Γρίφος για δυνατούς λύτες: Εχεις μια χώρα με περιορισμένες οικονομικές δυνατότητες, η οποία πέτυχε να διαχειριστεί τα πρώτα στάδια της πανδημίας με τρόπο που την καθιστά παράδειγμα προς μίμηση.
Ωστόσο, ο αρχικώς επιβεβλημένος για την προστασία της δημόσιας υγείας εγκλεισμός δεν μπορεί να διαρκέσει για πάντα.
Ομοίως δεν μπορεί να διαρκέσει και η απομόνωση της χώρας από τον έξω κόσμο.
Πολύ περισσότερο δε όταν ο τουρισμός αποτελεί έναν από τους βασικούς πυλώνες της οικονομίας της.
Πώς λοιπόν ανοίγεις τη χώρα στον τουρισμό, κρατώντας την υγειονομική ασφάλεια σε διαχειρίσιμα επίπεδα;
Εχει άραγε λύση αυτός ο γρίφος;
Γιατί στην πράξη το ζητούμενο είναι να έχουμε και την πίτα ολόκληρη και τον σκύλο χορτάτο!
Μια ταλαντούχα παρέα.
«Οι γρίφοι αυτοί δεν έχουν λύση, όπως υπονοεί και το γνωμικό. Μπορούν όμως να γίνουν λιγότερο επώδυνοι» μας λέει ο Κίμων Δρακόπουλος, Επίκουρος καθηγητής στην Επιστήμη των Δεδομένων στη Σχολή Marshall του Πανεπιστημίου της Νότιας Καλιφόρνιας, ο οποίος ειδικεύεται στη μοντελοποίηση των επιδημιών, στα κοινωνικά δίκτυα και στη βασισμένη στην πληροφορία οικονομική επιστήμη.
Τον συναντήσαμε στο πατρικό του στην Ηλιούπολη προκειμένου να μιλήσουμε για την EVA, τον αλγόριθμο που από τις αρχές Ιουλίου αποτελεί την πυξίδα της κυβέρνησης στη λήψη αποφάσεων σχετικά με την είσοδο των τουριστών στη χώρα.
Με σπουδές ηλεκτρολόγου μηχανικού στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο (ΕΜΠ), ο Κίμων Δρακόπουλος πέρασε στην άλλη πλευρά του Ατλαντικού προκειμένου να πραγματοποιήσει τη διδακτορική διατριβή του στο φημισμένο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ) με μέντορα τον διακεκριμένο συμπατριώτη μας Ιωάννη Τσιτσικλή. Το θέμα της διατριβής του ήταν η διασπορά (ή/και συμπεριφορά) μολυσματικών παραγόντων σε δίκτυα, πράγμα που τον κατέστησε ιδανικό για να ασχοληθεί με τον συγκεκριμένο δυσεπίλυτο γρίφο.
Οι εκλεκτοί συνοδοιπόροι.
Αλλά δεν είναι μόνος του σε αυτή τη μάχη. Συνοδοιπόροι του, οι επί μακρόν συνεργάτες του: ο Vishal Gupta, επίσης επίκουρος καθηγητής στην Επιστήμη των Δεδομένων στη Σχολή Marshall με ειδίκευση στην ανάπτυξη αλγορίθμων για λήψη αποφάσεων όταν τα δεδομένα δεν επαρκούν, η Hamsa Bastani, επίκουρος καθηγήτρια της Σχολής Wharton του Πανεπιστημίου της Πενσιλβάνια με ειδίκευση στην ανάπτυξη αλγορίθμων και στη τεχνητή νοημοσύνη, και ο Γιάννης Βλαχογιάννης, ιδρυτής και διευθύνων σύμβουλος της εταιρείας AgentRisk, η οποία ειδικεύεται στην ανάλυση δεδομένων και διαχείριση οικονομικών.
Η κοινή τους προσπάθεια χρησιμοποιεί τα ταλέντα και των τεσσάρων συμμετεχόντων, καθώς οι τρεις πρώτοι έγραψαν τον αλγόριθμο, ο οποίος συνδυάζει τη μηχανική μάθηση με την επιδημιολογία, ειδικά για την περίπτωση της Ελλάδας και ο κ. Βλαχογιάννης είναι ο αρχιτέκτονας του λογισμικού που επιτρέπει στο σύστημα να επεξεργάζεται τα δεδομένα με ταχύτητα, ασφάλεια και αξιοπιστία.
