Who are we?

Introduction

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We are a team of Spanish scientists who have been working since March 2020 in collaboration with the Valencian Government of Spain on using Data Science to help fight the SARS-CoV-2 pandemic. We have focused on 4 large areas of work: large-scale human mobility modeling via the analysis of aggregated, anonymized data derived from the mobile network infrastructure; computational epidemiological models; predictive models and citizen science by means of a large-scale citizen survey called COVID19impactsurvey which, with over 375,000 answers in Spain and around 150,000 answers from other countries is one of the largest COVID-19 citizen surveys to date. Our work has been awarded two competitive research grants.

Since March, we have been developing two types of traditional computational epidemiological models: a metapopulation compartmental SEIR model and an agent-based model. However, for this challenge, we opted for a deep learning-based approach, inspired by the model suggested by the challenge organizers. Such an approach would enable us to build a model within the time frame of the competition with two key properties: be applicable to a large number of regions and be able to automatically learn the impact of the Non-Pharmaceutical Interventions (NPIs) on the transmission rate of the disease. The Pandemic COVID-19 XPRIZE challenge has been a great opportunity for our team to explore new modeling approaches and expand our scope beyond the Valencian region of Spain.

Meet The Team

  • Kristina Polotskaya

    Òscar Garibo

    Nuria Oliver

  • Manuel G. Portolés

    Miguel Angel García

    Victor de Elena

    J. Alberto Conejero

  • Miguel Rebollo

    Francisco Escolano

    Elisa Espín

    Eloy Piñol Jimenez

  • Aurora Mula Leal

    Adolfo Lopez

    Miguel Angel Lozano





Our Multidisciplinary Team

VALENCIA IA4COVID

This group is made up of more than twenty experts from the Universities and research centers of the Valencian Community (Spain) and led by Dr. Nuria Oliver. We have all been working intensively since the beginning of the pandemic, altruistically and using the resources available to us in our respective institutions and with the occasional philanthropic collaboration of some companies.


Affiliated with: Ellis Alicante, Universitat Jaume I, Universidad de Alicante, Universidad Miguel Hernández, Universitat Politècnica de València, Universidad Cardenal Herrera CEU.

Visualizations of applied NPIs

Computational epidemiological models

We have developed machine learning-based predictive models of the number of hospitalizations and intensive care hospitalizations overall and for SARS-CoV-2 patients. We have also developed a model to infer the prevalence of the disease based on a few of the answers to our citizen survey https://covid19impactsurvey.org

We have developed 3 types of computational epidemiological models: (1) a metapopulation compartmental SEIR-type model; (2) an agent-based model and (3) a deep learning-based model in the context of the 500k XPRIZE Pandemic Response Competition sponsored by Cognizant

Prescriptor Models

Our goal in the Prescription phase of the competition is to develop an interpretable, data-driven and flexible prescription framework that would be usable by non machine-learning experts, such as citizens and policy makers in the Valencian Government. Our design principles are therefore driven by developing interpretable and transparent models.

Given the intervention costs, it automatically generates up to 10 Pareto-optimal intervention plans. For each plan, it shows the resulting number of cases and overall stringency, its position on the Pareto front and the activation regime of each of the 12 types of interventions that are part of the plan.

Prescriptor Model (Comunitat Valenciana)

Press

Press Release 09/03/2021

XPRIZE Y COGNIZANT DESVELAN LOS GANADORES DEL DESAFÍO “RESPUESTA A LA PANDEMIA“ PARA REACTIVAR LAS ECONOMÍAS EN TODO EL MUNDO

XPRIZE Y COGNIZANT DESVELAN LOS GANADORES DEL DESAFÍO “RESPUESTA A LA PANDEMIA“ PARA REACTIVAR LAS ECONOMÍAS EN TODO EL MUNDO

Los modelos de IA ganadores de VALENCIA IA4COVID19 de España y JSI vs COVID de Eslovenia ayudarán a los que toman decisiones a definir políticas para reabrir las sociedades de manera segura

