في كانون الأول (دیسمبر) - 2020 ، بعد المرحلة الأولى من تحدي الاستجابة الوبائي PANDEMIC RESPONSE XPRIZEوالذي تبلغ جائزته 500 ألف دولار - والذي تدیره مؤسسة XPRIZEالتي تصمم وتدیر مسابقات تحفیزیة من 17 دولة تم اختیارها للتقدم إلى المرحلة النهائیة.

لحل التحدیات العالمیة الكبرى - كان فریق نبراسكا من بین 48 فریقً شارك ما یقرب من 500 فریق من جمیع أنحاء العالم في المسابقة التي رعتها شركة كوجنیزانت.

قام الدكتور فادي الملكاوي، الأستاذ المساعد في الهندسة المعماریة بجامعة نبراسكا- لینكولن والخبیر في تحلیل البیانات الضخمة بتكوین الفریق منذ ما یقرب من عام لمعالجة مشروع آخر مرتبط بالوباء حیث تم استخدام البیانات من موازین الحرارة كینسا المزودة بتقنیة البلوتوث تساعد في التنبؤ بتفشي المرض عبر ولایة نبراسكا. هذا ویذكر ان الدكتور فادي

الملكاوي قد نال درجة البكالوریوس في الهندسة المیكانیكیة من الجامعة الهاشمیة في الأردن، من ثم حاز على درجتي الماجستیر و الدكتوراه من جامعة بینغهامتون الأمریكیة.

بالإضافة إلى الملكاوي، یضم فریق نبراسكا مجموعة ممیزة من الباحثین من حملة وطلاب الدكتوراه وهم:

• ألیسون فرایفیلد، أستاذ الطب الباطني في المركز الطبي بجامعة نبراسكا وخبیرة الأمراض المعدیة.

• بشیر قلوماني، أستاذ مساعد في علوم الكمبیوتر بجامعة نبراسكا في كیرني وخبیر في التعلم العمیق لدعم الخدمات الذكیة

وتطور المرض.

• دان بیاتكوفسكي، الأستاذ المساعد للتخطیط المجتمعي والإقلیمي في جامعة نبراسكا - كلیة لینكولن للهندسة المعماریة. و

• ثلاثة من طلاب الدراسات العلیا لدى الدكتور فادي الملكاوي وهم محمد علي تقالو ومصطفى رافائعي وعلي حازم الرامیني الذي قد نال درجة البكالوریوس في الهندسة المیكانیكیة من الجامعة الأردنیة، من ثم حاز على درجة الماجستیر من جامعة نبراسكا الأمریكیة.

كان المشروع الأصلي نقطة البدایة للعمل المنجز في تحدي الاستجابة للوباء. بعد التعرف على مسابقة XPRIZE في الخریف الماضي، كان على فریق Nebraskaالعمل بسرعة للدخول قبل الحلول في الموعد النهائي في شهر تشرین الثاني (نوفمبر).

منذ الموافقة الأولیة على لقاحات 19-COVID في دیسمبر، زادت شدة الوباء عالمیا، حیث تم تشخیص أكثر من 25 ملیون شخص إضافي بالمرض. یهدف تحدي الاستجابة للأوبئة إلى تسخیر قوة البیانات والذكاء الاصطناعي في تزوید صانعي السیاسات والمسؤولین الصحیین وقادة الأعمال بالرؤى والتوجیهات اللازمة لتنفیذ تدابیر السلامة العامة وتقدیم اللقاح بأمان، وتعظیم قدرتهم على إبقاء الاقتصادات المحلیة مفتوحة مع تقلیل الإمكانات لتفشي الفیروس.

في المرحلة الأولى، تم تكلیف الفرق بتحلیل بیانات 19-COVIDالمحلیة واستراتیجیات التدخل وسیاسات التخفیف لتطویر واختبار نموذج تنبؤ یمكن أن یتوقع طفرات العدوى العالمیة.

