Αναρτήθηκε σε 22 Ιουλίου, 2015 κατηγορία: Ειδήσεις | Tags: Επιστήμη, μαθηματικά, Τοπολογία

Συντάκτης: Γιώργος Καρουζάκης

Τι σχέση μπορεί να έχει η μετάδοση μιας ασθένειας με την εξάπλωση των πληροφοριών; Μια ομάδα μαθηματικών από διαφορετικά πανεπιστήμια (Οξφόρδη, North Carolina και Rutgers) αξιοποιεί ένα σύνολο μαθηματικών κανόνων για να κατανοήσει πώς εξαπλώνονται οι επιδημίες. Πολύτιμη βοήθεια στην προσπάθεια των ερευνητών είναι η μελέτη των μετακινήσεων τόσο στο οδικό δίκτυο όσο και στον υπόγειο σιδηρόδρομο του Λονδίνου. Η μετακίνηση των πολιτών στους δρόμους και το Μετρό είναι ένα πεδίο μελέτης το οποίο μπορεί να συνεισφέρει στην προσπάθεια να προβλεφθεί πότε μια μολυσματική ασθένεια ενδέχεται να εξαπλωθεί σε τοπικό επίπεδο ή να επεκταθεί, με τα αεροπορικά ταξίδια, σε απομακρυσμένες περιοχές.

Οι επιστήμονες ερευνούν, αρχικά, τον πιθανό τρόπο κυκλοφορίας και μετάδοσης μιας ασθένειας ή ακόμα και μιας ασήμαντης πληροφορίας στο οδικό δίκτυο και τα Μέσα Μαζικής Μεταφοράς του Λονδίνου. Για να αναλύσουν τη συμπεριφορά της εξάπλωσης στηρίζονται στην τοπολογία, τον κλάδο των μαθηματικών που χρησιμοποιείται για να χαρακτηρίσει τη δομή πολύπλοκων συστημάτων. Μελετώντας το σχήμα των δεδομένων που προκαλεί μια μόλυνση ή η διασπορά μιας πληροφορίας, οι επιστήμονες μπορούν να διακρίνουν ποια από τις μολύνσεις ή τα κουτσομπολιά μπορούν να διαδοθούν γρήγορα στις πιο απομακρυσμένες περιοχές των δικτύων και ποια θα έχουν μια τοπική, πιο αργή, διάσοση.

Η τεχνική της υπολογιστικής τοπολογίας έχει τη δυνατότητα να υπερβεί πολλά από τα εμπόδια και να συμβάλλει στην εξαγωγή χρήσιμων πληροφοριών από τα ογκώδη σύνολα δεδομένων, όπως εκείνα που συγκεντρώνονται στη διάρκεια της επιδημίας μιας νόσου ή στη διάχυση ενός κουτσομπολιού στα social media. Η υπολογιστική τοπολογία θα μπορούσε, για παράδειγμα, να προϊδεάσει για το πόσο γρήγορα μπορεί να εξαπλωθεί μια νέα μόλυνση ή ποιο θα είναι το επόμενο σημείο που θα ξεσπάσει.

«Τα δίκτυα μεταφοράς έχουν μεγάλη επιρροή στον τρόπο διάδοσης των ασθενειών και των πληροφοριών, αλλά στον ολοένα και περισσότερο συνδεδεμένο κόσμο μας υπάρχουν πολλές συντομεύσεις και παρεκκλίσεις που δυσκολεύουν την καταγραφή των μοντέλων εξάπλωσης», λέει ο καθηγητής από το Μαθηματικό Ινστιτούτο του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης Mason Porter. «Η έρευνά μας δείχνει τον τρόπο ανάπτυξης ενός κυματοειδούς μοντέλου εξάπλωσης, που θα μπορούσε να προσεγγίσει τι συμβαίνει σε τοπικό επίπεδο, με συμπεριφορά που περιλαμβάνει ορισμένες συντομεύσεις και διαφορετικές διαδρομές εξπάπλωσης προς τις απομακρυσμένες περιοχές».

Πηγή: University of Oxford