Compartimos el artículo de Susanne Choney, publicado en el blog de
noticias de Microsoft con un interesante tema:
“Es una pregunta sencilla, que no tenemos que pensar dos veces.
Nuestros asistentes inteligentes, teléfonos o una simple búsqueda en internet
pueden responderla. Pero hacer esas predicciones requiere de una red global de
sensores de estaciones climáticas, analítica avanzada de datos y modernas
supercomputadoras.
Microsoft Premonition prevé hacer lo mismo para predecir la
distribución y evolución de microbios, virus y animales portadores de
enfermedades en el bioma de la Tierra, o en la vida que nos rodea. Si el bioma
pudiera ser monitoreado como el clima, los patógenos ambientales podrían ser
detectados antes y los brotes podrían ser predichos antes de causar grandes
epidemias.
Hoy, más que nunca, se necesitan nuevas redes globales de sensores
para proteger nuestra salud, y la salud de nuestras economías y sociedades.
“Microsoft Premonition cambia el paradigma de reaccionar a conocidos
patógenos a buscarlos de manera continua a medida que evolucionan”, comentó
Ethan Jackson, director senior de Microsoft Premonition. “Estas señales podrían
ayudarnos a detectar antes amenazas potenciales, responder más rápido y
desarrollar nuevas intervenciones antes de que ocurran brotes”.
Microsoft Premonition es un sistema avanzado de alerta temprana que
combina plataformas de detección robótica, inteligencia artificial, analítica
predictiva y metagenómica a escala de nube, para monitorear de manera autónoma
animales portadores de enfermedades como mosquitos, recolectar muestras
ambientales de manera robótica, y luego escanearlas a nivel genómico en busca
de amenazas biológicas.
Al igual que la predicción meteorológica, sus canalizaciones de
analítica utilizan cómputo a escala de nube, para aprovechar los más recientes
avances en Azure IoT y Azure Data Lake en Microsoft Azure. Hoy en día, las
canalizaciones de Premonition han escaneado más de 80 billones de pares de base
de material genómico de muestras ambientales en busca de amenazas biológicas.
Conozcan más sobre Premonition.
Recién se anunció Microsoft Premonition Cloud, que utiliza Microsoft
Azure para agregar y analizar datos que son recolectados por Microsoft
Premonition, y estará disponible en las próximas semanas, a través de un
Programa de Acceso Temprano.
Se estima que entre el 60% y el 75% de las enfermedades infecciosas
emergentes son causadas por patógenos que saltan de los animales a las
personas. Esto incluye a virus como el Zika, Nilo Occidental, dengue y más
reciente, a COVID-19.
Para cuando surgió el Zika en América, en 2016, el equipo comenzó a
investigar nuevos enfoques de monitoreo por un año. De manera rápida produjeron
una pequeña flota de prototipos. Estas primeras trampas robóticas inteligentes,
que se asemejan a modelos a escala de condominios circulares de gran altura,
fueron diseñadas para atraer, identificar y capturar mosquitos de manera
autónoma, para brindar a los funcionarios de salud pública fuentes de datos que
antes no estaban disponibles. La meta era ayudarles a decidir cuándo y dónde
estarían los mosquitos que transmiten enfermedades, para entender mejor el
riesgo del Zika.
El Condado de Harris, sede de la ciudad de Houston, Texas, fue la
ubicación para el despliegue inicial de Project Premonition, que ahora ha
madurado para convertirse en Microsoft Premonition. Avanzamos cuatro años y
ahora, Microsoft Premonition y el Departamento de Salud Pública del Condado de
Harris, comenzarán a construir una de las redes más avanzadas de detección de
amenazas biológicas en una asociación expandida.
“Ha cambiado las reglas del juego”, así es como Douglas E. Norris,
entomólogo y profesor de microbiología molecular e inmunología en la
Universidad Johns Hopkins, describe el impacto de Premonition.
“Todo lo que hacemos hoy, en términos de tratamiento del mosquito,
es reactivo: vemos muchos mosquitos y los rociamos con spray”, comentó Norris,
que trabajó en el proyecto. “Imagina si tuvieras un sistema de pronóstico que
te mostrara que en unos días vas a tener muchos mosquitos, basado en todos
estos datos y modelos; entonces puedes ir y tratarlos antes de que muerdan,
rociarlos, golpearlos temprano para que no tengas esos florecimientos grandes
de mosquitos que podrían resultar en la transmisión de enfermedades”.
Es un enfoque más saludable para los humanos y para el medio
ambiente, comentó Norris. Y también es un enfoque más rentable, en especial con
el estrés al personal y los límites de presupuesto para los departamentos de
salud pública que genera COVID-19 alrededor del mundo.
