Průlom mladých doktorandů v předpovídání povodní

Bod obratu

Úspěch Dr. Tran Ngoc Vinha pramení z jeho odvážného rozhodnutí opustit svou komfortní zónu a ze stresujících zážitků, které zažil během mnoha let studia a práce v Koreji a Spojených státech. Jeho cesta od počátků studia fyziky a matematiky ve Vietnamu, přes Koreu až do Spojených států, je příběhem o vůli překonávat limity a touze najít řešení na ochranu komunity před přírodními katastrofami.

Vinh absolvoval Univerzitu přírodních věd (VNU) a zahájil svou kariéru jako výzkumník na své bývalé škole. Rozhodnutí jet do Koreje a tam se věnovat výzkumu však bylo skutečným zlomem. „Kulturní a jazykové rozdíly ve mně vyvolávaly nejistotu a často jsem pochyboval, zda jsem schopen pokračovat ve studiu. To byl ale nejdůležitější zlom v mé kariéře. Když jsem byl daleko od rodiny, musel jsem se postavit na vlastní nohy: stanovit si vlastní cíle, plánovat a snažit se jich dosáhnout,“ sdělil Dr. Vinh.

Tran Ngoc Vinh přednášel na Michiganské univerzitě v USA o fenoménu záplav ve městech.

Když se nyní ohlíží za svou téměř pětiletou doktorskou cestou na Ulsanské univerzitě v Jižní Koreji, uvědomuje si, že tlak, který na sebe vyvíjel, byl ještě větší než požadavky jeho školitelů. „Bylo období, kdy byl můj život téměř nevyvážený: Během doktorského studia jsem často pracoval více než 15 hodin denně, mnoho nocí jsem pracoval až do 6-7 hodin ráno, abych šel spát. Právě toto těžké období mi však pomohlo uvědomit si mou skutečnou vášeň a cestu, kterou jsem se chtěl vydat, a položit základy pro pozdější průlomové projekty,“ vzpomíná.

Dr. Vinhův původní obor je věda o Zemi, konkrétně hydrometeorologie. Během bakalářského studia na Univerzitě přírodních věd měl to štěstí, že se mohl účastnit mnoha výzkumných projektů svých učitelů a jezdit na exkurze všude, zejména do centrálního regionu Vietnamu, kde se zaměřoval na fenomén záplav. Exkurze do centrálních provincií, kde byl na vlastní oči svědkem prudkých záplav, které smetly mnoho životů, majetku a hmotného majetku lidí, v něm zanechaly mnoho emocí. „Během své práce jsem se vždy potýkal se dvěma otázkami: Je možné předvídat přírodní katastrofy? A co můžeme udělat pro minimalizaci škod způsobených záplavami?“, řekl.

Dr. Tran Ngoc Vinh, výzkumník na Michiganské univerzitě v USA

Ačkoli miluje fyziku a je nadšený tradičními modely předpovědi povodní, vidí také jejich omezení: „Lidské síly jsou omezené a nedokážou předpovídat ve velkém měřítku.“ Naopak, umělá inteligence dokáže s disciplínou zpracovat obrovské množství informací rychle a přesně. Věří, že kombinace umělé inteligence s fyzikálními modely a lidskou zkušeností je cestou k překonání slabin každého nástroje.

Na základě této myšlenky výzkumný tým pod jeho vedením na Michiganské univerzitě (USA) realizoval výzkumný projekt „Umělá inteligence zlepšuje přesnost, spolehlivost a ekonomickou hodnotu střednědobých předpovědí povodní na kontinentální úrovni“, který má být dokončen v roce 2023. Výzkum vyvinul nový hybridní modelovací rámec kombinující umělou inteligenci a současný americký model pro předpovídání povodní – Národní vodní model (NWM), který může snížit chyby v národních programech pro předpovídání povodní a poskytnout přesnější předpovědi toho, kde k povodním dojde.

Dr. Vinh a vědci zjistili, že když byla umělá inteligence použita ve spojení s modelem NWM vyvinutým americkým Národním úřadem pro oceán a atmosféru (NOAA), výsledný hybridní model byl čtyřikrát až šestkrát přesnější. Umělá inteligence byla trénována na datech NOAA pro USA, ale systém bylo možné přizpůsobit pro jakoukoli zemi.

Výsledky výzkumu ukazují, že hybridní model nejen překonává NWM, ale také pokročilý model umělé inteligence vyvinutý společností Google, zejména v extrémních situacích s povodněmi. Práce byla publikována v předním časopise Americké geofyzikální unie (AGU), která publikuje méně než 100 studií ročně.

Testování po celých Spojených státech

Dr. Tran Ngoc Vinh, držitel 20 nejlepších cen Zlatý glóbus za vědu a techniku za rok 2025, vlastní 8 národních patentů v Koreji, 29 vědeckých článků publikovaných v mezinárodních vědeckých časopisech v kategorii Q1...

Dr. Vinh se podělil: „Abychom mohli oznámit výsledky, museli jsme překonat mnoho bouří a obrovské množství práce. To je ale důkazem neustálého hledání lepších řešení pro předpovídání přírodních katastrof, což je cíl, který jsem si vážil od prvních dnů, kdy jsem vstoupil do této profese.“

Jako hlavní autor tohoto výzkumného projektu se po mnoho let neúnavně věnuje sběru a zpracování vstupních dat, včetně meteorologických dat (srážky, teplota, vítr atd.), dat o průtoku povodní, simulačních dat z NWM až po návrh celkového výzkumného rámce, tvorbu simulačních scénářů pro vyhodnocení účinnosti modelu, návrh vedení psaní rukopisu, účast na recenzním procesu výzkumného projektu...

„Co se týče výzkumu, integruji umělou inteligenci do systému modelu Země, abych zlepšil simulační schopnosti a rychlost výpočtů. Cílem je předpovídat rozsáhlé přírodní katastrofy, jako jsou bouře, v delším časovém období, například v příštích 10 dnech. Když budeme mít přesné a dřívější výsledky předpovědi, budeme lépe připraveni a minimalizujeme škody na lidech a majetku.“ Dr. Tran Ngoc Vinh (Michiganská univerzita, USA)

Zejména byl přímo zodpovědný za návrh, programování a trénování modelu umělé inteligence pro testování v celých Spojených státech s více než 42 000 povodňovými událostmi s prognózovacím obdobím 1–10 dnů. „Dokáže poskytovat pravděpodobnostní scénáře prognózy – klíčový faktor pro rozhodování ve vysoce rizikových kontextech – a může běžet na běžném počítači bez nutnosti superpočítače,“ uvedl Dr. Vinh o vynikajících vlastnostech modelu.

Souběžně s výzkumem povodní publikoval Dr. Tran Ngoc Vinh také práci o městských záplavách v časopise Nature Cities, v níž poukázal na „záplavovou smyčku – modernizaci kanalizačních systémů – záplavy“ a varoval, že současný přístup k navrhování odvodňovacích systémů není optimální. Doufá, že tento výzkum uplatní v praxi ve Vietnamu, a to nejen zaměřením na předpovídání povodní, ale také poskytováním preventivních řešení a navrhováním prací na prevenci katastrof, optimalizací odvodňovacích systémů v povodních ve velkých městských oblastech, jako je Hanoj a Ho Či Minovo Město.

Zdroj: https://tienphong.vn/tien-si-tre-dot-pha-trong-du-bao-lu-post1780398.tpo