"النموذج المقترح من قبل فریق جامعة نبراسكا جید في التنبؤ بالحالات المستقبلیة، ولكن عند التفكیر في حكومة ولایة نبراسكا، ما الذي یمكن فعله لتقلیل الحالات في ولایة (نبراسكا)؟ هذا هو السبب الرئیس في الحاجة إلى نموذج تنبؤي، قال الدكتور الملكاوي. "على سبیل المثال إذا أغلقت المدارس، نتوقع انعكاس ذلك على عدد الحالات، إذا طُ لب من الناس العمل من المنزل، فإن عدد الحالات فسوف یتوقع النموذج ذلك أیضا.

تتعلق المرحلة الثانیة بتحسین الاستجابة، وإعطاء الحكومة طریقة لتقییم السیناریوهات المختلفة وجمیع العوامل للتوصل إلى أفضل خطة یمكن أن یكون لها تأثیر ضئیل على حیاة الناس الصحیة".

وقال الملكاوي إنه ورغم الدخول بالمسابقة في وقت قصیر، فإن فریق جامعة نبراسكا كان من بین أكثر النماذج دقة. وقال: "رغم قصر الوقت المتاح للدخول في المسابقة (قبل أسبوعین من الموعد النهائي)، سارع الفریق إلى وضع تصوراته وكان الهدف أن نكون من بین أفضل 50 فریقًا.

"تركز معظم الأعمال والبیانات على ما یحدث هنا في نبراسكا، ولكن تطبیق النموذج في جمیع أنحاء العالم والتأكد من أنه یؤدي على الأقل مثل النماذج الأخرى أمر ممتع للغایة. لقد كانت مفاجأة رائعة".

تطلبت المرحلة الثانیة، والتي انتهت في الثالث من شهر شباط (فبرایر)، من المتأهلین للتصفیات النهائیة تطویر نموذج واصف - أو خطة عمل محددة. تم تقییم هذه النماذج مقابل المعاییر الرئیسیة للمسابقة، بما في ذلك تقلیل عدد الحالات وتكلفة خطط التدخل.

ًبدلا من التركیز فقط على البیانات التي تم جمعها في ولایة نبراسكا، طُ لب من الفریق دراسة نتائج الاستجابات من جمیع أنحاء العالم عند تطویر نموذجها. قال الدكتور الملكاوي إن ذلك سبب القلیل من القلق. وقال: "إن اتباع نهج عالمي یشجع على وجود نظام خاص". "أنت تفعل ذلك لمكان واحد وهو یعمل ، لكن في بعض الأحیان تصمم شیئًا آخر ویفشل."

قال قلوماني إنه وبالرغم من محدودیة البیانات، كانت التنبؤات دقیقة بشكل مدهش ومتطابقة. وقال: "مع أنواع نماذج التعلم العمیق، ومع توفر المزید من البیانات، یمكن أن یكون النموذج ً مفیدا بشكل كبیر في التعامل مع 19-COVIDً ، فضلا عن الأوبئة المحتملة مستقبلا". "في هذا المشروع، لم یتم تصمیم نظام الذكاء الاصطناعي لیحل محل صانعي القرار، ولكن ً بدلا من ذلك لتمكینهم من إختیار النهج الأفضل، ویقدم الذكاء الاصطناعي اقتراحات حول كیفیة تحقیقها."

سمحت وجهات النظر الطبیة والسریریة التي قدمتها الدكتورة Freifeld" برؤیة شاملة للوباء" التي قالت إنها ساعدت الفریق على تحدید المعاییر الأكثر أهمیة عند تطویر النماذج.

قال بیاتكوفسكي إن التحول القصیر بین المراحل أظهر أفضل ما في فریق نبراسكا. "أعتقد أن إحدى نقاط القوة في هذا الفریق، وعبر نظام NU، هي أن الجمیع كانوا على استعداد لتقدیم وجهات نظرهم وخبرتهم من تخصصاتهم الخاصة ،" قال. "من الجید بالتأكید أن تكون ً قادرا على المنافسة ضد مثل هذه الفرق الرائعة، ولكنه یؤكد ً أیضا على نقاط قوتنا في كل من التمیز العلمي والتعاون هنا في نبراسكا.

و قال علي الرامیني أن بناء النماذج التي تعتمد على الذكاء الاصطناعي لتوقع انتشار فیروس كورونا هي عملیة معقدة ولكنها مهمة جدا لفهم تأثیر التدخلات البشریة كاغلاق المدارس و وضع الكمامات على عدد الحالات.