LOS ÁNGELES (marzo 9, 2021) -- XPRIZE, referencia mundial en diseñar y poner en marcha concursos que incentivan a resolver los grandes desafíos de la humanidad, junto con Cognizant (Nasdaq: CTSH), una de las compañías de servicios profesionales tecnológicos y outsourcing líder del mundo, anuncia los ganadores del desafío “Respuesta a la pandemia” dotado con 500.000 dólares. El concurso, de cuatro meses de duración y alcance mundial, ha sido diseñado para aprovechar el poder de los datos y la inteligencia artificial con el objetivo de dotar a los responsables políticos, autoridades sanitarias y líderes empresariales del conocimiento y la guía necesarios para implementar medidas de seguridad pública que ayuden a mantener abiertas las economías locales al tiempo que minimizan los brotes del virus hasta que las vacunas se generalicen. Se espera que los responsables utilicen los resultados, las metodologías y la tecnología del desafío como referencia para minimizar posible brotes, ahora y en el futuro.

El equipo español VALENCIA IA4COVID19 (https://ellisalicante.org/xprize), coordinado por la Dra. Nuria Oliver, Comisionada de la Presidencia de la Generalitat Valenciana en Inteligencia Artificial y Ciencias de Datos en la lucha contra COVID-19, y J. Alberto Conejero, Director del Departamento de Matemáticas Aplicadas de la Universitat Politècnica de València, ha obtenido el primer puesto. El segundo lugar ha sido para JSI vs COVID (Ljubljana, Eslovenia), liderado por Mitja Lustrek, Head of the Ambient Intelligence Group at the Jozef Stefan Institute, que ya participó en Qualcomm Tricorder XPRIZE. Estos equipos de alto rendimiento han sido seleccionados entre 48 finalistas de 17 países. Ambos se repartirán a partes iguales la cuantía del premio, aunque los jueces han decidido distinguir al equipo VALENCIA IA4COVID19 como primer clasificado por la calidad de sus presentaciones. En total, más de 100 equipos de todo el mundo participaron en el desafío.

El desafío “Respuesta a la pandemia” insta a los equipos a desarrollar sistemas de IA basados en los datos capaces de predecir de forma precisa las tasas de transmisión del COVID-19 y prescribir medidas de intervención y mitigación que, tras ser probadas en escenarios “hipotéticos”, demuestren reducir el ratio así como los impactos negativos en la economía. Los modelos ganadores se pondrán a disposición de los responsables políticos, líderes empresariales y autoridades sanitarias de todo el mundo cuando evalúen estrategias para reabrir de forma segura y reactivar la economía.

"Es un placer anunciar los ganadores del desafío “Respuesta a la pandemia”. Agradecemos el apoyo de Cognizant durante todo el concurso”, afirma Amir Banifatemi, Chief Innovation and Growth Officer de XPRIZE. “Este mes hace un año del inicio del brote del COVID-19 a nivel mundial y desde entonces hemos buscado diferentes formas en que XPRIZE pudiera ayudar a identificar y acelerar posibles soluciones a la COVID-19, así como estrategias para mantener a las personas a salvo mientras se mitiga la vuelta a la normalidad. Nuestra esperanza ahora es que la metodología y la tecnología que se han identificado en este desafío se implementen en los planes de respuesta de los gobiernos locales en todo el mundo, utilizando la inteligencia artificial para proteger mejor a todos, desde los más vulnerables hasta los trabajadores esenciales, frente a futuras pandemias.”

“Aplaudimos la capacidad y dedicación de los dos equipos ganadores del desafío “Respuesta a la pandemia”, VALENCIA IA4COVID19 y JSI vs COVID, y damos las gracias a todos lo que han participado en este desafío”, declara Brian Humphries, CEO de Cognizant. “Es increíble lo que puede ocurrir cuando trabajan juntas mentes brillantes en la ciencia de los datos, la programación informática, el aprendizaje profundo y la epidemiología. Sus modelos de IA basados en los datos ayudarán a los responsables políticos y autoridades sanitarias a reactivar las economías de forma segura y aprender cómo aprovechar estas tecnologías para hacer frente a futuras crisis de salud pública”.

