Seminarium wyjazdowe w Chęcinach

21 07 2021

Kategoria: Seminarium CBRS

W dniach 15-17 lipca w Europejskim Centrum Edukacji Geologicznej w Korzecku koło Chęcin odbyło się pierwsze seminarium wyjazdowe Centrum Badania Ryzyka Systemowego na Wydziale “Artes Liberales”.

Ze względu na pandemię COVID-19 członkowie Centrum mieli pierwszą okazję, by spotkać się osobiście, przedstawić i przedyskutować pomysły na badania oraz zaprezentować wstępne wyniki badań.

Prof. Marek Konarzewski podjął próbę odpowiedzi na pytanie, dlaczego ludzkość od tysięcy lat ignoruje zagrożenia klimatyczne.

Dr Piotr Bentkowski mówił o danych dostępnych dla Polski odnośnie modelowania pandemii COVID-19. Głównymi źródłami danych jest Główny Urząd Statystyczny, Ministerstwo Zdrowia oraz niezależne badania naukowe. Obecnie o Polskiej populacji wiemy dość dużo, choć nie jest to wiedza tak dokładna jak ta o populacjach Francji czy Wielkiej Brytanii. Piotr mówił również o możliwościach używania danych o zatrudnieniu i zawodowym ryzyku ekspozycji na choroby zakaźne (dane z USA) w modelowaniu rozchodzenia się wirusa SARS-CoV-2 w regionach Polski zależnie od struktury zatrudnienia.

Dr Sebastian Szymański przedstawił analizę wszelkiego rodzaju ryzyk z punktu widzenia etyki.

Dr Grzegorz Łach wprowadził uczestników w stan prac nad budową modelu rozprzestrzeniania się w basenie Morza Śródziemnego i w zachodniej Europie dżumy Justyniana z lat 541-544.

Prof. Marek Kuś przedstawił równania, które mają być wykorzystane w modelu rozprzestrzeniania się dżumy Justyniana:

Marek Kuś

Dżuma Justyniana. Modele rozprzestrzeniania

Celem projektu jest porównanie sposobów rozprzestrzeniania się tzw. dżumy Justyniana w VI w. Zebrane dane historyczne dotyczą dróg, miast i transportu wzdłuż dróg między miastami. Naturalnym podziałem dróg jest wyróżnienie dróg lądowych, dróg wodnych (rzek), szlaków morskich. Transport po danej drodze zależy, przede wszystkim od jej charakteru i odbywał się z różną prędkością po drogach lądowych, wodnych i morskich. Drogi lądowe zostały zakwalifikowane do trzech kategorii ze względu na intensywność transportu towarów (zboża) i ruchu podróżujących osób. Drogi łączą miasta (o trzech kategoriach wielkości pod względem populacji).

Prędkość rozprzestrzeniania się epidemii zależy od intensywności transportu, ale też od tego, czy zarażanie zachodzi bezpośrednio przez ludzi oraz pasożyty ludzkie (wówczas prędkość rozprzestrzeniania zależy od intensywności ruchu osobowego), czy też przez udział gryzoni (wówczas prędkość zależy przede wszystkim od intensywności transportu zboża).

Model „maksymalistyczny” rozprzestrzeniania się epidemii polega na rozważeniu dyfuzji na grafie, w którym węzły (miasta) łączone są krawędziami z wagami zależnymi od intensywności transportu (ludzi i zboża). Problemem jest mała liczba danych dla dróg lokalnych i małych miast oraz zróżnicowane, słabo porównywalne dane lokalne, zależne od powstałych i dostępnych przekazów.

Model dyfuzji przestrzennej i „szybkich dróg” polega na: a) uśrednieniu danych dotyczących dróg lokalnych, b) założeniu, że w każdym obszarze, w którym nie ma głównej drogi zachodzi dwuwymiarowa dyfuzja prawdopodobieństwa zakażenia o współczynnikach dyfuzji, które mogą zależeć od obszaru (miejsca), c) źródłami są główne drogi, tzn. one wyznaczają warunki początkowe dyfuzji, d) wzdłuż krawędzi zakładamy pewną dynamikę transportu prawdopodobieństwa zakażenia (jednowymiarową dyfuzję), e) wzdłuż drogi głównej zachodzi wymiana podróżnych (jedni przerywają podróż, inni ją podejmują), f) nie ma dyfuzji „na boki” w wypadku transportu morskiego. Dodatkowo, w każdym węźle (mieście), lub jedynie w głównych miastach możemy wprowadzić lokalną  dynamikę typu SEIR. Cały model ten opisywany jest za pomocą układu równań różniczkowych cząstkowych. Za pomocą tego modelu możemy: a) testować sposoby rozprzestrzeniania się w ramach modelu i porównywać z danymi, b) poszukiwać dominującego sposobu rozprzestrzeniania się epidemii, c) porównać oba omówione modele.

Dr Jacek Rogala zaprezentował plan badań skupiających się na analizie długofalowych zmian społecznych na przykładzie procesów starzenia się oraz identyfikacji czynników ryzyka rozwoju chorób cywilizacyjnych poprzez szeroko zakrojone badania populacyjne (kohortowe). Dzięki dostępowi do dużej bazy danych sygnałów EEG osób w różnym wieku, przy zastosowaniu zaawansowanych metod fizyki teoretycznej w połączeniu z możliwością budowania narzędzi i metod do klasyfikacji dużych baz danych, planowane jest opracowanie modeli procesów starzenia się i rozpadu układów złożonych, które umożliwią wczesną diagnozę niekorzystnych zmian, zarówno na poziomie społeczeństwa jak i na poziomie fizjologii pojedynczego człowieka. Umożliwi to identyfikację potencjalnych mechanizmów kompensacyjnych pozwalających na wydłużenie sprawności intelektualnej i fizycznej.

Po każdym z wystąpień odbyła się ciekawa i inspirująca dyskusja – według uczestników seminarium, właśnie takich bezpośrednich, twórczych dyskusji wszystkim badaczom w ciągu ubiegłego roku najbardziej brakowało. Zwłaszcza w tak komfortowych warunkach, jakie oferuje  Europejskie Centrum Edukacji Geologicznej. Serdecznie dziękujemy za gościnę!