דוקטור צעיר פורץ דרך בתחום חיזוי שיטפונות

TP - בגיל 34, ד"ר טראן נגוק וין (חוקר באוניברסיטת מישיגן, ארה"ב) הוא המחבר הראשי של פרויקט מחקר שיצר פריצת דרך בחיזוי שיטפונות על ידי שילוב של בינה מלאכותית (AI) עם מודלים פיזיקליים, מה שנותן דיוק גבוה פי 6, אשר נבדק ברחבי ארצות הברית.

נְקוּדַת מִפנֶה

הצלחתו של ד"ר טראן נגוק וין נובעת מהחלטתו האמיצה לעזוב את אזור הנוחות שלו ומהחוויות המלחיצות שחווה במהלך שנים רבות של לימודים ועבודה בקוריאה ובארצות הברית. מסעו, מימיו הראשונים של לימודי פיזיקה ומתמטיקה בווייטנאם, דרך קוריאה ועד ארצות הברית, הוא סיפור של רצון להתגבר על מגבלות ושל רצון למצוא פתרונות להגנה על הקהילה מפני אסונות טבע.

לאחר שסיים את לימודיו באוניברסיטת מדעי הטבע (VNU), וין החל את דרכו כחוקר בבית הספר הישן שלו. עם זאת, ההחלטה לנסוע לקוריאה כדי לחקור הייתה נקודת מפנה של ממש. "ההבדלים התרבותיים והלשוניים גרמו לי להרגיש מודעת לעצמי, ולעתים קרובות פקפקתי ביכולתי להמשיך ללמוד. אבל זו הייתה נקודת המפנה החשובה ביותר בקריירה שלי. בהיותי רחוק ממשפחתי, הייתי צריך לעמוד על שתי רגליי: לקבוע לעצמי מטרות, לתכנן תוכניות משלי ולשאוף להשיג אותן", שיתף ד"ר וין.

טראן נגוק וין הציג הרצאה על תופעת הצפות עירוניות באוניברסיטת מישיגן, ארה"ב

כעת, כשהוא מביט לאחור על מסע הדוקטורט שלו, שנמשך כמעט חמש שנים, באוניברסיטת אולסן, דרום קוריאה, הוא מבין שהלחץ שהפעיל על עצמו היה אפילו גדול יותר מדרישות המנחים שלו. "הייתה תקופה שבה חיי כמעט ולא היו מאוזנים: במהלך הדוקטורט שלי, לעתים קרובות עבדתי יותר מ-15 שעות ביום, בלילות רבים עבדתי עד 6-7 בבוקר כדי ללכת לישון. עם זאת, התקופה הקשה הזו היא שעזרה לי לממש את התשוקה האמיתית שלי ואת הנתיב שרציתי ללכת בו, והניחה את היסודות לפרויקטים פורצי דרך בהמשך", הוא נזכר.

תחום לימודיו המקוריים של ד"ר וין הם מדעי כדור הארץ, ובמיוחד הידרומטאורולוגיה. במהלך לימודי התואר הראשון שלו באוניברסיטת מדעי הטבע, הוא זכה להשתתף בפרויקטים רבים של מוריו ולצאת לטיולי שטח בכל מקום, במיוחד באזור המרכז של וייטנאם, תוך התמקדות בתופעת השיטפונות. טיולי שטח למחוזות המרכזיים, בהם נחשף במו עיניו לשיטפונות העזים שסחפו חיים, רכוש וחפצים חומריים רבים של אנשים, הותירו בו רגשות רבים. "במהלך עבודתי, תמיד התמודדתי עם שתי שאלות: האם ניתן לחזות אסונות טבע? ומה נוכל לעשות כדי למזער את הנזקים הנגרמים משיטפונות?", אמר.

ד"ר טראן נגוק וין, חוקר באוניברסיטת מישיגן, ארה"ב

למרות שהוא אוהב פיזיקה ומתלהב ממודלים מסורתיים לחיזוי שיטפונות, הוא גם רואה את המגבלות שלהם: "כוח האדם מוגבל ואינו יכול לחזות בקנה מידה גדול." להיפך, בינה מלאכותית יכולה לעבד כמויות עצומות של מידע במהירות ובדייקנות, עם משמעת. הוא מאמין ששילוב של בינה מלאכותית עם מודלים פיזיקליים וניסיון אנושי הוא הדרך להתגבר על החולשות של כל כלי.