Αλγοριθμικές αναζητήσεις.
Χάρη στο Zoom όλη η ομάδα μπαίνει στη συζήτησή μας, παρά το γεγονός ότι οι υπόλοιποι τρεις βρίσκονται στις ΗΠΑ. «Διάβασα κάπου ότι ένας αλγόριθμος μπορεί να είναι τόσο καλός όσο είναι και τα δεδομένα με τα οποία τον προμηθεύεις. Ισχύει;» ρίχνω την πρώτη ερώτηση και η ομάδα χαμογελά.
«Είναι γεγονός ότι η ποιότητα ενός μοντέλου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ποιότητα των δεδομένων του» λέει ο Vishal, ενώ οι υπόλοιποι γνέφουν συναινετικά.
«Για το συγκεκριμένο μοντέλο αξιοποιούνται δύο πηγές δεδομένων: η μία είναι συνεχής και η άλλη έρχεται κατά διαστήματα από τον βρόχο ανάδρασης του συστήματος» λέει ο Κίμων και εξηγεί: «Η πρώτη πηγή δεδομένων αφορά την παγκόσμια πορεία της επιδημίας όπως αυτή καταγράφεται από τα στοιχεία που παρέχουν οι χώρες, ενώ η δεύτερη είναι η πληροφορία που λαμβάνουμε από τα τεστ που πραγματοποιούνται».
Εμφαση στην ακρίβεια
Πώς ξέρουμε όμως ότι ένας αλγόριθμος, ένα μοντέλο, δουλεύει όντως; «Το θέμα της ακρίβειας μας απασχολεί συνεχώς» λέει η Hamsa και προσθέτει: «Εκτός από το ότι παρακολουθούμε το μοντέλο συνεχώς, ώστε να δούμε αν χρειάζεται να γίνουν προσαρμογές, έχουμε ενσωματώσει σε αυτό την ικανότητα φυσικής διερεύνησης».
Τι σημαίνουν όλα αυτά;
Ο Κίμων αναλαμβάνει να εξηγήσει με ένα παράδειγμα: «Ας υποθέσουμε ότι έχει κανείς να διαθέσει 1.000 τεστ και αναμένει τουρίστες από δύο χώρες, Α και Β. Εστω ότι η Α είναι επίφοβη χώρα.
Παρ’ όλα αυτά δεν θα ήταν φρόνιμο όλα τα τεστ να ξοδευτούν για τον έλεγχο των τουριστών με προέλευση την Α χώρα. Ενα μικρότερο μέρος θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί για τη Β, έτσι ώστε αν τα κρούσματα αρχίσουν να ανεβαίνουν εκεί, το γεγονός να εντοπιστεί έγκαιρα.
Σαφώς τα περισσότερα τεστ πάνε σε χώρες μεγαλύτερης επικινδυνότητας αλλά διερευνώνται και οι υπόλοιπες».
Και ο Vishal προσθέτει: «Ενα από τα πλεονεκτήματα του μοντέλου μας είναι το ότι αξιοποιεί τα παγκόσμια δεδομένα για να αποφασιστεί πώς θα πραγματοποιηθεί η επιτήρηση. Με αυτόν τον τρόπο δεν ξοδεύει κανείς πολλά τεστ για τη διερεύνηση».
Επιτυχίες και εκπλήξεις
Χάρη σε αυτή τη «διερευνητική διάθεση» του συστήματος ήρθε και η πρώτη επιτυχία του: ο εντοπισμός των αυξημένων εισροών κρουσμάτων με προέλευση τη Σερβία, πράγμα το οποίο καθοδήγησε τις πολιτικές αποφάσεις στις αρχές του Ιουλίου.
