Un’App per lo studio delle epidemie

Virus

SIR_ECovid

Frutto degli incontri con la dottoressa Caterina Rizzo (Ospedale pediatrico Bambin Gesù) e con il professor Eugenio Montefusco (Università La Sapienza di Roma) e del MeetUp Matematica per le epidemie, ragazze e ragazzi delle classi 5°E e 5°C hanno progettato e realizzato un’applicazione per lo studio della diffusione delle epidemie: SIR_ECovid (in cui la sigla SIR indica il modello Suscettibili-Infettivi-Rimossi, SIR per l’appunto, mentre le lettere E e C sono le sezioni dei partecipanti).

L’applicazione è fondata su un modello agent based, computazionale, quindi simula le interazioni tra gli individui di una popolazione controllando lo sviluppo del contagio che si propaga attraverso questi incontri.

Una simulazione ottenuta con SIR_ECovid. Ogni punto sulla mappa rappresenta un individuo, il colore indica lo stato di salute: -2 deceduto, -1 guarito, 0 suscettibile. Colori dal giallo al rosso scuro indicano un infettivi (un individuo che ha contratto la malattia) e da quanto tempo (giallo, appena contagiato). Nella mappa la distanza tra individui (punti) rappresenta la distanza sociale più che quella geografica. Può essere più vicino socialmente una parente stretto che non abita con noi piuttosto che un vicino di casa che non incontriamo mai: nella mappa il parente stretto sarebbe un punto adiacente o quasi, il vicino un punto piuttosto distante.

L’applicazione è stata realizzata con Blockly, il generatore di codice open source di Google, e una volta testata è stata fatta girare in Python (al codice generato da Blockly sono state aggiunte poche funzioni per la generazione delle mappe).

La struttura del programma, molto sintetica, è sostanzialmente quella di far incontrare ogni individuo della popolazione con un certo numero di altri, scelti a caso ma tenendo conto della distanza (la probabilità di incontrare un individuo vicino è più alta), controllare lo stato di salute dei due ed eventualmente propagare il contagio, con una probabilità che dipende dalla virulenza della malattia.

L’applicazione SIR_ECovid è stata presentata giovedì 4 giugno scorso in un incontro in videoconferenza. Il sindaco di Latina, Damiano Coletta, ha twittato un commento su questo incontro (https://twitter.com/Damiano_Coletta/status/1268558997650620418) di cui andiamo fieri e che riportiamo integralmente qui di seguito:

#AlternanzaScuolaLavoro, gli studenti del liceo Grassi propongono un progetto appassionante: Research in action. Oggi ho assistito alla presentazione di un’analisi della diffusione del #Covid19 attraverso un modello matematico complesso. Bravi, competenti: un esempio per Latina.

Nella discussione che è seguita sono state proposte innumerevoli varianti, modifiche, espansioni ed evoluzioni da riempire le ore di PCTO di decine di classi. Infatti, di sicuro, questo progetto entrerà a far parte dei laboratori di alternanza scuola-lavoro che sono il fulcro del progetto Research in Action.

Ma non saremo lasciati soli! Infatti si sono offerti come tutor per le attività del prossimo anno la professoressa Annalisa Malusa e il professor Eugenio Montefusco (Dipartimento di matematica dell’Università degli Studi La Sapienza di Roma), il professor Danilo Comminiello (Dipartimento di ingegneria dell’informazione, elettronica e telecomunicazioni dell’Università degli Studi La Sapienza di Roma) e il professor Alessandro Alla (già alunno del liceo e ora al Dipartimento di matematica della Pontificia Università Cattolica di Rio de Janeiro). E davvero ne avremo bisogno perché il prossimo anno le classi coinvolte saranno tre!

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