Basado en la idea de One-Health, un concepto que refuerza la idea de
que la salud de los seres humanos depende del entorno en el que viven,
Premonition ayuda a los sistemas de salud pública a medir mejor la eficacia de
las intervenciones y los costos de diferentes enfoques.
“La mayoría de las cosas que pueden impactar nuestra salud, la salud
de nuestras sociedades y de nuestras economías, son pequeñas”, mencionó
Jackson. “Son cosas como los artrópodos: mosquitos y garrapatas, o microbios y
virus que son aún más pequeños; están a escala de milímetros, micras y
nanómetros”.
La plataforma de detección robótica de Microsoft Premonition
capturará, recolectará, agregará y analizará datos sobre estas pequeñas
amenazas, que a menudo parecieran invisibles.
“Todas las redes de sensores que tenemos hoy: redes que hacen cosas
como recolectar datos para predecir el clima, recolectar datos sobre la red
eléctrica para poder equilibrar las cargas, recolectar información sobre lo que
hace el tránsito para poder predecirlo, todas esas redes de sensores, que en
realidad son cientos y cientos de millones de sensores, no pueden ver a estas
importantes especies”, comentó Jackson.
“Estas formas de vida de las que hablamos son invisibles para todos
esos sensores que hemos desplegado por el mundo. Y cuando lo piensas es algo
increíble, que tengamos un punto ciego tan grande sobre lo que hay en el
ambiente”.
En 2016, durante el pico de riesgo de transmisión de Zika, 10
trampas robóticas inteligentes fueron entrenadas en el Condado de Harris para
identificar y capturar de manera selectiva mosquitos relevantes, y lo hicieron
con una precisión cercana al 90%. Además, los análisis metagenómicos detectaron
microrganismos y virus en los especímenes de mosquitos e identificaron los
tipos de animales con los que se alimentaban.
Ahora, con el próximo despliegue de Microsoft Premonition, el
Condado de Harris tendrá una red de sensores a escala, para brindar “conciencia
situacional biológica continua”, mencionó Jackson. “Van a poder mirar un mapa y
ver en tiempo real lo que sucede ahora. Que, desde la analogía meteorológica,
no existe todavía. Un pronóstico a 24 horas les permite planear de manera
temprana intervenciones específicas en el medio ambiente”.
“Queremos un futuro donde los patógenos emergentes, como el Zika,
puedan ser detectados y suprimidos de manera rápida y equitativa en el Condado
de Harris”, comentó el doctor Umair Shah, director ejecutivo de salud pública
del Condado de Harris.
“Esta asociación también evaluará nuevas capacidades genómicas para
detectar patógenos conocidos y emergentes a partir de muestras ambientales, lo
que sabemos es de especial importancia para enfermedades como COVID-19”.
El futuro de la salud pública “depende de la innovación: ciencia
innovadora, ingeniería innovadora y políticas innovadoras”, comentó. “Estamos
emocionados por continuar esta jornada con Microsoft, mientras aprendemos
juntos”.
El siguiente paso es poder pronosticar “cuándo y dónde podría surgir
la amenaza, no sólo en 24 horas, sino, digamos, dentro de un mes”, comentó
Jackson. “Y para hacer esto, vamos a volver a fabricar y diseñar modelos
epidemiológicos para que podamos decir al Condado de Harris: ‘Esta es una
ubicación en la que, dentro de un mes, hay una alta posibilidad de un brote de
virus del Nilo Occidental’”, el virus primario salido de los mosquitos en el
Condado de Harris.
En los últimos cinco años, las tecnologías de Premonition han sido
probadas en diferentes hábitats, que van desde las arenas de los Cayos en
Florida, a los remotos bosques de Tanzania, en África. “La biología es difícil
y queremos hacerlo bien”, comentó Jackson. La ciencia no puede apresurarse.
Los sistemas de Premonition son desarrollados en “Premonition
Proving Ground”, una instalación Arthropod Containment Level 2 (ACL-2) de
última generación, donde los mosquitos salvajes pueden ser criados,
digitalizados y observados, para desarrollar algoritmos de identificación y
evaluar diseños de dispositivos. El campus de Microsoft en Redmond es también
el centro para escanear muestras ambientales a través de cómputo, obtenidas y
secuenciadas por socios colaboradores, en busca de patógenos.
Detener amenazas de enfermedades antes de que causen brotes es un
desafío entre disciplinas e industrias.
