論文の概要: EpiLLM: Unlocking the Potential of Large Language Models in Epidemic Forecasting
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.12738v1
- Date: Mon, 19 May 2025 05:53:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-20 14:57:11.429184
- Title: EpiLLM: Unlocking the Potential of Large Language Models in Epidemic Forecasting
- Title(参考訳): EpiLLM: エピデミック予測における大規模言語モデルの可能性を解き放つ
- Authors: Chenghua Gong, Rui Sun, Yuhao Zheng, Juyuan Zhang, Tianjun Gu, Liming Pan, Linyuan Lv,
- Abstract要約: 大規模言語モデル(LLM)は、ドメイン固有のタスクの基礎モデルとして有効であることを示した。
EpiLLMの最近の進歩は、現実世界のCOVID-19データセットの既存のベースラインを上回っている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.9557992468454533
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Advanced epidemic forecasting is critical for enabling precision containment strategies, highlighting its strategic importance for public health security. While recent advances in Large Language Models (LLMs) have demonstrated effectiveness as foundation models for domain-specific tasks, their potential for epidemic forecasting remains largely unexplored. In this paper, we introduce EpiLLM, a novel LLM-based framework tailored for spatio-temporal epidemic forecasting. Considering the key factors in real-world epidemic transmission: infection cases and human mobility, we introduce a dual-branch architecture to achieve fine-grained token-level alignment between such complex epidemic patterns and language tokens for LLM adaptation. To unleash the multi-step forecasting and generalization potential of LLM architectures, we propose an autoregressive modeling paradigm that reformulates the epidemic forecasting task into next-token prediction. To further enhance LLM perception of epidemics, we introduce spatio-temporal prompt learning techniques, which strengthen forecasting capabilities from a data-driven perspective. Extensive experiments show that EpiLLM significantly outperforms existing baselines on real-world COVID-19 datasets and exhibits scaling behavior characteristic of LLMs.
- Abstract(参考訳): 先進的な流行予測は、精密な封じ込め戦略の実現に不可欠であり、公衆衛生に対する戦略的重要性を強調している。
近年のLarge Language Models (LLMs) の進歩は、ドメイン固有タスクの基礎モデルとしての有効性を示しているが、その流行予測の可能性はほとんど解明されていない。
本稿では,時空間の流行予測に適した新しいLLMベースのフレームワークであるEpiLLMを紹介する。
感染事例と人体移動性という,現実世界の伝染病伝播の要因を考慮し,これらの複雑な流行パターンとLLM適応のための言語トークンとの微粒化トークンレベルアライメントを実現するために,二重ブランチアーキテクチャを導入する。
LLMアーキテクチャの多段階予測と一般化ポテンシャルを解き放つために, 流行予測タスクを次々に予測に変換する自己回帰モデリングパラダイムを提案する。
疫病のLLM知覚をさらに高めるために,データ駆動の観点から予測能力を増強する時空間的即時学習技術を導入する。
大規模な実験により、EpiLLMは現実世界のCOVID-19データセットの既存のベースラインを著しく上回り、LLMのスケーリング特性を示すことが示された。
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