Los modelos de IA de los participantes han sido evaluados por un jurado independiente formado por académicos, especialistas en respuesta a pandemias, expertos de IA y epidemiólogos, entre otros. Los dos equipos ganadores del premio han conseguido crear modelos eficaces y cumplir con los criterios del jurado, entre los que se incluyen tanto métricas cuantitativas como factores cualitativos como:

  • Factibilidad y Usabilidad de los modelos en el mundo real;
  • Inclusiva y Equidad, que evalúa cómo los modelos tienen en cuenta determinados grupos vulnerables,
  • Contribuciones colaborativas que premia equipos que desarrollan modelos de código abierto o que aporten datos y modelos para el éxito compartido de todos,
  • Innovación, que considera si los equipos crean formas innovadoras de ampliar el alcance del desafío.

En la página web de XPRIZE, se pueden consultar todos los criterios de evaluación y las directrices del desafío.

VALENCIA IA4COVID19 ha colaborado con el gobierno valenciano desde marzo del pasado año para utilizar la ciencia de los datos en la lucha contra el COVID-19. El modelo ganador del equipo predijo con éxito la evolución de la pandemia gracias al uso de modelos de aprendizaje profundo y técnicas de ciencias de datos. JSI vs COVID trabajó para desarrollar predictores precisos de las infecciones por el COVID-19 utilizando una combinación de un modelo epidemiológico SEIR y aprendizaje automático. Durante el desafío, ambos equipos aspiraban a conseguir modelos más exactos para predecir la evolución del COVID-19 que pudieran utilizarse en sus respectivos países.

Además de los ganadores, ocho equipos más han recibido menciones honoríficas y obtendrán cada uno 3.000 dólares en créditos AWS para servicios cloud y de computación, cortesía de AWS, partner del desafío. Los equipos son:

  • metis2020 (Los Ángeles, Calif., US)
  • mvsm (Berlín, Alemania)
  • CoronaSurveys (Madrid, España)
  • Nixtamal AI (Ciudad de México, México)
  • Shanvi (San Diego, Calif., US)
  • Kangaroos (Ultimo, Australia)
  • ADVANCE4COVID (Rochester, NY, US)
  • Nebraska team (Omaha, Nebr., US)

Todo los equipos que han participado en el desafío “Respuesta a la Pandemia” han utilizado Evolutionary AI™ de Cognizant como premisa de partida, y han construido sus modelos utilizando los datos recopilados por el rastreador de respuestas gubernamentales COVID-19 de

Oxford (con sede en la Blavatnik School of Government de la Universidad de Oxford). El desafío se lanzó en noviembre de 2020, articulado en dos fases:

  • Fase 1, terminó en enero de 2021: los participantes analizaron los datos locales de COVID-19, las estrategias de intervención existentes y las políticas de mitigación comunes para desarrollar y probar modelos predictivos capaces de anticipar los picos de infección global.
  • Fase 2, finalizó en febrero 2021: los equipos desarrollaron un modelo “prescriptor”, que pudiera sugerir planes de intervención reales para la reapertura de las economías mientras se minimiza el número de casos COVID y el coste del despliegue de los planes de intervención.

Para facilitar el despliegue de las soluciones propuestas, se ofreció servicios cloud y de computación de AWS de manera gratuita a los equipos.

La pandemia del COVID-19 ha provocado un aluvión de medidas políticas y sociales sin precedentes. El desafío “Respuesta a la pandemia” utiliza la tecnología de IA más avanzada, junto con algunas de las mentes más brillantes en el campo de la ciencia de los datos, la programación informática y el aprendizaje automático, entre otros, para poner en marcha nuevas estrategias para reabrir de manera eficaz las sociedades y reactivar las economías de manera segura para todos, así como probar escenarios en los que se podrían aplicar en el futuro.

