Năm 2011, vùng đông bắc Nhật Bản hứng chịu trận sóng thần kinh hoàng cướp đi sinh mạng của khoảng 18.500 người. Kể từ đó, quốc gia này đã tập trung vào việc ngăn chặn một kết quả tương tự trong tương lai.
Giờ đây, nghiên cứu mới của Phòng thí nghiệm Khoa học Dự báo RIKEN đã sử dụng học máy (machine learning) để dự đoán chính xác tác động của sóng thần trong vòng chưa đầy một giây, theo thông cáo báo chí công bố hôm 1/1 của RIKEN.
Ông Iyan Mulia, trưởng nhóm nghiên cứu và là nhà khoa học tại RIKEN giải thích: “Ưu điểm chính của phương pháp này là tốc độ dự đoán, vốn rất quan trọng để cảnh báo sớm. Mô hình sóng thần thông thường đưa ra dự đoán sau 30 phút, quá muộn. Tuy nhiên, mô hình của chúng tôi có thể đưa ra dự đoán trong vòng vài giây".
150 trạm ngoài khơi
Để đạt được điều này, các nhà khoa học lắp đặt mạng lưới cảm biến lớn nhất thế giới để theo dõi chuyển động của đáy đại dương. Khoảng 150 trạm ngoài khơi tạo thành mạng lưới này và làm việc cùng nhau để đưa ra cảnh báo sớm về sóng thần.
Tuy nhiên, để hoạt động hiệu quả, dữ liệu do các cảm biến tạo ra cần phải được chuyển đổi thành độ cao và phạm vi sóng thần dọc theo bờ biển. Điều này thường yêu cầu giải các phương trình phi tuyến tính khó, có thể mất khoảng 30 phút trên máy tính tiêu chuẩn. Đương nhiên, điều này không cho mọi người đủ thời gian để sơ tán.
Đó là lý do tại sao mô hình trí tuệ nhân tạo (AI) của RIKEN lại rất quan trọng để cứu mạng người. Nó cho phép mọi người bắt đầu sơ tán trước ít nhất nửa giờ so với nơi sóng thần tấn công.
Nhóm RIKEN đã đào tạo hệ thống học máy của họ bằng cách sử dụng hơn 3.000 sự kiện sóng thần do máy tính tạo ra và thử nghiệm nó với 480 kịch bản sóng thần khác cùng với 3 trận sóng thần thực tế.
Chính xác cho mọi thảm họa nhạy cảm với thời gian
Họ phát hiện ra rằng mô hình dựa trên học máy của họ có thể đạt được độ chính xác mà chỉ cần tương đương một phần trăm nỗ lực tính toán của các phương pháp thông thường. Giờ đây, họ tuyên bố mô hình của họ có thể hoạt động đối với bất kỳ thảm họa thiên nhiên nào nhạy cảm về thời gian.
Ông Mulia cho biết có thể áp dụng phương pháp này cho bất kỳ loại dự đoán thảm họa nào khi thời gian bị hạn chế rất nhiều.
Tháng 2/2021, RIKEN, hợp tác với Fujitsu, phát triển một công cụ AI dự đoán mạnh mẽ, cho phép dự đoán theo thời gian thực về lũ lụt do sóng thần gây ra. Phần cứng được sử dụng để phát triển công cụ dự đoán sóng thần mới là Fugaku, siêu máy tính nhanh nhất thế giới.
Mặc dù mô hình này yêu cầu sức mạnh tính toán khổng lồ của Fugaku để đào tạo, nhưng nó được thiết kế để tải lên máy tính thông thường, nơi nó có thể thực hiện các dự đoán trong vài giây.
Tháng 12/2021, các nhà nghiên cứu đã nghĩ ra một phương pháp mới giúp phát hiện sóng thần bằng từ trường mà chúng tạo ra khi di chuyển. Những từ trường này có thể được phát hiện vài phút trước khi mực nước biển dâng cao, mang lại một số khoảnh khắc phản hồi bổ sung có khả năng cứu mạng người.
Cả 2 phát minh đều rất ấn tượng, nhưng đơn giản là chúng không thể cạnh tranh với sự phát triển mới nhất của RIKEN. Tuy nhiên, hiện tại, phương pháp này chỉ chính xác đối với những cơn sóng thần lớn. Mulia và nhóm của ông hiện đang làm việc để cải thiện độ chính xác của nó đối với những cơn sóng thần nhỏ hơn.
