A.在疫苗有望结束冠状病毒大流行的时刻，新出现的变种有可能加速这一进程。安全有效疫苗的惊人快必威体育西汉姆官网速发展正受到实际疫苗接种速度缓慢的阻碍，每天有3000美国人死亡。
最大限度地减少COVID-19的死亡和痛苦需要首先和快速地为最脆弱的美国人接种疫苗，但疫苗的推出一直是缓慢和不公平的。排序算法已经导致了最多的结果优先权在过去的几十年中，严格遵守优先金字塔的速度是灾难性的缓慢。然而，如果没有优先顺序，疫苗将流向那些拥有最大资源的人，而不是那些处于领先地位的人最大的风险.
算法思维可以减少混乱和减速，识别我们正在做的和需要做的之间的差距
随着新一届政府的上台，人们希望疫苗接种的推广既具有常识，又具有紧迫性。但是，为了最好地保护生命、生计和健康，我们不仅需要速度，还需要定量计算谁处于危险之中，以及如何最好地拯救他们。
作为一名计算生物学家，我研究生物学中的可伸缩分布系统，1.我为分布式机器人系统设计了快速、灵活和健壮的算法。2，3我们建立的系统为建立快速有效的疫苗分发系统提供了重要的经验教训。
为了战胜COVID-19，我们不需要算法，但我们需要算法思维，以有效地将疫苗分发到3亿美国人。这需要我们i)清楚地陈述我们的目标，ii)提供一步一步的指示、行动和实现这些目标的时间表，iii)针对量化基准进行测试，以调整我们的行动，不断朝着我们的目标前进。算法思维可以减少混乱和减速，识别我们正在做的事情和我们需要做的事情之间的差距，并揭示我们何时需要其他策略来扩大疫苗接种，以实现我们的目标。
算法思维导致疫苗策略遵循以下原则。
A.并行化：与算法一样，疫苗接种管道在并行运行时运行最快。同时为多个高优先级群体接种疫苗。
B.疫苗接种呈指数级增长：线性解永远不能解决指数问题。我们必须同时减缓病毒的指数增长，并使疫苗接种量呈指数增长。
C.供需匹配：我们需要时刻保持警惕，以加速任何减缓疫苗接种速度的因素：疫苗供应、接种人群的需求（或意愿），以及将疫苗从仓库转移到武器的管道。
算法需要目标，所以首先我们必须提供目标的定量描述。
目标#1：减缓病毒的指数级增长
我们必须争取更多时间接种疫苗，以免新的变异加速感染和死亡。美国疾病控制与预防中心预测，到3月中旬，英国的新变种将在美国占据主导地位。4.它的传染性高出50%，每周都会复制。如果不加以控制，它将使每个月的传播速度加快五倍，导致每天100万次阳性检测，每天15000人死亡。疫苗供应量太小，无法在这种灾难性的传播增加之前明显减缓病毒的生长。疫苗是我们最好的长期解决方案，但在短期内，我们必须加大每一个社会疏远工具的力度，以减缓病毒的增长。
我们不仅需要速度，还需要定量计算谁面临风险，以及如何最好地拯救他们。
目标#2:尽可能快地为最可能死亡的人群接种疫苗
在美国，死亡人数主要集中在年龄最大的人群中。80%的死亡发生在65岁以上。给75岁及以上的人接种疫苗可能性要大四倍以目前的日死亡率计算，100天内死亡人数超过65岁至74岁的人可以挽救4.8万人的生命。5.然而，人口更年轻、预期寿命更短的少数族裔在75岁以上人口中只占很小一部分。25-54岁的非洲裔、土著和西班牙裔美国人因COVID-19死亡的时间是美国白人的7倍多。6.在少数民族人口中优先接种疫苗可以在他们的壮年挽救更多的人。
目标#3:减少感染总数，即使是在年轻和健康人群中
据估计，10%的COVID-19病例会导致至少几个月的身体和精神残疾。7.与严重疾病不同，长期感染新冠病毒对各个年龄组构成重大风险。我们缺乏对其患病率的准确估计，但如果这些长期covid病例中只有10%导致终身残疾，每天就有2000多人注定要遭受这种命运。我们必须加快对暴露风险最大的人(一线工人、囚犯、学生)以及因终身残疾损失最大的年轻人进行疫苗接种。
目标4：尽快结束大流行
只要病毒不受控制，我们数亿人将继续遭受隔离和经济部分萎靡的后果，我们将面临传播速度更快、最终可能逃避疫苗接种的新变种的风险。
这三个算法原则展示了我们如何实现这些目标。
A)同时为多个重点人群接种疫苗
