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DHS加速了新方法的发展,以检测新出现的生物威胁

生物威胁——自然或蓄意释放的有害病原体——对国家安全和公共卫生构成威胁,确定新的检测方法是国土安全部(DHS)科学技术理事会(S&T)的首要任务。生物威胁很难立即被识别出来,但是有了新的技术和数据源,例如“更聪明”的城市所产生的大量开放数据,应急管理人员可能能够更快地发现和应对新出现的问题。

DHS S&T知道,要探索这个机会空间,它需要超越四堵墙。10月,科技部与卫生事务厅国家生物监测一体化中心(NBIC)合作,发起了隐藏信号挑战。这场价值30万美元的竞赛要求设计一个预警系统,利用现有的数据源发现新出现的生物威胁,以确保我们社区的安全。

从概念到系统设计的转变

这一挑战吸引了美国数十位数据科学专家的概念。一个由17人组成的数据、健康和公共安全专家评审小组对提交的材料进行评分,然后将其提交给具有生物信息学、生物防御、流行病学和应急管理专业知识的法官小组。

2018年2月,国土安全部宣布了五个最终小组,他们的概念采用了各种数据源、机器学习方法和分析模型。每个入围者都获得了2万美元的种子基金,用于进入挑战的第二阶段,这是一个为期8周的虚拟加速器,在那里他们进一步将他们的概念发展为详细的系统设计。

入围者每个人都有不同的优势和专业领域,因此虚拟加速器的设计目的是让他们接触到新的视角,这些视角将支撑任何知识缺口,并告知他们的系统设计。该项目分为四个模块,每个模块包括虚拟演讲嘉宾、阅读列表和从数据科学到设计思维和城市运营等主题的现场指导练习。

该系列节目以NBIC主管亚伦·菲罗维德(Aaron Firoved)和NBIC高级健康顾问汤姆·麦金恩(Tom McGinn)主持的一次会议开始,他就NBIC及其目标进行了简报,讨论了相关的生物线程案例研究以及未来检测技术的目标。在深入研究联邦生物防务系统之后,团队深入研究了数据科学,其中包括与社会倾听、语义分析和实时分析建模的SickWeather首席执行官Graham Dodge的问答模块。

整个系列都强调了部署和测试。波士顿市的公民研究主任金伯利·卢卡斯说:“可能没有什么东西比测试来得早,但肯定有什么东西比测试来得晚。”公共政策实验室的执行主任切尔西·莫尔丁也同样赞同早期和经常进行的测试,提醒我们AMS认为“你越快得到用户的东西,你就越快发现它有多坏。”

在整个加速器项目中,入围者还接受了七位专家的一对一指导,他们提供了对用户研究、设计思维和系统实施规划等领域的深入了解,以告知入围者下一轮提交的资料。

相关报道新的研究表明阿尔茨海默病的另一个可能机制新的AAN指南包括对儿童偏头痛的治疗建议,对一种关键酶的移动可能有助于败血症病例的研究。研究小组指出,这些经验如何为阿尔茨海默病的治疗提供了新的视角。它通知了关键的设计决策。”这些对话加强了我们对地方和国家组织如何共同工作以检测和应对新出现的生物威胁的复杂性的理解。这种理解帮助我们预测了各种终端用户的需求,并考虑了如何最好地将我们的系统扩展到国家一级,”波士顿儿童医院计算流行病学实验室主任、流行病脉冲小组的约翰·布朗斯坦博士说。

“通过隐藏的信号虚拟加速器,我们已经意识到我们需要我们的平台足够灵活,允许在任何给定的时刻放大和平移,因为这将增加我们最终用户的理解和信任,”活动负责人Daniel B.Neill说。卡内基梅隆大学先兆综合征监测小组的D型检测实验室说。最终用户购买是开发中的一个关键步骤,因为一个未充分利用的平台将对公共卫生产生有限的影响,特别是在紧急情况下。”

赢家和亚军

在虚拟加速器之后,各小组提交了他们的最终白皮书,供评委评估。上周,国土安全部宣布了大奖得主和亚军,他们因在可部署系统方面取得的显著进展而获得了奖金。大流行脉搏被评为15万美元大奖的获胜者,先兆症状监测被评为亚军,并获得5万美元奖金。

大流行脉冲由波士顿儿童医院的计算流行病学实验室创建。该团队在公共卫生界因其在传染病监测工具上的工作、利用您附近的流感和健康地图而广为人知。他们的系统提供了一个直观的仪表盘,用Twitter和谷歌搜索数据覆盖这两个数据源,以检测生物线程信号。然后,该工具使用分层评估方法根据病原体类别、信息源和传播模式过滤数据。

第二名,丹尼尔B.尼尔和马洛里·诺布尔的先兆症状监测,使用语义分析将急诊科主任的投诉与来自卫生诊所和社会媒体的数据相结合,以发现与已知疾病不符的疾病爆发。该团队已经在市场上进行了试点,并与纽约市卫生和心理卫生部以及其他城市机构合作开发了一个工作原型。

“通过探索这些未开发的数据源,我们的目标是改善城市一级运营商如何做出重要的公共安全决策,”国土安全部负责科学和技术副部长职责的高级官员威廉N.布莱恩说。大奖得主和亚军拥有强大的系统设计,能够以一种能够让我们更快地发现新出现问题的方式利用信息流。”

展望未来

上周的声明结束了挑战的第二阶段。在这些成功的基础上,国土安全部、当地运营商和参与团队将继续寻求部署预警系统,以发现新出现的生物威胁。

资料来源:https://www.dhs.gov/science-and-technology/news/2018/06/07/snapshot-dhs-accelerates-data-solutions-uncover-biothreats

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