Pesquisadores da Universidade Northeastern, em Massachusetts, Estados Unidos, usam o Google Cloud Platform para determinar a propagação do vírus Zika

O laboratório de Modelagem de sistemas biológicos e sociotécnicos (MoBS, na sigla em inglês) da Universidade Northeastern precisava modelar rapidamente o vírus Zika. Com o Google Compute Engine e as máquinas virtuais preemptivas, o MoBS executou mais de 10 milhões de simulações e reduziu drasticamente o tempo necessário para analisar dados.

Em 2015, quando o vírus Zika, transmitido por um mosquito, rapidamente se espalhou pelas Américas, quarentenas e proibições de viagem entraram em vigor, e apelos foram feitos para cancelar os Jogos Olímpicos de 2016 no Brasil. Como a Organização Mundial da Saúde declarou emergência de saúde pública internacional, os governos dos países afetados precisavam de uma forma de prever com precisão as taxas e os locais das novas infecções. Como apenas 20% dos casos de Zika são sintomáticos, ele é um vírus extremamente difícil de prever.

Em janeiro de 2016, a equipe do laboratório de MoBS da universidade, com apoio do CIDID (Centro para a Inferência e a Dinâmica de Doenças Infecciosas), iniciou o projeto de modelagem do Zika para ajudar as autoridades públicas e os pesquisadores a entender melhor a evolução e a propagação do vírus.

O que dizem os pesquisadores

"Com o uso do Big Data e de recursos de computação avançados, esperamos ajudar os pesquisadores e funcionários da saúde pública."

Matteo Chinazzi, pesquisador associado, Universidade Northeastern

O GCP fornece ferramentas de previsão e de análise essenciais, além de muitos outros recursos

Usando uma abordagem matemática e computacional com a tecnologia do Google Cloud Platform (GCP), a equipe analisou vários cenários da possível propagação do vírus Zika, projetando o impacto dele nas populações afetadas. O modelo é baseado na propagação inicial do vírus no Brasil, onde ele surgiu em 2015. Os pesquisadores agora são capazes de prever o impacto de novas infestações em outros locais adicionando outras camadas de dados, como temperatura, quantidade de mosquitos, tamanho da população e padrões de viagem das pessoas.

O GCP permite que a equipe faça várias simulações paralelas e analise os terabytes de dados gerados pelos cenários propostos. Segundo Matteo Chinazzi, pesquisador associado da Universidade Northeastern, "Nós usamos vários produtos do GCP. O Google Cloud Storage armazena todos os dados de modelagem e hospeda o site. O Google Compute Engine (GCE) e as máquinas virtuais preemptivas fazem as simulações da propagação da doença. O Google BigQuery avalia os cenários simulados, cada um incluindo variáveis como datas e dados sobre as infecções. Até agora, analisamos uma quantidade gigantesca de informações, centenas de terabytes no total. O Google Cloud Storage armazena tudo isso".

Resultados rápidos em grande escala

Com o GCE e as máquinas virtuais preemptivas, o MoBS realizou mais de 10 milhões de simulações. O GCE e o BigQuery reduziram drasticamente o tempo necessário para realizar as simulações e analisar os dados. Agora, os dois processos levam horas, em vez de semanas. Segundo Matteo, "Temos a flexibilidade de analisar milhares de instâncias virtuais independentes em paralelo para que possamos gerar uma análise completa de um único cenário epidêmico, que pode conter até 250.000 simulações independentes, em menos de um dia".

Além de permitir aos pesquisadores entender a propagação do vírus Zika, esse modelo pode se tornar padrão para analisar outras epidemias, como a dengue. Embora o vírus não seja mais uma emergência internacional como declarado pela Organização Mundial da Saúde, ainda há muito a ser feito para a prevenção de surtos de doenças transmitidas por mosquitos. Com o uso de Big Data e de recursos de computação avançados e ilimitados, a equipe do MoBS espera ajudar os pesquisadores e funcionários da saúde pública a alcançar esse objetivo.

"O tempo é fundamental ao lidar com surtos de doenças, e o GCP nos fornece as ferramentas necessárias para agir rapidamente em grande escala", afirma Matteo.

Para conhecer a pesquisa sobre o vírus Zika e as análises realizadas pelo laboratório de MoBS, leia "Spread of Zika virus in the Americas", publicado pela revista científica PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America).

O que dizem os pesquisadores

"Temos a flexibilidade de analisar milhares de instâncias virtuais independentes em paralelo, para gerar uma análise completa de um único cenário epidêmico, que pode conter até 250.000 simulações independentes, em menos de um dia."

Matteo Chinazzi, pesquisador associado, Universidade Northeastern

Perfil da organização

O laboratório de Modelagem de sistemas biológicos e sociotécnicos (MoBS, na sigla em inglês) da Universidade Northeastern, em Massachusetts, Estados Unidos, se concentra no desenvolvimento de modelos baseados em dados sobre a propagação de doenças infecciosas, no estudo do comportamento social humano, na modelagem da evolução de redes sociais e tecnológicas complexas, na extração de dados sobre padrões de uso e de tráfego em redes tecnológicas, como a Web e a Internet, e no estudo da interação entre os comportamentos sociais dinâmicos e on-line.

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