Mūsu pandēmijas problēmu pārdomāšana ar inženiera domāšanas veidu

Ms Tech | Welcome Collection

Pēdējie 20 mēneši katru suni pārvērta par epidemiologu amatieru un statistiķi. Tikmēr grupa bona fide epidemiologu un statistiķu uzskatīja, ka pandēmijas problēmas var efektīvāk atrisināt, pieņemot inženiera domāšanas veidu, proti, koncentrējoties uz pragmatisku problēmu risināšanu ar iteratīvu, adaptīvu stratēģiju, lai lietas darbotos.

Nesenā esejā Nenoteiktības ņemšana vērā pandēmijas laikā , pētnieki pārdomā savu lomu sabiedrības veselības ārkārtas situācijā un to, kā viņi varētu būt labāk sagatavoti nākamajai krīzei. Viņi raksta, ka atbilde var būt epidemioloģijas pārdomāšana ar vairāk inženierijas perspektīvu un mazāk tīras zinātnes perspektīvas.

Epidemioloģiskie pētījumi sniedz informāciju par sabiedrības veselības politiku un tai raksturīgo mandātu profilaksei un aizsardzībai. Bet pareizais līdzsvars starp tīriem pētniecības rezultātiem un pragmatiskiem risinājumiem pandēmijas laikā izrādījās satraucoši nenotverams.

Mums ir jāpieņem praktiski lēmumi, tāpēc cik liela nozīme ir nenoteiktībai?

Sets Gikema

Es vienmēr iedomājos, ka šādā ārkārtas situācijā epidemiologi būtu noderīgi cilvēki, saka esejas līdzautors Džons Zelners. Taču mūsu loma ir bijusi sarežģītāka un sliktāk definēta, nekā biju gaidījis pandēmijas sākumā. Infekcijas slimību modelētājs un sociālais epidemiologs Mičiganas Universitātē Zelners bija liecinieks ārprātīgam pētniecisko darbu skaitam, daudzi ļoti maz domāja par to, ko tas īsti nozīmē pozitīvas ietekmes ziņā.

Zelners saka, ka bija vairākas neizmantotas iespējas, ko izraisīja saikņu trūkums starp epidemiologu piedāvātajām idejām un rīkiem un pasauli, kam viņiem bija jāpalīdz.

Atteikšanās no noteiktības

Līdzautors Endrjū Gelmans, statistiķis un politologs Kolumbijas universitātē, esejas ievadā izklāstīja plašāku ainu. Viņš pielīdzināja pandēmijas uzliesmojumu amatieru epidemiologiem ar veidu, kā karš padara ikvienu pilsoni par amatieru ģeogrāfu un taktiku: kartes ar krāsainiem tapām vietā mums ir iedarbības un nāves gadījumu skaita diagrammas; cilvēki uz ielas strīdas par infekciju izraisīto mirstības līmeni un ganāmpulka imunitāti tā, kā viņi, iespējams, agrāk diskutēja par kara laika stratēģijām un aliansēm.

Un līdztekus visiem datiem un publiskajam diskursam — vai maskas joprojām ir nepieciešamas? Cik ilgi turpināsies aizsardzība pret vakcīnu? — radās neskaidrības.

Mēģinot saprast, kas tikko notika un kas nogāja greizi, pētnieki (kuru vidū bija arī Rūta Etioni Vašingtonas Universitātē un Džūljens Riou Bernes Universitātē) veica kaut ko līdzīgu no jauna. Viņi pārbaudīja rīkus, kas tiek izmantoti, lai risinātu problēmas, piemēram, novērtētu pārnešanas ātrumu no cilvēka uz cilvēku un gadījumu skaitu, kas cirkulē populācijā jebkurā laikā. Viņi novērtēja visu, sākot no datu vākšanas (datu kvalitāte un to interpretācija neapšaubāmi bija lielākās pandēmijas problēmas) līdz modeļa izstrādei un beidzot ar statistisko analīzi, kā arī saziņu, lēmumu pieņemšanu un uzticēšanos. Viņi rakstīja, ka katrā solī ir nenoteiktība.

Un tomēr, Gelmans saka, analīzē joprojām nav pietiekami izteikts apjukums, ko es piedzīvoju šajos pirmajos mēnešos.

Viena taktika pret visu nenoteiktību ir statistika. Gelmans statistiku uzskata par matemātisko inženieriju — metodēm un rīkiem, kas ir tikpat svarīgi kā mērījumi, kā arī atklāšana. Statistikas zinātnes mēģina izgaismot pasaulē notiekošo, akcentējot atšķirības un nenoteiktību. Kad tiek saņemti jauni pierādījumi, tiem vajadzētu radīt iteratīvu procesu, kas pakāpeniski uzlabo iepriekšējās zināšanas un uzlabo noteiktību.

Laba zinātne ir pazemīga un spēj sevi pilnveidot nenoteiktības apstākļos.

