【g0v專欄】登革熱疫情擴大　AI如何殺蚊子？ 

台灣是熱帶的海島國家，我們對登革熱從來都不陌生。2015到2016年間的疫情高峰，全台就累積了超過四萬個病例，今年又陸續出現登革熱的本土案例，除了新北市爆發群聚感染之外，台中幾位造訪同一座農場的旅客也紛紛感染。

離赤道不遠的新加坡，更是深受其害。半個新北市不到的國土大小，曾在2013年出現一週就有842人感染。

為何新加坡疫情如此嚴重？

新加坡國家環境局環境衛生研究院院長黃麗菁（Ng Lee Ching）說，熱帶氣候、人口密度、建築年紀與都市化程度，都讓新加坡成為登革熱的重災區。

不過，這並不表示人類就束手無策，新科技的發展帶來更多防治疾病的機會。長期蒐集疾病數據的環境衛生研究院決定出手，利用機器學習與資料分析來根治這個都市國家的公衛危機。

（新加坡的抗登革熱橫幅海報，Photo Credit：ProjectManhattan）

預測模型讓新加坡政府「先發制蚊」

過去十年，環境衛生研究院把登革熱傳染的情形做成互動地圖，提醒民眾留意周遭疫情。然而，黃麗菁坦言，這種作法仍然過於被動，因為當圖做好時，也意味著「登革熱已經在蔓延，許多人已經感染了」。

正因如此，現在他們打算利用數據主動出擊，在疾病滋生之前防患未然，從政府內部不同部門獲得數據，考量天氣、建築環境、人口密度等指標，他們訓練了一套預測模型以判斷城市裡高風險的區域，藉此便能透過提早進入、清理這些重點區域，「先發制蚊」。

比起傳統以人工巡檢的方式尋找孳生源，黃麗菁強調，預測模型的重要性在於把有限資源集中、效益最大化，「畢竟我們沒辦法挨家挨戶檢查。」

從2013年開始，這套模型開始派上用場。當時該模型就準確預測會有大規模登革熱爆發，因此他們事先做好準備，診斷箱、病床、殺蟲藥一應俱全，試圖把死亡率降到最低。他們也根據資料做出了分色風險地圖，視覺化呈現各區域的登革熱風險，讓各區域的民眾事先做好防蚊準備。根據統計顯示，新加坡的疫情已經從2014年高峰每週有891個新增病例，下降到今年高峰只有68人。

（新加坡登革熱案例，Photo Credit：NEA singapore）

智慧捕蚊、時空演算法，為防疫再添一臂之力

到了2018年，環境衛生研究院更設計出「智慧重力捕蚊器」（smart gravitraps），用感應器自動偵測飛進去的是哪種類型的蚊子，藉此判斷登革熱的高風險區；有了這項嶄新設計，目前新加坡散布各地高達五萬個捕蚊器，未來再也不需要科學家親自用顯微鏡去一一檢視。

黃麗菁期待，「未來我們只要坐在辦公室裡，就可以即時知道我們抓到了哪種蚊子。」

目前已有十個「智慧重力捕蚊器」正在進行測試，預計年底可測試完成。未來，透過這項技術取得的資料也會被整合入既有的登革熱資料庫中。

（smart gravitraps，Photo credit：Cleanenviro summit facebook page）

回到台灣，台大地理系郭飛鷹、溫在弘等學者為了探索傳染病的傳播方式，則推出了一套簡稱為「時空演算法」（MST-DBSCAN）的傳染病分析方法。

實際回顧2014年高雄的登革熱疫情，郭飛鷹、溫在弘等人發現，當年疫情達到高峰的前幾週，有幾個病毒感染的患者群出現分裂，並從市中心往北擴散到左營與楠梓。如果使用傳統的核心密度估計法，就難以看出特定患者群的消長、分合狀態。有了「時空演算法」，防疫單位將能輕易掌握更加精確的病毒傳染趨勢，並精準反應。

從時空演算法到互動地圖，科技結合流行病學的研究，能幫助政府與民間共同對抗致命的登革熱。或許有一天，我們不但可以戰勝登革熱，更能把其他傳染病一網打盡。

（本文作者為陳廷彥、林冠廷）

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