La profunda colaboración con el mundo académico es importante para
desarrollar la tecnología correcta, con base en el mejor entendimiento de la
ciencia subyacente. De manera reciente, la Fundación Nacional de Ciencias (NSF,
por sus siglas en inglés), otorgó la beca “Convergence Accelerator”, que
incluye a socios académicos de la Universidad Vanderbilt, la Universidad Johns
Hopkins, el Instituto para las Métricas y Evaluación de Salud en la Universidad
de Washington, y la Universidad de Pittsburgh. NSF Convergence Accelerator es
una de las “10 grandes ideas” de la NSF para acelerar la innovación de manera
rápida.
“Este proyecto brindará contribuciones duraderas para la salud de
los seres humanos y la preparación frente a pandemias”, comentó la NSF sobre
esta subvención, y destacó que “a medida que los datos profundos del bioma
escalen de manera potencial, las ciencias de la vida se verán abrumadas con
información genómica. La convergencia debe liderar hacia nuevos métodos para
aprovechar de manera eficiente esos datos y obtener información de valor de
manera autónoma”.
Los colaboradores industriales también son cruciales para el éxito.
Bayer, tal vez mejor conocido por su aspirina, pero también una de las
compañías agrícolas líderes en el mundo, juega un rol importante al brindar
salud pública con tratamientos para suprimir a las poblaciones de mosquitos.
Por ejemplo, en asociación con otras compañías líderes en el control de vector,
trabajan para erradicar la malaria para el año 2040. De acuerdo con la
Organización Mundial de la Salud, en 2018, casi la mitad de la población del
mundo estuvo en riesgo de contraer malaria.
“Es por eso que necesitamos tener en nuestra caja de herramientas un
conjunto diverso de soluciones, incluidas aquellas que nos brindan información
de valor”; comentó Jacqueline Applegate, presidenta de semillas vegetales y
ciencia ambiental globales en Bayer. “Microsoft Premonition nos brinda la
oportunidad de poder obtener una perspectiva mucho más realista”.
Premonition permitirá a Bayer “utilizar datos, herramientas de
información y recursos en nuevas maneras, para que podamos ser más
prescriptivos y para optimizar nuestras estrategias de control de vector para
que tengan un mayor impacto”, mencionó. “Y a medida que la intervención se
vuelve más precisa, podemos ayudar a liberar capacidad para los países, que a
menudo tienen recursos limitados, para otros problemas de salud pública”.
Microsoft Premonition cambia el paradigma de reaccionar a patógenos
conocidos, a buscarlos de manera continua a medida que estos evolucionan.
Adicional a esto, con las operaciones de control de vector de los
países de todo el mundo interrumpidas, y los sistemas de salud estresados
debido a COVID-19, es más importante que nunca poder tener a disposición un
sistema de pronóstico de amenazas biológicas, comentó Applegate.
“Cualquier forma con la que podamos ser preventivos, proactivos y
podamos prevenir enfermedades es en verdad bienvenida”, mencionó.
Nicolas Villar, arquitecto principal de hardware en Microsoft
Premonition, trabaja para diseñar la siguiente generación de trampas robóticas
inteligentes. Los bichos de cualquier tipo no eran parte de sus antecedentes.
Entre su trabajo, Villar lideró en conjunto el desarrollo de Project Torino,
una herramienta educativa para enseñar a los niños con deficiencias visuales
los fundamentos de la programación, y Project Emma, una plataforma para
estudiar los efectos atenuantes de la vibración en los temblores experimentados
por los pacientes con Parkinson.
“En su mayoría, mis antecedentes han sido en trabajar con tecnologías
interactivas, cosas que la gente toca de manera directa y cambian la manera en
que la gente aprende, juega o se vuelve saludable en maneras diferentes”,
comentó Villar. “Aprender a trabajar con biología e insectos ha sido un mundo
diferente por completo. Una cosa que me motiva para este proyecto es que aunque
mucho del trabajo es técnico, el impacto que tiene es muy humano. Tratamos de
resolver problemas muy importantes que la humanidad enfrenta en la actualidad,
y a escala eso es muy emocionante”.
“Está claro que Microsoft Premonition tiene una perspectiva muy
diferente de cuando comenzamos el proyecto, cuando hicimos la pregunta
fundamental: ‘¿Podemos usar un mosquito para entender a los patógenos mientras
vuelan por el ambiente?’”, comentó Jackson.
“En el camino, hemos aprendido que las tecnologías existentes no
podían operar a escala para el monitoreo del bioma. Construimos algoritmos,
nuevos modelos impulsados por datos, y un terreno de prueba desde cero, para
entrenar a esos algoritmos y modelos, desde los tornillos y paneles físicos,
hasta las arquitecturas de nube. Ese aprendizaje tomó tiempo y esfuerzo, pero
ahora podemos construir una red que puede monitorear a los pequeños, para que
podamos predecir a los grandes”.
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