Marks Lipsičs

Sjūzena Holmsa, Stenfordas statistiķe, kura nebija iesaistīta šajā pētījumā, arī saskata paralēles ar inženierzinātņu domāšanas veidu. Viņa saka, ka inženieris vienmēr atjaunina savu attēlu — tiek pārskatīts, tiklīdz kļūst pieejami jauni dati un rīki. Risinot problēmu, inženieris piedāvā pirmās kārtas tuvinājumu (izplūdušu), pēc tam otrās kārtas tuvinājumu (vairāk koncentrēts) un tā tālāk.

Gelmanam tomēr ir iepriekš brīdināts ka statistikas zinātni var izmantot kā mašīnu nenoteiktības atmazgāšanai — apzināti vai nē, traki (neskaidri) dati tiek apkopoti un šķiet pārliecinoši (noteikti). Statistika, kas vērsta pret nenoteiktību, pārāk bieži tiek pārdota kā sava veida alķīmija, kas šīs nenoteiktības pārvērtīs noteiktībā.

Mēs to bijām liecinieki pandēmijas laikā. Slīkstot nemieros un nezināmos, epidemiologi un statistiķi — gan amatieri, gan eksperti —, cenšoties noturēties virs ūdens, tvēra kaut ko stabilu. Bet, kā norāda Gelmans, vēlēties noteiktību pandēmijas laikā ir nepiemēroti un nereāli. Viņš saka, ka priekšlaicīga noteiktība ir bijusi daļa no pandēmijas lēmumu izaicinājuma. Šī lēkāšana starp nenoteiktību un noteiktību ir radījusi daudz problēmu.

Viņš saka, ka atlaišana no vēlmes pēc noteiktības var būt atbrīvojoša. Un šeit daļēji parādās inženierijas perspektīva.

Mīļojošs domāšanas veids

Setam Gikemam, Mičiganas Universitātes Riska analīzes un apzinātu lēmumu izstrādes centra līdzdirektoram (un Zelnera līdzstrādniekam citos projektos), galvenais inženierijas pieejas aspekts ir niršana nenoteiktībā, nekārtības analīze. un tad sperot soli atpakaļ ar perspektīvu Mums ir jāpieņem praktiski lēmumi, tad cik liela nozīme ir nenoteiktībai? Jo, ja ir daudz neskaidrību un ja nenoteiktība maina to, kādi ir optimālie lēmumi vai pat kādi ir labie lēmumi, tad to ir svarīgi zināt, saka Guikema. Bet, ja tas īsti neietekmē manus labākos lēmumus, tas ir mazāk kritisks.

Piemēram, SARS-CoV-2 vakcinācijas pārklājuma palielināšana iedzīvotāju vidū ir viens no scenārijiem, saskaņā ar kuriem, pat ja ir zināma neskaidrība par to, cik precīzi vakcinācijas gadījumu vai nāves gadījumu novērsīs, tas, visticamāk, samazināsies abus gadījumus, radot dažas nelabvēlīgas sekas. vai motivācija ir pietiekama, lai izlemtu, ka liela mēroga vakcinācijas programma ir laba ideja.

Inženieris vienmēr atjaunina savu attēlu.

Sjūzena Holmsa

Inženieri, norāda Holms, arī ļoti labi prot sadalīt problēmas kritiskās daļās, izmantot rūpīgi atlasītus rīkus un optimizēt risinājumus ierobežotos apstākļos. Ar inženieru komandu, kas būvē tiltu, ir cementa speciālists un tērauda speciālists, vēja inženieris un būvinženieris. Viņa saka, ka visas dažādās specialitātes strādā kopā.

Zelneram priekšstatu par epidemioloģiju kā inženierzinātņu disciplīnu viņš pārņēma no sava tēva, mehāniķa, kurš nodibināja savu uzņēmumu, kas projektēja veselības aprūpes iestādes. Balstoties uz bērnību, kas bija pilna ar būvēšanas un lietu labošanas darbiem, viņa inženiertehniskā domāšana ir saistīta ar pielāgošanu — piemēram, transmisijas modeļa pilnveidošanu, reaģējot uz kustīgu mērķi.

Bieži vien šīm problēmām ir nepieciešami iteratīvi risinājumi, kur jūs veicat izmaiņas, reaģējot uz to, kas nedarbojas vai nedarbojas, viņš saka. Jūs turpināt atjaunināt savu darbību, jo tiek saņemts vairāk datu un redzat savas pieejas panākumus un neveiksmes. Manuprāt, tas ir ļoti atšķirīgs — un labāk piemērots sarežģītām, nestacionārām problēmām, kas nosaka sabiedrības veselību — nekā statisks vienreizējs tēls, kas daudziem cilvēkiem ir par akadēmisko zinātni, kur jums ir liela ideja, pārbaudiet to, un jūsu rezultāts visu laiku tiks saglabāts dzintara krāsā.

Saistīts stāsts

Tagad visi kopā: uzticamākais Covid-19 modelis ir ansamblis

Apvienojot daudzas prognozes un prognozes, modelēšanas komandas uzlabo nenoteiktību.

