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感染症大流行へのレジリエンスを担保する予防接種動的オファーによる社会システム設計

研究課題

研究課題/領域番号 20K21062
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分25:社会システム工学、安全工学、防災工学およびその関連分野
研究機関九州大学

研究代表者

谷本 潤  九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (60227238)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード新興感染症 / パンデミック封じ込め / IoT / ワクチン接種オファー / dynamic vaccination / 感染症 / 数理疫学 / ゲーム理論 / vaccination game / 複雑ネットワーク科学 / 季節性インフルエンザ / COVID-19 / 進化ゲーム / 先制的予防接種 / 進化ゲーム理論 / 補助金
研究開始時の研究の概要

感染症伝搬は,経路となる社会システムを適切に制御することで,感染を封じ込め,大流行を未然に防ぐ対策が立てられるかもしれない.医療福祉費との均衡を保ちながら,高齢者をインフルエンザ感染から守るためには,前記の感染医学的アプローチを補完する,効率的で総合的なインフルエンザ封じ込め対策の構築が必要である.本提案では,社会総コストを最小化しつつ,次世代IoT技術に裏付けられた社会情報システムを整備することで,個々の高齢者の意志決定に直接アクセスする社会的介入を行い,効率的にインフルエンザ感染を封じ込める,との全く新しいコンセプトに基づき,そのフィージビリティを検討する.

研究成果の概要

スマートフォンなどのIoT端末に接種オファーを出すことで,感染者の物理接触者を特定して彼らをimmunizeし,感染突端をローカルレベルで即座に封じ込むことが可能になる.このコンセプトをDynamic Vaccinationと云う.感染者発生直後から感染者の隣人に対しワクチン接種を施すDynamic vaccinationを,複雑ネットワーク上で行うMulti Agent Simulationモデルを構築した.ワクチンによる免疫獲得の確率性と感染者やその隣人を特定する情報ノイズの影響がDynamic vaccinationに与える影響を系統的に調べた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

情報ノイズの影響は非常に小さく,対してワクチンの確率的有効性の影響は極めて大きいことが明らかとなった.有効性の低いワクチンではDynamic vaccinationにより流行初期の封じ込めに失敗することになる.この欠点を補うために感染者の第2近傍の隣人にも一定割合でワクチン接種を施す方策を検討したところ,大感染を招く可能性は低減されず,費用対効果の減少により社会総コストが増加することがわかった.

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 9件、 査読あり 9件)

  • [雑誌論文] Free ticket, discount ticket or intermediate of the best of two worlds - which subsidy policy is socially optimal to suppress the disease spreading?2021

    • 著者名/発表者名
      Tatsukawa, Y., Arefin, M. R., Tanimoto, J.
    • 雑誌名

      Journal of Theoretical Biology

      巻: 520 ページ: 110918-110918

    • DOI

      10.1016/j.jtbi.2021.110682

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] An evolutionary game modeling to assess the effect of border enforcement measures and socio-economic cost: Export-importation epidemic dynamics2021

    • 著者名/発表者名
      Kabir, K. M. A., Chowdhury, A, Tanimoto, J.
    • 雑誌名

      Chaos, Solitons & Fractals

      巻: 146 ページ: 110918-110918

    • DOI

      10.1016/j.chaos.2021.110918

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Prosocial behavior of wearing a mask during an epidemic: an evolutionary explanation2021

    • 著者名/発表者名
      Kabir, K. M. A., Tori, R., Tanimoto, J.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 12621-12621

    • DOI

      10.1038/s41598-021-92094-2

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A cyclic epidemic vaccination model: embedding the attitude of individuals toward vaccination into SVIS dynamics through social interactions2021

    • 著者名/発表者名
      Kabir, K. M. A., Tanimoto, J.
    • 雑誌名

      Physica A

      巻: 581 ページ: 126230-126230

    • DOI

      10.1016/j.physa.2021.126230

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Imitation and aspiration dynamics bring different evolutionary outcomes in feedback-evolving games2021

    • 著者名/発表者名
      Arefin, M. R., Tanimoto, J.
    • 雑誌名

      Proceedings of the Royal Society A

      巻: 477 号: 2251 ページ: 20210240-20210240

    • DOI

      10.1098/rspa.2021.0240

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A mean-field vaccination game scheme to analyze the effect of a single vaccination strategy on a two-strain epidemic spreading2020

    • 著者名/発表者名
      Arefin, M. R., Kabir, K. M. A., Tanimoto, J.
    • 雑誌名

      Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment

      巻: 2020 号: 3 ページ: 033501-033501

    • DOI

      10.1088/1742-5468/ab74c6

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Based on mathematical epidemiology and evolutionary game theory, which is more effective: quarantine or isolation policy?2020

    • 著者名/発表者名
      Alam, M., Kabir, K. M. A., Tanimoto, J.
    • 雑誌名

      Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment

      巻: - 号: 3 ページ: 033502-033502

    • DOI

      10.1088/1742-5468/ab75ea

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cost-efficiency analysis of voluntary vaccination against n-serovar diseases using antibody-dependent enhancement: a game approach2020

    • 著者名/発表者名
      Kabir, K. M., Tanimoto, J.
    • 雑誌名

      Journal of Theoretical Biology

      巻: 503 ページ: 110379-110379

    • DOI

      10.1016/j.jtbi.2020.110379

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Vaccinating behaviour guided by imitation and aspiration2020

    • 著者名/発表者名
      Arefin, M. R., Tanaka, M., Tanimoto, J.
    • 雑誌名

      Proceedings of the Royal Society A

      巻: 476 号: 2239 ページ: 20200327-20200327

    • DOI

      10.1098/rspa.2020.0327

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2023-01-30  

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