1 skenario wabah—yang dapat berisi hingga 250.000 simulasi independen—dalam waktu kurang dari 1 hari.”

Selain memungkinkan peneliti untuk memahami penyebaran virus Zika, model ini dapat menjadi template untuk menganalisis wabah lain, seperti demam berdarah. Meskipun Zika bukan lagi keadaan darurat internasional seperti yang pernah dideklarasikan oleh WHO, masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan untuk mencegah wabah penyakit yang ditularkan nyamuk. Dengan menggunakan big data dan kapasitas komputasi masif yang tanpa batas, tim MoBS berharap dapat membantu para peneliti dan pejabat kesehatan publik untuk mencapainya.

“Waktu sangatlah penting saat menghadapi penyebaran wabah,” kata Chinazzi, “dan GCP memberikan solusi yang kami butuhkan untuk bergerak cepat dalam sesuai kebutuhan.”

Untuk membaca selengkapna tentang riset dan analisis tentang Zika yang dilakukan oleh Lab MoBS, cari “Spread of Zika virus in the Americas” yang dipublikasikan oleh Proceedings of the National Academy of Sciences Amerika Serikat.

Pendapat peneliti

"Kami memiliki fleksibilitas untuk meningkatkan ribuan instance virtual independen secara paralel, sehingga kami dapat membuat analisis lengkap untuk satu skenario epidemi. Skenario ini dapat terdiri dari 250.000 simulasi independen dalam waktu kurang dari satu hari."

Matteo Chinazzi, Associate Research Scientist, Northeastern University

Profil Organisasi

Lab Modeling of Biological and Socio-technical Systems (MoBS) di Northeastern University berfokus pada mengembangkan model berdasarkan data untuk penyebaran wabah menular, mempelajari perilaku sosial manusia, membuat model evolusi jaringan teknologi dan sosial yang kompleks; menganalisa pola traffic dan penggunaan dalam jaringan teknologi seperti Web dan Internet; serta mempelajari interaksi antara dinamika sosial dan perilaku online.

Produk yang digunakan

Terima kasih telah mendaftar!

Beri tahu kami tentang minat Anda.