Zelners un līdzstrādnieki universitātē pavadīja daudzus mēnešus, veidojot a Covid kartēšanas vietne Mičiganai, un viņš bija iesaistīts datu paneļu izveidē — noderīgu rīku publiskam patēriņam. Taču šajā procesā viņš redzēja pieaugošu neatbilstību starp formālajiem instrumentiem un to, kas bija nepieciešams, lai ātri mainīgā krīzē sniegtu informāciju praktisku lēmumu pieņemšanai. Mēs zinājām, ka kādu dienu notiks pandēmija, taču es noteikti nebiju domājis par to, kāda būs vai varētu būt mana loma, viņš saka. Mēs pavadījām vairākus mokošus mēnešus, lai tikai izgudrotu šo lietu — mēģinot darīt to, ko nekad iepriekš nebijām darījuši, un apzinoties, ka mums nav pieredzes tā veikšanā.

Viņš paredz pētījumu rezultātus, kas nāk ne tikai ar pamudinājumiem, ka cilvēkiem tas jādara! bet arī ar pieejamu programmatūru, kas ļauj citiem strādāt ar rīkiem. Taču lielākoties, viņš saka, epidemiologi veic izpēti, nevis izstrādi: mēs rakstām programmatūru, un tā parasti ir diezgan slikta, taču tā paveic darbu. Un tad mēs rakstām darbu, un pēc tam kādam citam — kādai iedomātai citai personai — ir jāpadara tas noderīgs plašākā kontekstā. Un tad tas nekad nenotiek. Mēs esam redzējuši šīs neveiksmes pandēmijas kontekstā.

Viņš iedomājas ekvivalentu valsts laika prognozēšanas centram infekcijas slimībām. Viņš saka, ka pastāv pasaule, kurā visi Covid numuri nonāk vienā centrā. Kur ir modelis, kas spēj saskaņoti apvienot šo informāciju, ģenerēt prognozes kopā ar diezgan precīziem nenoteiktības attēlojumiem un pateikt kaut ko saprotamu un samērā praktisku diezgan saspringtā laika joslā.

Pandēmijas sākumā šī infrastruktūra nepastāvēja. Taču pēdējā laikā ir vērojamas progresa pazīmes.

Strauji mainīga sabiedrības veselības zinātne

Marks Lipsičs, Hārvardas infekcijas slimību epidemiologs, ir zinātnes direktors ASV Slimību kontroles centra jaunajā Prognozēšanas un uzliesmojumu analīzes centrā, kura mērķis ir uzlabot lēmumu pieņemšanu un nodrošināt koordinētu, saskaņotu reakciju uz pandēmiju, kad tā attīstās. .

Mēs šobrīd ne pārāk labi prognozējam infekcijas slimības. Patiesībā mums tas ir diezgan slikti, Lipsičs saka. Bet mēs diezgan slikti prognozējām laika apstākļus, kad tas sākās 50. gados, viņš atzīmē. Un tad uzlabojās tehnoloģija, uzlabojās metodoloģija, uzlabojās mērījumi, uzlabojās aprēķins. Ieguldot laiku un zinātniskās pūles, mēs varam uzlabot lietas.

Prognozēšanas uzlabošana ir daļa no centra inovācijas vīzijas. Vēl viens mērķis ir spēja veikt īpašus pētījumus, lai atbildētu uz konkrētiem jautājumiem, kas rodas pandēmijas laikā, un pēc tam izstrādāt īpaši izstrādātu analītikas programmatūru, lai sniegtu savlaicīgas atbildes valsts un vietējā līmenī.

Šie centieni ir sinhroni ar inženierijas pieejas jēdzienu, lai gan Lipsičs to dēvētu vienkārši par strauji mainīgu sabiedrības veselības zinātni.

Laba zinātne ir pazemīga un spēj sevi pilnveidot, saskaroties ar nenoteiktību, viņš saka. Zinātnieki, parasti ilgākā laika posmā — gados vai gadu desmitos — ir diezgan pieraduši pie idejas atjaunināt mūsu patiesības priekšstatu. Taču krīzes laikā atjaunināšanai ir jānotiek ātri. Viņš saka, ka ārpus pandēmijām zinātnieki nav pieraduši būtiski mainīt mūsu priekšstatu par pasauli katru nedēļu vai mēnesi. Taču īpaši šajā pandēmijas laikā, ņemot vērā jaunu notikumu un jaunas informācijas ātrumu, mums tas ir jādara.

Lipsičs saka, ka jaunā centra filozofija ir uzlabot lēmumu pieņemšanu nenoteiktības apstākļos, samazinot šo nenoteiktību ar labāku analīzi un labākiem datiem, kā arī atzīstot to, kas nav zināms, un skaidri paziņojot par to un tā sekām.

Un viņš atzīmē: mums būs nepieciešams daudz inženieru, lai veiktu šo funkciju, un, protams, inženiertehniskā pieeja.

paslēpties