«Η Σερβία δεν ήταν στη λίστα με τις τρεις πιο επικίνδυνες χώρες, ωστόσο είχαμε παρατηρήσει ότι τα κρούσματα εκεί έδειχναν ανοδικές τάσεις και η περαιτέρω διερεύνηση το επιβεβαίωσε σε διάστημα λίγων ημερών. Και φυσικά υπήρξε η άμεση πολιτική ανταπόκριση σε αυτό», σημείωσε ο Κίμων, προσθέτοντας ότι «το παράδειγμα της Σερβίας αποτελεί την καλύτερη υπεράσπιση υπέρ της διερεύνησης. Πάντα υπάρχουν χώρες που δείχνουν περισσότερο επικίνδυνες, αλλά δεν θα πρέπει να αφήνονται εκτός διερεύνησης οι υπόλοιπες».
Αλήθεια, υπήρξαν άλλες αποκλίσεις από τα αναμενόμενα; «Η Βρετανία ήταν μια πολύ ευχάριστη έκπληξη» λέει ο Κίμων, προσθέτοντας ότι από τις 15 Ιουλίου που επετράπη η είσοδος βρετανών τουριστών έχουν εντοπιστεί λίγα κρούσματα σχετικά με τη δειγματοληψία.
«Υπήρξαν διαφορές οι οποίες μας εξέπληξαν» λέει ο Vishal, ο οποίος αποδίδει το γεγονός σε μια βασική ποιοτική διαφορά των εξεταζομένων: «Στις περισσότερες χώρες, λόγω έλλειψης πόρων, η πλειονότητα των τεστ αφορά συμπτωματικά άτομα. Καθώς απαγορεύεται να ταξιδέψει κανείς όντας άρρωστος, εμείς ελέγχουμε ασυμπτωματικά άτομα, δηλαδή άτομα τα οποία μοιάζουν να είναι υγιή.
Ετσι έχουμε μια διαφορετική πηγή δεδομένων: ελέγχουμε σε σχεδόν πραγματικό χρόνο ασυμπτωματικά άτομα, μια ομάδα του παγκόσμιου πληθυσμού για την οποία δεν υπάρχουν πολλά δεδομένα».
Ποιοτικά δεδομένα.
Ο σχεδόν πραγματικός χρόνος οφείλεται στο γεγονός ότι από τη στιγμή λήψης του δείγματος μέχρι την απάντηση παρέρχονται κάποιες ώρες.
Με δεδομένο το ότι οι απαντήσεις τροφοδοτούν το σύστημα, διερωτάται κανείς αν τα γρήγορα τεστ θα ήταν καλύτερα, έστω και αν δεν φημίζονται για την ακρίβειά τους.
Σε αυτό το ερώτημα ο Κίμων είναι κάθετος: «Εξ ορισμού, ένας τουρίστας είναι ένα άτομο ο οποίο δεν θα μείνει σε ένα μέρος: θα πάει για κολύμπι, θα πάει σε εστιατόρια, θα επισκεφθεί ιστορικά μνημεία και μουσεία. Θα είχαμε λοιπόν πολλά να χάσουμε από κάποιον που κινείται έχοντας την αυτοπεποίθηση ότι είναι αρνητικός για τον ιό ενώ στην πραγματικότητα είναι θετικός.
Στη συγκεκριμένη περίπτωση η ακρίβεια παρέχει ασφάλεια. Βεβαίως οι αποφάσεις για το είδος και το πλήθος των τεστ που χρησιμοποιούνται λαμβάνονται από την αρμόδια επιτροπή και όχι από την ομάδα του προγράμματος EVA».
Αλήθεια, πόσο απαιτείται η παρέμβαση της ομάδας για να λειτουργεί το πρόγραμμα EVA;
«Τώρα βρισκόμαστε στη φάση της πλήρους αυτοματοποίησής του» λέει ο Κίμων, διευκρινίζοντας ότι «η αυτοματοποίηση σημαίνει ότι τα αποτελέσματα του προγράμματος θα είναι αυτομάτως προσβάσιμα στα κέντρα λήψης αποφάσεων, χωρίς τα μέλη της ομάδας να χρειάζεται να «πατάνε κουμπιά» σε ημερήσια βάση. Βεβαίως, από καιρού εις καιρόν τα μέλη της ομάδας θα πραγματοποιούν συναντήσεις με τους αρμοδίους προκειμένου να συζητιούνται θέματα που πιθανώς θα ανακύπτουν».