当我们把问题分解成几个部分并同时解决它们时，计算机算法运行得更快。目前同时为许多群体接种疫苗的计划同样将提高接种速度(目标3和目标4)。然而，为不同群体接种疫苗的单独并行努力也可以让最脆弱的群体优先获得疫苗(目标#2)。
在这样的加速下，每个美国人都可以在7月4日获得第一次机会。
我们可以首先保护最脆弱的群体(挽救数万人的生命)，还可以提高每个人的接种速度(在长期和短期内减少感染)。我们不仅需要药房、卫生部门、教堂停车场和体育场馆作为在多个地方为多个人群接种疫苗的场所，我们还必须为最脆弱和最难到达的人群提供更快的服务和定制的交付服务。在脆弱社区获得疫苗是必要的，但是严重不足；就连优先考虑一线员工也留下了更多脆弱的种族不接种疫苗。我们必须为75岁以上的人、生活在高度脆弱的邮政编码地区的人以及在第一线从事重要工作的人提供高优先级、便捷的通道(就像迪士尼世界快速通道)。
即使供应有限，我们也必须为那些不能旅行的人加强在家接种疫苗，并向那些无法获得在线登记的人伸出援助之手。我们必须监测谁接种了疫苗，这样我们就能知道这条线在贫穷和农村地区是否移动得最慢，然后就能提供支持，以应对在资源最缺乏的社区中缺乏药房、医生和信任的问题。在任何重点人群完全接种疫苗之前，就需要建立和测试新的管道，为下一个重点人群服务。我们必须准备转变;例如，如果学校成为新变种传播的主要来源，那么孩子们在优先级列表上可能需要上升。如果一场区域性疫情淹没了医院，更多的疫苗可能需要转移到那个地方。如果疫苗在阻断传播方面优于预期，我们可能需要优先为社会联系最密切的人(潜在的超级传播者)和最脆弱的人接种疫苗。我们需要做好准备，随着需求的增加，加速开发不同的疫苗管道。
B)用指数解对抗指数问题
想象一下，你每个月都要用信用卡支付固定数额的费用。如果你在减少本金，那么利息支付也会随着时间的推移而减少。如果你的利率突然上升了50%，但你继续固定支付，那么你每支付一次就会负债更多。我们已经负债累累。我们可以看到，新的COVID-19变种增加了50%。我们现在必须加强我们的预防方法，增加检测、高质量口罩、隔离以及限制旅行和集会，为长期疫苗接种战略赢得时间。我们每拖延一周，我们的工作就会困难50%，就会有更多不必要的人死去。
虽然我们最初通过社交距离减缓病毒增长(目标1)，但我们最终通过指数级增长疫苗接种而取得胜利。每个月增加50%的疫苗接种可以赶上并抑制病毒的增长。在100天内接种1亿支疫苗的线性计划是不够的。但是,如果我们接种100万年1月底,每天每天每天150万年2月和225万年3月,将近1亿的最脆弱的会至少第一枪(和一些他们的第二个)在3月底前,拯救生命和减缓病毒传播的新变种。随着这一速度的加快，每个美国人(3亿人，5亿人接种疫苗)都可以在7月4日之前接种疫苗。8.这一大规模疫苗接种工作将防止数千万人感染，特别是最后优先群体中的人，他们可能最不容易死亡，但受COVID-19长期衰弱影响最大。
让每一位接种疫苗的祖父母在Facebook上发布与孙辈拥抱的照片。
我们有足够的疫苗供应来解决这个问题吗？这是绝对可能的。如果说我们的资本主义生产体系有什么好处的话，那就是指数增长。世界上最富有的人在2020年和2010年制造了更多的特斯拉。我们可以使用在计算机、手机和电动汽车方面创造指数增长的相同策略来提高疫苗生产。
在7月之前，我们计划在未来几周内获得3亿剂经批准的mRNA疫苗和2亿剂应经批准的疫苗。但是，如果我们利用春季产量激增的机会，提高交付能力，这种供应才能迅速投入使用。
加速战略必须设定积极的目标，然后调整以实现这些目标。如果生产目标不能实现，如果疫苗试验验证单剂疫苗、推迟第二剂疫苗或为较年轻人群接种半剂疫苗，供应可能会增加1亿多剂。
C） 快速疫苗接种需要通过适应性管道匹配供需
