전염병 방역에 수학이 필요한 이유
수학동아 2024년 04호
커맥과 전염병학자인 앤더슨 맥켄드릭은 초기 조건과 시간에 따른 변화를 설명하는 방정식으로 전염병의 확산을 예측하는 모형을 만들었다. 이것이 바로 오늘날 사람, 동물을 막론하고 전염병에서 가장 많이 활용하는 수학 모형인 ‘SIR 모형’이다. 이들은 SIR 모형을 이용해 1905년 인도 뭄바이와 166 ...
커맥과 전염병학자인 앤더슨 맥켄드릭은 초기 조건과 시간에 따른 변화를 설명하는 방정식으로 전염병의 확산을 예측하는 모형을 만들었다. 이것이 바로 오늘날 사람, 동물을 막론하고 전염병에서 가장 많이 활용하는 수학 모형인 ‘SIR 모형’이다. 이들은 SIR 모형을 이용해 1905년 인도 뭄바이와 166 ...
![[Chapter 4] 수학자의 호기심, 별별 예측](http://dl.dongascience.com/uploads/article/thumbnail/202404/Screenshot_2024-03-31_20.41_.56_xE1HCJ_.png)
사라진 양말을 수치로! 양말 손실 지수 수학자라고 거창한 일만 예측하는 건 아니다. 일상생활에서 일어날 법한 일, 누구나 한 번쯤 궁금증을 가졌을 만한 일을 수학적으로 설명하려고 애쓴다. 일례로 통계학자 제프 엘리스는 영국 심리학자 사이먼 무어와 함께 양말을 잃어버릴 확률을 예측하는 ...
탄생하기 적합한 45~55억 년의 별에 주목했다. 즉 지적 생명체가 탄생할 조건을 드레이크 방정식보다 명확하게 정의한 것이다. 그 결과, 통신 기술을 지닌 외계 문명이 최소 36개라는 수치가 나왔다. 수학이라는 도구는 마치 마법사의 수정 구슬처럼 원하는 것을 보여준다. 수학을 이용하면 우리의 ...
![[Chapter1] 기후 재앙에 맞서다!](http://dl.dongascience.com/uploads/article/thumbnail/202404/Screenshot_2024-03-31_20.30_.56_z8Cdg4_.png)
Part1. 내일 기상 10년 뒤 기후, 수학으로 예측!Part2. 대기오염 예보는 나비에-스토크스 방정식으로!Part3. 해양오염 지역 밝히는 에르고딕 이론Part4. 빙하 녹는 속도 알려주는 푸리에 법칙Part5. 지금과 다른 2억 년 뒤 세계지도Part6. 경사계로 화산 폭발 감지Part7. 소리로 식별하는 지진 전조 현상Part8 ...
제외한 다른 지역은 ‘좋음’을 나타내는 파란색으로 표시됐다. 용어 설명*미분 방정식 : 시간에 따라 연속적으로 변하는 대상을 수학적으로 분석하기 위한 것으로, 미분은 함수의 변화율을 구한다는 의미다. *라이다 : 레이저를 이용해 대기 중 미세먼지 입자에 부딪힌 신호를 감지해 미세먼지 ...
지진은 발생 즉시 넓은 범위에 큰 피해를 주는 무시무시한 자연재해다. 그러나 지진이 언제 어디에서 발생할지 예측하기는 어렵다. 하지만 특정한 소리를 식별하면 지진의 전조 현상을 파악할 수 있다는 연구 결과가 있다. 2019년 미국 로스 앨러모스 국립연구소 연구팀은 직접 만든 2차원 수치예 ...
![[Chapter2] 인류 위협하는 전염병 막는다](http://dl.dongascience.com/uploads/article/thumbnail/202404/Screenshot_2024-03-31_20.37_.02_pHcaF9_.png)
▼이어지는 기사를 보려면?Intro. [Chapter2] 인류 위협하는 전염병 막는다Part1. 전염병 방역에 수학이 필요한 이유Part2. 전염병 모형 만드는 법Part3. 3년의 사투, 코로나19 팬데믹Part4. 부족한 백신, 누구부터 맞아야 할까?Part5. 좀비의 확산도 전염병 모형으로 예측Part6. 좀비를 만나면 일단 뛰어라!
여러 개 그린다. 그런 다음 예측한 그래프와 나이대별 데이터가 가장 가까운 그래프를 방정식으로 찾는다. 이때 전통적인 전염병 모형을 상황에 맞게 바꾼 수학 모형을 활용한다. 그러면 새로운 데이터가 들어왔을 때 확진자 나이 정보만 넣으면 비슷한 그래프를 그릴 수 있는 일종의 기울기와 같은 ...
많은지도 따졌다. 브라운 운동을 하는 입자가 어떻게 확산하는지를 설명하는 ‘확산 방정식’을 이용해 좀비의 밀도를 구했다. 그 결과 무덤이나 병원에서 발생한 좀비가 우리에게 오기까지 시간이 얼마나 걸리는지 구할 수 있었다. 예를 들어 1분에 100m2까지 좀비가 퍼질 때 90m 정도 떨어져 ...
돌아다니는 상황을 설정했다. 프로그램에 마구잡이로 돌아다니는 범죄자를 변수로 넣어 방정식을 푼 결과, 놀랍게도 그 사람이 일으킨 범죄 정보로 그려진 지도가 이 지역에서 바로 전년도에 실제로 일어난 범죄 장소와 일치하는 것으로 나타났다. 또한 이 프로그램에서 우발적인 범죄가 일어나는 ...