SNSと報道データに基づく人の行動モデルの提案と感染シミュレーション #22

公開日: 2021.12.14
研究者: 栗原聡
機　関: 慶應義塾大学理工学部

物理シミュレーションと社会シミュレーションの違い

物理シミュレーション
（津波のシミュレーション，火災のシミュレーションなど）
物理法則に従った実環境での現象の理解・予測・対策．

➡長期予測となると難しい．

社会シミュレーション（ AIシミュレーション／マルチエージェントシミュレーション）
(避難シミュレーション，感染シミュレーション，マーケティングシミュレーションなど）
人々の振る舞いをモデル化しての社会現象を理解・予測・対策．

人をモデル化したAIを「エージェント」と呼ぶ．
エージェント同士が仮想環境内で動きまわることで実社会の動きを再現する．

➡人が単位でであり物理シミュレーションより格段に難しい．

膨大な過去のデータがあれば予測もAI学習による予測は可能．
➡長期予測となると難しい．

研究方法：エージェントシミュレーションによる新規感染者発生予測
➡スモールワールドネットワーク型の移動ネットワーク上を，冪乗則に従って人が移動する仮想環境にて，感染の拡散を再現

研究成果：第一回緊急事態宣言時の人流での感染予測と一致
➡スモールワールドネットワーク型の移動ネットワーク上を，冪乗則に従って人が移動する仮想環境にて，感染の拡散を再現

※人流高が抑制効果を発揮した可能性も高い（接種者が多く移動することで，未接種者の移動を抑える）

SIRモデルでのネットワークタイプによる感染拡散の違い

ワクチン効果の実態は
ワクチン効果＋白血球の型？かもしれない．

※人流高が抑制効果を発揮した可能性も高い．
（接種者が多く移動することで，未接種者の移動を抑える）

一言なら

生活拠点が鉄道や航空路線で結ばれる社会構造には，感染を一気に拡大させる効果と，
逆に感染の拡大を抑える効果の2つの側面がある．

第5波収束においては，ワクチン接種率が70％程度となったことと，日本人のモラル意識による
行動様式により，感染拡大を抑える効果が発揮された．

欧米での感染拡大は，拡大させる効果が発揮されている．
➡三密守らない行動

人の移動の仕方によりどちらの効果になるかが分かれる．
基本三密守り，節度／モラルある行動する日本では
感染拡大を抑える効果が発揮されやすい．

考察・まとめ

・第5波の収束はワクチン接種(自然感染)による一時的な集団免疫効果が，移動ネットワークの特性により，接種率が70％程度でも発揮されたことが主要要因．
　　　➡集中したワクチン接種による全国的にワクチン効果が高い時期．
　　　➡都市という人が密集するエリア同士が鉄道や航空路線で結ばれる移動ネットワーク
・他の何か特異な要因があったということは見受けられない〔特別な設定もしていない〕．
・第5波では大きな人流の低下はなかった．
　　　➡接種者の移動は相対的に未接種者の移動を抑制し，感染拡大の抑制効果となる．
・日本においてそもそも大きな感染拡大とならない理由が根底にある．
　　　➡日本人の〔マスク・うがい〕といった日常的予防意識の〔ささいな〕差が大きな変化に繋がる．
　　　　〔バタフライ効果〕　

ワクチン接種率と集団免疫効果の関係

※ワクチン接種率30％，50％の時，スモールワールドネットワークの方が，
　ランダムネットワークよりも，未接種者が感染する割合が低くなる．

ワクチン接種率と集団免疫効果の関係　モラルある人が行動することの効果

※スケールフリーだと，HUBに多くの未接種者がいると逆に感染が拡散してしまう（中図）．
　 HUB上位が皆，接種者だと，感染はほぼ拡散しない(右図)．
　 ➡節度ある人（大澤先生より）が移動することは感染拡大を防止する．

SFにおけるモラルある人が行動する割合と感染者数の変化（参考）

なぜ日本だけが？

・短期間で接種したことによるワクチン効果が高い時期であった
・日本人の〔マスク・うがい〕といった予防意識の〔ささいかもしれない〕差が大きな変化に繋がった．
　　➡バタフライ効果

・バタフライ効果（ブラジルの1匹の蝶の羽ばたきはテキサスで竜巻を引き起こすか？）
　複雑系では，ほんの些細が差が大きな変化に至る（個々人レベルでは実感できない）
　
　　　大半の日本人が持つ社会的モラル・予防意識が大きな差を生み出す〔ファクターX要因の1つ〕
　　　
　　　※各個人にとっては，第5波が急速に収束するほどの大きな行動変容をしていない
　　　　にも関わらずの大きな変化であることから奇異に感じられる．

気象学者のエドワード・ローレンツによる、「蝶がはばたく程度の非常に小さな撹乱でも遠くの場所の気象に影響を与えるか?」という問い掛けと、もしそれが正しければ、観測誤差を無くすことができない限り、正確な長期予測は根本的に困難になる、という数値予報の研究から出てきた提言に由来する[4][5]。　　　- wikipedia