鉴于目前的大部分疫苗都放在冰箱里，很明显，我们不仅必须成倍地增加供应，还必须增加将疫苗从工厂运送到“最后一英里”(疫苗诊所)和“最后一英寸”(人们的手臂)的管道。并行化建立了多个疫苗接种流，我们必须每月将它们的综合能力提高50%。在1月份成功接种疫苗的所有场所，都应该复制到2月份，让更多的人接种疫苗。如果诊所在2月份每天营业12个小时，那么在3月份就要全天营业。如果3月份疫苗接种人员不足，就招募医科学生、牙医、兽医和任何能注射疫苗的人，并在4月份之前在每个州召集国民警卫队。联邦政府的建议、资金、协调和疫苗供应的准确沟通将会有所帮助，但我们也需要授权每一位公共卫生工作者紧急采取行动，尽快撤出供应。州长们必须同时帮助他们的药房、医院和诊所更快地拉动，同时要求联邦政府更快地推动供应。
从长远来看，我们最困难的问题可能是需求。最初的疫苗接种分配被放缓，部分原因是卫生保健工作者不想要它们。9随着疫苗接种项目向更大的群体开放，这个问题似乎会减弱，但它将持续存在，并在春天没有人愿意接种疫苗时再次出现。一个不值得信赖的系统导致许多人对疫苗犹豫不决，这是可以理解的，而网上的虚假信息运动被阴谋和不信任推波助澜。
我们必须让社区领袖、教堂、活动家、医生、美国每一个社区的人们以及各行各业的名人参与进来，向公众传播真实的疫苗信息。社交媒体是一个指数加速器，必须通过多个平行领域的协调信息来对抗在线虚假信息：针对老年人的晚间新闻上的公共卫生信息，以及TikTok、YouTube和Twitter影响者与年轻人的对话。让每一位接种疫苗的祖父母在Facebook上发布与孙辈拥抱的照片。复制成功的“脱票”活动，以“脱vax”。在航空公司开展大量营销活动，激励我们大家尽自己的一份力量，这样我们就可以在今年7月4日庆祝摆脱病毒。
电影战争游戏提供最后一堂重要的算法课。其虚构的算法屡遭失败，并得出结论“有时唯一的胜利举措是不玩游戏”。只要我们反复让病毒在每次击退时变得更强，我们就输了。我们必须利用到夏季将发展起来的疫苗生产能力，生产足够的疫苗，在全球范围内战胜病毒。世界卫生组织报告他说:“目前，至少49个高收入国家已经接种了3900多万剂疫苗。在一个收入最低的国家，仅注射了25剂疫苗。不是2500万;不是25000;25岁。”允许疫苗的国际许可，以帮助全球疫苗能力平行发展和成倍增长。美国不仅可以帮助全球努力预防世界各地的痛苦和死亡，我们还可以建立大规模的疫苗生产能力，以抗击可能逃避我们第一轮疫苗接种的新变种。我们不想仅仅为了在2022年进口一种传播更快、对疫苗具有耐药性的毒株，就在2021年击败病毒。只有通过大规模的全球疫苗接种运动，我们才能结束这场游戏。
Melanie E. Moses是新墨西哥大学计算机科学和生物学教授，也是该校的外部教员。圣菲研究所. 她建立了免疫系统如何应对病毒性肺部感染的计算机模型，并利用仿生算法设计了可伸缩的机器人群。
工具书类
1.巴纳瓦尔，J.R。，等动物四分之一幂缩放的一般基础。美国国家科学院院刊107, 15816-158120 (2010).
2.Lu, Q.， Hecker, J.P， & Moses, M.E.多地点群体觅食与动态仓库。自主机器人42, 909 - 926(2018)。
3.Lu，Q.，Fricke，G.M.，Tsuno，T.，和Moses，M.E.一个用于可扩展群体觅食的仿生运输网络。2020年IEEE机器人与自动化国际会议（ICRA），法国巴黎，(2020)。
4.美国疾控中心警告称，这种新的病毒变体可能会导致COVID-19病例激增。纽约时报(2021)。
5.在每天3000例死亡中，65岁及以上的人有2400例:65-74岁的人有480例死亡，75岁以上的人有1920例死亡。与随机接种100天以上的人群相比，在前40天接种75岁以上人群可以节省57600人。65岁以上人群接种疫苗的延误造成9600人死亡，净增加48000人死亡。
6.陈俊涛，陈俊涛，陈俊涛，等。美国按年龄划分的COVID-19死亡率的种族差异:一项横断面研究。《公共科学图书馆·医学》杂志上17e1003402(2020)。
7.Venkatesan，P.《关于长型新冠病毒的尼斯指南》。《柳叶刀》(2021)。
8.假设1亿支强生疫苗只需要注射一次。
9大量的卫生保健和一线工作者拒绝接种新冠病毒-19疫苗。《福布斯》(2021)。
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