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2021 Fiscal Year Research-status Report

深層学習によるCOVID-19感染伝播と経済活動を同時制御する社会運営戦略の発見

Research Project

Project/Area Number 21K04535
Research InstitutionNihon University

Principal Investigator

豊谷 純  日本大学, 生産工学部, 教授 (70459866)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大前 佑斗  日本大学, 生産工学部, 助教 (00781874)
原 一之  日本大学, 生産工学部, 教授 (30311004)
高橋 弘毅  東京都市大学, その他部局等, 教授 (40419693)
権 寧博  日本大学, 医学部, 教授 (80339316)
柿本 陽平  日本大学, 生産工学部, 助手 (90899494)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2026-03-31
Keywordsシミュレーション / 数理工学
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、様々な感染症対策を表現可能なCOVID-19の感染伝播をシミュレーションするモデルが必要である。このため、COVID-19接触確認アプリCOCOAの効果を表現可能な感染伝播微分方程式 COCOA-SIRモデルを提案した。これを用いて国内全域規模のシミュレーションを行い、COCOAが有効に機能する条件を分析した。また、ワクチン2回接種の効果を表現可能な感染伝播微分方程式SIRVVDモデル(susceptible-infected-recovered-vaccination1-vaccination2-death)を構築した。さらに、ファイザーのワクチンを想定した有効性パラメータにより、日本国内全域規模のシミュレーションを行った。これにより、ワクチンがどれだけ感染者数を減らす効果があるのか、一定の示唆を得た。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

接触確認アプリCOCOAやワクチンなどの効果検証を行うことができるシミュレータを構築できたため。これについては、マルチエージェントシミュレーションと、微分方程式によるもの、2つのアプローチで進めている。また、実際の人流のデータ解析も進めているため、総合的な判断として、順調と言える。

Strategy for Future Research Activity

今後は、実際の人流データを用いて、分析を進めていく。さらに、提案した微分方程式の解構造を調べ、感染拡大が停止する条件を調査する。その後、ディープラーニングによる分析を行う。

Causes of Carryover

コロナ禍につき、国際会議や研究打ち合わせなどの出張ができなかったため。次年度では、国内学会発表、国際会議など、成果公表を推進していく予定である。

  • Research Products

    (5 results)

All 2022 2021

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results)

  • [Journal Article] SIRVVD model-based verification of the effect of first and second doses of COVID-19/SARS-CoV-2 vaccination in Japan2022

    • Author(s)
      Yuto Omae, Yohei Kakimoto, Makoto Sasaki, Jun Toyotani, Kazuyuki Hara, Yasuhiro Gon, Hirotaka Takahashi
    • Journal Title

      Mathematical Biosciences and Engineering

      Volume: 19 Pages: 1026-1040

    • DOI

      10.3934/mbe.2022047

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] SIR model-based verification of effect of COVID-19 Contact-Confirming Application (COCOA) on reducing infectors in Japan2021

    • Author(s)
      Yuto Omae, Yohei Kakimoto, Jun Toyotani, Kazuyuki Hara, Yasuhiro Gon, Hirotaka Takahashi
    • Journal Title

      Mathematical Biosciences and Engineering

      Volume: 18 Pages: 6506-6526

    • DOI

      10.3934/mbe.2021323

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effectiveness of the COVID-19 Contact-Confirming Application (COCOA) Based on Multi-Agent Simulation2021

    • Author(s)
      Yuto Omae, Jun Toyotani, Kazuyuki Hara, Yasuhiro Gon, Hirotaka Takahashi
    • Journal Title

      Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics

      Volume: 25 Pages: 931-943

    • DOI

      10.20965/jaciii.2021.p0931

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Impact of removal strategies of stay-at-home orders on the number of COVID-19 infectors and people leaving their homes2021

    • Author(s)
      Yuto Omae, Yohei Kakimoto, Jun Toyotani, Kazuyuki Hara, Yasuhiro Gon, Hirotaka Takahashi
    • Journal Title

      International Journal of Innovative Computing, Information and Control

      Volume: 17 Pages: 1055-1065

    • DOI

      10.24507/ijicic.17.03.1055

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Reliability of Multi-agent based Infection Simulator with Parameters of Isolation Wards2021

    • Author(s)
      Yuto Omae, Yohei Kakimoto, Jun Toyotani, Kazuyuki Hara, Yasuhiro Gon, Hirotaka Takahashi
    • Journal Title

      ICIC Express Letters, Part B: Applications

      Volume: 12 Pages: 577-586

    • DOI

      10.24507/icicelb.12.06.577

    • Peer Reviewed / Open Access

URL: 

Published: 2022-12-28  

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