Εθνική υπερηφάνεια
Υπό κανονικές συνθήκες, η συνεργασία της ομάδας με την ελληνική κυβέρνηση θα διαρκέσει τουλάχιστον μέχρι τον Οκτώβριο, όσο διαρκεί και η τουριστική περίοδος.
Ωστόσο, όπως επισημαίνει ο Γιάννης Βλαχογιάννης, «ακόμη και όταν η συνεργασία ολοκληρωθεί, η Ελλάδα θα έχει ήδη ένα μεγάλο κέρδος πέρα από τον αλγόριθμο αυτόν καθαυτόν: την υποδομή που δημιούργησε για την εφαρμογή του προγράμματος.
Ως Ελληνας είμαι εντυπωσιασμένος από την έκταση των ηλεκτρονικών υποδομών που αναπτύχθηκαν προκειμένου να τρέξει το πρόγραμμα και από την ταχύτητα με την οποία ολοκληρώθηκαν. Στην πραγματικότητα αυτό το σύστημα που αναπτύχθηκε στην Ελλάδα είναι μοναδικό. Δεν γνωρίζω άλλες χώρες που να έχουν κάνει το ίδιο».
Τον θαυμασμό τους για την ταχύτητα με την οποία αναπτύχθηκαν οι υποδομές, αλλά και για τη γενικότερη αξιοπιστία του συστήματος, εξέφρασαν και τα υπόλοιπα μέλη της ομάδας.
«Κανένας αλγόριθμος, όσο καλά και αν είναι γραμμένος, δεν μπορεί να αποδώσει όταν δεν λειτουργεί το σύστημα συνολικά.
Είμαστε ένας κρίκος σε μια μεγάλη αλυσίδα η οποία περιλαμβάνει πολλούς ανθρώπους: από τους επιστήμονες που διενεργούν τα τεστ και εισάγουν τα αποτελέσματά τους στο σύστημα μέχρι εκείνους που είναι επιφορτισμένοι να πραγματοποιήσουν τον εντοπισμό των στενών επαφών των κρουσμάτων, μετά τη δική μας προσπάθεια να απομακρύνουμε όσο το δυνατόν περισσότερα ενεργά κρούσματα» λέει η Hamsa, ενώ ο Κίμων προσθέτει: «Είμαστε τυχεροί που συνεργαζόμαστε με τόσο ανοιχτόμυαλους ανθρώπους.
Οταν παρουσιάσαμε τον αλγόριθμο στην κυβέρνηση, δεν ήμασταν σίγουροι για τις δυνατότητες εφαρμογής του. Ομως μια κρίσιμη μάζα της ηγεσίας πήρε το πρόγραμμα επάνω της και σε ελάχιστο χρόνο παρείχε όλα αυτά που χρειαζόταν μέχρι την παραμικρή λεπτομέρεια, όπως παραδείγματος χάριν η εκπαίδευση των ανθρώπων στα λιμάνια, στα αεροδρόμια και στα χερσαία σύνορα».
Και ο Vishal δηλώνει εντυπωσιασμένος με την αύξηση του αριθμού των τεστ που διενεργούνται στα σύνορα (τα οποία, σύμφωνα με τις δηλώσεις του κ. Χαρδαλιά την περασμένη Τρίτη, ξεπέρασαν τις 170.000).
Επιλογή του δείγματος με έξυπνο τρόπο
Ποια είναι λοιπόν η αποτίμηση της μέχρι τούδε εφαρμογής του προγράμματος EVA;
Ο Κίμων είναι πραγματιστής: «Είναι προφανές ότι κανείς δεν μπορεί να εξετάσει όλους τους ανθρώπους που περνούν τα σύνορα μιας χώρας. Αυτό που κάνουμε είναι να εξετάζουμε ένα ποσοστό των τουριστών το οποίο επιλέγεται με έξυπνο τρόπο.
Σε καμία περίπτωση δεν μπορούμε να διασφαλίσουμε ότι κανένα κρούσμα δεν θα μπει στη χώρα. Ο αλγόριθμος καθοδηγεί την κατά το δυνατόν ορθή κατανομή των τεστ και παράλληλα παρέχει πολύ γρήγορα μια ξεκάθαρη εικόνα του τι γίνεται στον υπόλοιπο κόσμο, έτσι ώστε να επιτρέπει γρήγορα αντανακλαστικά στη λήψη αποφάσεων».
