Scientific Reports· 2026Q1
COVID-19'den İlham Alan Yeni Meta-Sezgisel Algoritma Salgın Kontrolünü Optimize Ediyor
A new metaheuristic optimization algorithm based on COVID-19: mathematical model and application to pandemic control
- 0atıf
- Q1SCImago
- 2026yıl
Kısa özet
COVID-19 salgınının dinamiklerinden esinlenen yeni bir meta-sezgisel algoritma olan COVID-19 Optimizasyon Algoritması (COA), COVID-19 ve kalp krizi risklerini azaltmaya yönelik kontrol stratejilerini etkili bir şekilde optimize etmektedir.
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Ana noktalar
- SARS-CoV-2 salgınının dinamiklerinden esinlenen COVID-19 Optimizasyon Algoritması (COA) tanıtıldı.
- COA, adaptif keşif-sömürü dengesi için durum geçişi çerçevesini (duyarlı, enfekte, karantinaya alınmış, iyileşmiş) kullanır.
- COA, aşılamayı, önleyici tedbirleri, antiviral tedaviyi ve kardiyovasküler bakımı kontrol eden COVID-19 ve kalp krizi riskleri için yeni bir kompartıman modelini optimize eder.
- Yaklaşım, biyolojik olarak esinlenmiş bir algoritmayı kapsamlı bir epidemiyolojik model ve sağlam matematiksel analizle entegre eder.
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Özet (abstract)
Abstract This paper introduces the COVID-19 optimization algorithm (COA), a novel metaheuristic inspired by the dynamical processes of the SARS-CoV-2 pandemic, including viral transmission, quarantine measures, recovery, and mutation. COA models the search for optimal solutions through a state-transition framework in which candidate solutions evolve as susceptible, infected, quarantined, or recovered, enabling a unique and adaptive balance between exploration and exploitation. To demonstrate its practical utility, COA is coupled with a Bernoulli operational matrix collocation method to solve a complex optimal control problem (OCP) designed to mitigate the dual burden of COVID-19 and associated heart attack risks. The proposed OCP incorporates a novel compartmental model that tracks susceptible, exposed, infected, vaccinated, recovered, deceased, and a dedicated heart attack patient class while simultaneously optimizing four time-dependent control strategies: vaccination, preventive measures, antiviral treatment, and cardiovascular care. The objective is to minimize the total number of infected individuals, heart attack cases, mortality, and associated intervention costs. Prior to applying control, the uncontrolled model is rigorously analyzed: the existence and uniqueness of non-negative, bounded solutions are proven; the basic reproduction number $$\mathcal {R}_0$$ is derived; and the local and global stability of the equilibria are established. The model parameters are estimated by fitting the system to real epidemiological data from Wuhan, China, ensuring biological credibility. Computational results demonstrate that the proposed COA-based discretization metaheuristic approach effectively identifies optimal control profiles, significantly outperforming baseline scenarios. By integrating a biologically inspired optimization algorithm with a comprehensive epidemiological model and solid mathematical foundation, this work provides a robust, gradient-free framework for public health decision-making, offering actionable insights for managing infectious diseases alongside chronic comorbidities.
Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Scientific Reports, 2026 · DOI ↗
Ücretsiz hesapla devam et
Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.
Web'de ücretsiz devam etGoogle ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.
Telefonda:
Alan: Modelleme ve Simülasyon
Modeling and SimulationMathematics