De a cara al futuro, XPRIZE y Cognizant, junto con la Unión Internacional de Telecomunicationes (ITU, por sus siglas en inglés), quieren ampliar estos esfuerzos más allá de la competición para crea una plataforma pública y un ecosistema que fomente el uso de los datos y la IA, a la vez que posibilita la aportación de expertos y líderes de opinión de la comunidad global de salud pública. Pronto se ofrecerá más información sobre esta plataforma. Instamos que las personas interesadas en unirse y contribuir a esta iniciativa se pongan en contacto con XPRIZE a través del correo electrónico pandemicresponse@xprize.org.

Acerca de XPRIZE

XPRIZE es una organización sin ánimo de lucro501(c)(3), líder en el diseño y la puesta en marcha de concursos innovadores para resolver grandes desafíos de la humanidad. Algunas de sus iniciativas son XPRIZE Carbon Removal (dotado con 100 millones de dólares), NRG COSIA Carbon XPRIZE (dotado con 20 millones de dólares), XPRIZE Rainforest (dotado con 10 millones de dólares), ANA Avatar XPRIZE (dotado con 10 millones de dólares), Rapid COVID Testing (dotado con 6 millones de dólares), IBM Watson AI XPRIZE (dotado con 5 millones de dólares), Rapid Reskilling (dotado con 5 millones de dólares) y el desafío “Respuesta a la Pandemia”, con un premio que asciende a 500.000 dólares. Para más información, visita xprize.org.

Acerca COGNIZANT

Cognizant (Nasdaq-100: CTSH) es una de las empresas de servicios profesionales tecnológicos y de outsourcing líderes en el mundo, que transforma los modelos comerciales, operativos y tecnológicos de los clientes en la nueva era digital. Nuestro enfoque consultivo único en la industria ayuda a los clientes a visualizar, desarrollar y operar negocios más innovadores y eficientes. Con sede en Estados Unidos, Cognizant ocupa el puesto 194 de la lista Fortune 500 y figura constantemente ente las compañías más admiradas del mundo. Descubre cómo Cognizant ayuda a los clientes a lidiar con lo digital en www.cognizant.com o sigue @Cognizant.

Press Release 28/01/2021

Valencian scientists predict the spread of COVID-19 worldwide through Artificial Intelligence

The VALENCIA IA4COVID team model is, so far, the most accurate when determining the evolution of the pandemic in Asia and one of the best for Europe and South America.

Formed by twenty experts from universities and research centers of the Valencian Community, and coordinated by Dr. Nuria Oliver , Commissioner of the Presidency of the Generalitat Valenciana in AI and data sciences in the fight against COVID-19, the VALENCIA IA4COVID team has spent months trying to model the progression of the pandemic and its impact on citizens, in collaboration with the General Directorate of Analysis and Public Policies within the Presidency of the Generalitat .

Determined to contribute their grain of sand against the disease, in March they began to work on the use of artificial intelligence and data science to forecast epidemiological evolution . To validate their work, they decided to present themselves, along with 350 other teams from around the world, to the global 500K Pandemic Response Challenge, directed by XPRIZE, and sponsored by Cognizant, endowed with a prize of half a million dollars.

After a first screening, 104 teams from 28 countries participated in the semifinal, which consisted of developing models to predict the number of cases of COVID-19 in 236 regions and countries of the world within six months view. After the semifinal, the model of the VALENCIA IA4COVID team has been placed among the best in the world . Trained with real data, the model offers the second best average ranking worldwide , standing out for being the best model predicting daily cases of coronavirus in Asia and one of the best in Europe and South America, which has guaranteed him a pass to the final phase of the challenge .

In the final, the teams must be able to prescribe intervention plans that reduce the contagion rate and minimize the economic and social impact of said plans, such as the closure of educational centers or the imposition of mobility or assembly limitations.

The VALENCIA IA4COVID team includes researchers from the universities of Alicante, Politècnica de València, Jaume I from Castellón, Miguel Hernández from Elche, Cardenal Herrera CEU and ELLIS Alicante. It has the support of the Generalitat Valenciana, CSIC,
CRUE Spanish Universities, BBVA Foundation and Santander Universities.

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