Μπορεί τα παραπάνω να ακούγονται πολύ μετριοπαθή, αλλά αν σκεφτεί κανείς τι θα μπορούσε να είχε γίνει αν συνεχίζονταν οι αθρόες εισροές τουριστών από τη Σερβία, αντιλαμβάνεται το μέγεθος της προσφοράς των τεσσάρων «συνοριοφυλάκων» μας!
Ο αλγόριθμος γίνεται καλύτερος με κάθε νέο αποτέλεσμα
Οπως όλα τα συστήματα μηχανικής μάθησης, η EVA έχει σχεδιαστεί να μαθαίνει από την πρότερη εμπειρία της και να βελτιώνεται.
Εκτός λοιπόν από την πληροφορία σχετικά με την επιδημιολογική κατάσταση των χωρών, το σύστημα τροφοδοτείται και με την πληροφορία που προκύπτει από τα φυλλάδια που υποχρεούνται να συμπληρώσουν οι υποψήφιοι επισκέπτες της χώρας μας δύο 24ωρα πριν από την άφιξή τους.
Το φυλλάδιο σχεδιάστηκε από την ομάδα των ερευνητών σε συνεργασία με έλληνες ιθύνοντες. Από τις αναγραφόμενες σε αυτό πληροφορίες στο σύστημα εισέρχονται μόνο όσες επιτρέπουν οι διεθνείς κανονισμοί προστασίας προσωπικών δεδομένων.
«Δεν γνωρίζουμε ονόματα, ούτε αριθμούς τηλεφώνου, ούτε οτιδήποτε άλλο που θα επέτρεπε να εντοπίσουμε κάποιο άτομο» εξηγεί ο Vishal και προσθέτει: «Γνωρίζουμε συγκεντρωτικά δεδομένα του τύπου: αύριο αναμένονται τόσοι άνδρες και τόσες γυναίκες από την τάδε χώρα και πόλη με αυτές τις ηλικίες.
Επί τη βάσει της επιδημιολογικής κατάστασης της χώρας προέλευσης κάνουμε συστάσεις για τον αριθμό των τεστ που πρέπει να πραγματοποιηθούν σε αυτόν τον πληθυσμό.
Παραδείγματος χάριν, λέμε ότι πρέπει να εξεταστούν 20 γυναίκες και 30 άνδρες με προέλευση τη Γερμανία. Οταν ολοκληρωθούν τα τεστ, η πληροφορία τροφοδοτείται στο σύστημα και επιτρέπει την αυτοβελτίωσή του.
Αν δηλαδή για μερικές συνεχείς ημέρες όλα τα τεστ που διενεργούνται σε πολίτες κάποιας χώρας βγαίνουν αρνητικά, οι συστάσεις προσαρμόζονται αναλόγως: μειώνεται ο αριθμός των τεστ που γίνονται σε πολίτες αυτής της χώρας και διατίθενται για πολίτες άλλης, η οποία δείχνει πιθανώς ανοδικές τάσεις της επιδημίας».
«Κανείς μας δεν παίρνει χρήματα, ούτε θα πάρει»
Η συνεργασία του Κίμωνα Δρακόπουλου και της ομάδας του με την ελληνική κυβέρνηση ξεκίνησε με πρωτοβουλία του ιδίου.
Με δεδομένο το υπόβαθρό του σχετικά με τη συμπεριφορά των μολυσματικών παραγόντων, αλλά και την παρούσα ερευνητική δουλειά του στα δίκτυα τεχνητής νοημοσύνης και τη μηχανική μάθηση, έγραψε στην ελληνική κυβέρνηση προσφέροντας τις υπηρεσίες του. Αμισθί!
Η πρόταση έπειτα από σειρά συναντήσεων με την επιστημονική επιτροπή έγινε δεκτή και εξελίχθηκε στη συνεργασία που περιφρουρεί τα σύνορά μας.
Κανείς από τους τέσσερις συνεργάτες δεν πήρε, ούτε και προβλέπεται να πάρει χρήματα.
