Thông qua cảm biến ngoài khơi và học máy, nhóm nghiên cứu ở viện RIKEN chỉ mất gần một giây để dự đoán tác động sóng thần, giúp tăng thời gian sơ tán trước thảm họa.

Mô phỏng sóng thần ập vào thành phố. Ảnh: iStock

Năm 2011, vùng đông bắc Nhật Bản bị tàn phá bởi thảm họa sóng thần khiến 18.500 người thiệt mạng. Từ sau đó, Nhật Bản tập trung vào ngăn chặn thảm họa tương tự xảy ra trong tương lai. Hiện nay, nghiên cứu mới của Phòng thí nghiệm Khoa học Dự báo RIKEN sử dụng học máy để dự đoán chính xác tác động của sóng thần trong chưa đầy một giây, theo thông báo của viện vào cuối tháng 12/2022.

"Lợi thế chính của phương pháp mới là tốc độ dự đoán, yếu tố chủ chốt trong cảnh báo sớm", Iyan Mulia, nhà khoa học ở RIKEN, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết. "Mô hình sóng thần thông thường cung cấp dự đoán sau 30 phút, khoảng thời gian quá trễ. Nhưng mô hình của chúng tôi có thể dự đoán trong vòng vài giây".

Để đạt được điều này, các nhà nghiên cứu lắp đặt mạng lưới cảm biến lớn nhất thế giới ở vùng ven biển Nhật Bản để theo dõi chuyển động của đáy đại dương. Mạng lưới bao gồm 150 trạm ngoài khơi, kết hợp với nhau để cung cấp cảnh báo sớm sóng thần. Tuy nhiên, nhằm hoạt động hiệu quả, dữ liệu do cảm biến tạo ra cần được chuyển thành độ cao và quy mô sóng thần dọc vùng ven biển. Điều này thường đòi hỏi những phương trình phi tuyến tính mà máy tính tiêu chuẩn mất khoảng 30 phút để giải quyết, dẫn tới không đủ thời gian sơ tán trước thảm họa.

Đó là lý do mô hình AI của RIKEN đóng vai trò quan trọng giúp cứu sống sinh mạng. Mô hình mới cho phép mọi người có ít nhất 30 phút sơ tán khỏi nơi sóng thần ập tới. Nhóm nghiên cứu RIKEN đào tạo hệ thống học máy của họ thông qua sử dụng hơn 3.000 sự kiện sóng thần do máy tính mô phỏng và thử nghiệm với 480 kịch bản sóng thần khác và 3 vụ sóng thần thực tế. Họ nhận thấy mô hình dựa trên học máy có thể đạt độ chính xác vượt xa máy tính thông thường. Nhóm nghiên cứu khẳng định mô hình của họ có thể hoạt động với bất kỳ thiên tai nào cần tranh thủ thời gian.

Vào tháng 12/2021, các nhà nghiên cứu phát triển phương pháp mới để phát hiện sóng thần qua từ trường tạo ra khi sóng thần di chuyển qua nước dẫn điện dưới biển. Từ trường này có thể được phát hiện vài phút trước khi mực nước biển dâng lên, cung cấp thêm thời gian phản ứng. Tuy rất ấn tượng, phương pháp cũ không thể cạnh tranh với mô hình mới nhất của RIKEN. Tuy nhiên, mô hình chỉ chính xác với những cơn sóng thần lớn cao trên 1,5 mét. Mulia và cộng sự đang làm việc để cải thiện độ chính xác của mô hình với các cơn sóng thần nhỏ hơn.

An Khang (Theo Interesting Engineering)