Nghiên cứu mô hình dự đoán lũ lụt nhanh và chính xác hơn

Một mô hình dự đoán lũ lụt mới vừa được các nhà nghiên cứu từ Đại học Bang Pennsylvania (Mỹ) cùng với các tổ chức khác phát triển giúp cải thiện khả năng dự báo và rút ngắn thời gian so với các công cụ truyền thống.

Giáo sư chuyên ngành kỹ thuật dân dụng và môi trường, Chaopeng Shen, cho biết: “Với phương pháp mới, chúng tôi có thể tạo ra các mô phỏng bằng cùng một quy trình, bất kể khu vực nào”.

Được biết, mô hình Nước Quốc gia của NOAA hiện đang được các nhà thủy văn học tin cậy, nhưng nó có nhược điểm là chậm chạp. Phương pháp hiệu chuẩn truyền thống yêu cầu nhập dữ liệu sông ngòi trong nhiều thập kỷ cho mỗi địa điểm, điều này được Shen mô tả là “tốn thời gian, tốn kém và tẻ nhạt”.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) để tăng tốc quá trình này. Thay vì bắt đầu từ đầu với từng lưu vực sông, AI có khả năng khái quát hóa thông tin từ dữ liệu quá khứ. Đồng tác giả Yalan Song cho biết: “Mạng nơ-ron áp dụng các nguyên tắc chung từ dữ liệu quá khứ để đưa ra dự đoán thay vì tiếp cận từng địa điểm riêng lẻ”. Mô hình này vẫn tuân theo các quy tắc vật lý về cách nước vận hành nhưng có thể nhanh chóng thích nghi với các lĩnh vực mới.

Mặc dù AI rất hiệu quả trong việc phát hiện các mô hình, nhưng những cơn bão hiếm hoi có thể gây khó khăn cho quá trình này. Tuy nhiên, mô hình của nhóm nghiên cứu vẫn giữ nguyên các quy tắc vật lý của nước và cho phép mạng lưới học hỏi từ những phần hỗn loạn. Kết quả cho thấy mô hình này dự đoán lượng mưa cực đoan tốt hơn khoảng 30% so với các công cụ cũ trên 4.000 địa điểm.

Shen cho biết: “Với một mạng nơ-ron được huấn luyện, chúng tôi có thể tạo ra các thông số cho toàn bộ nước Mỹ chỉ trong vài phút”. Công việc trước đây mất hàng tuần trên nhiều siêu máy tính giờ đây chỉ mất vài giờ trên một máy tính đơn giản.

Ngoài việc dự đoán lũ lụt, các phương pháp tương tự cũng đã được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác như thiết kế pin thể rắn an toàn hơn, lập bản đồ thảm thực vật thành phố để lập kế hoạch làm mát, và nghiên cứu phản ứng tổng hợp hạt nhân. Tuy nhiên, một nghiên cứu gần đây cho thấy một số hệ thống AI tiêu thụ lượng điện tương đương với một quốc gia nhỏ. Dù vậy, ngành công nghiệp này đang chuyển sang sử dụng năng lượng tái tạo giúp tiết kiệm không chỉ tài sản mà còn bảo vệ môi trường.

Cập nhật tin tức công nghệ mới nhất tại fanpage Công nghệ & Cuộc sống