מתוך מחשבה זו, צוות המחקר בראשותו באוניברסיטת מישיגן (ארה"ב) ניהל את פרויקט המחקר "בינה מלאכותית משפרת את הדיוק, האמינות והערך הכלכלי של תחזיות שיטפונות לטווח בינוני בקנה מידה יבשתי", שיסתיים בשנת 2023. המחקר פיתח מסגרת מידול היברידית חדשה המשלבת בינה מלאכותית ומודל חיזוי השיטפונות הנוכחי של ארה"ב - מודל המים הלאומי (NWM), שיכול להפחית שגיאות בתכנות חיזוי שיטפונות לאומי, ולספק תחזיות מדויקות יותר לגבי המקומות שבהם יתרחשו שיטפונות.

ד"ר וין והמדענים גילו שכאשר נעשה שימוש בבינה מלאכותית בשילוב עם מודל ה-NWM שפותח על ידי המינהל הלאומי לאוקיינוסים ואטמוספירה של ארה"ב (NOAA), המודל ההיברידי שנוצר היה מדויק פי ארבעה עד שישה. הבינה המלאכותית אומנה על נתוני NOAA עבור ארה"ב, אך ניתן היה להתאים אישית את המערכת לכל מדינה.

תוצאות המחקר מראות כי המודל ההיברידי לא רק עולה בביצועיו על מודל NWM, אלא גם עולה בביצועיו על מודל בינה מלאכותית מתקדם שפותח על ידי גוגל, במיוחד במצבי שיטפונות קיצוניים. העבודה פורסמה בכתב העת המוביל של האיחוד הגיאופיזי האמריקאי (AGU), המפרסם פחות מ-100 מחקרים בשנה.

בדיקות ברחבי ארה"ב

ד"ר טראן נגוק וין, זוכה פרס המדע והטכנולוגיה המובילים ב-20 פרסי גלובוס הזהב לשנת 2025, מחזיק ב-8 פטנטים לאומיים בקוריאה, 29 מאמרים מדעיים שפורסמו בכתבי עת מדעיים בינלאומיים בקטגוריית רבעון ראשון...

ד"ר וין שיתף: "כדי להכריז על התוצאות, היינו צריכים להתגבר על סערות רבות וכמות עצומה של עבודה. אבל זוהי הוכחה למסע של חיפוש מתמיד אחר פתרונות טובים יותר לחיזוי אסונות טבע, מטרה שאני מקדש בדעתי מאז ימי כניסתי הראשונים למקצוע."

כמחבר הראשי של פרויקט מחקר זה, במשך שנים רבות הוא עבד ללא לאות, החל מאיסוף ועיבוד נתוני קלט, כולל נתונים מטאורולוגיים (גשם, טמפרטורה, רוח וכו'), נתוני זרימת שיטפונות, נתוני סימולציה מ-NWM ועד לתכנון מסגרת המחקר הכוללת, בניית תרחישי סימולציה להערכת יעילות המודל, הצעה לנהל את כתיבת כתב היד, השתתפות בתהליך הסקירה של פרויקט המחקר...

"מבחינת מחקר, אשלב בינה מלאכותית במערכת מודל כדור הארץ כדי לשפר את יכולות הסימולציה ואת מהירות החישוב. המטרה היא לחזות אסונות טבע בקנה מידה גדול כמו סופות בפרק זמן ארוך יותר, למשל, ב-10 הימים הקרובים. כאשר יהיו לנו תוצאות תחזית מדויקות ומוקדמות יותר, נהיה מוכנים טוב יותר, ונמזער נזקים לבני אדם ולרכוש" ד"ר טראן נגוק וין (אוניברסיטת מישיגן, ארה"ב)

בפרט, הוא היה אחראי ישירות על תכנון, תכנות ואימון מודל הבינה המלאכותית לבדיקה ברחבי ארה"ב עם יותר מ-42,000 אירועי שיטפונות, עם תקופת תחזית של 1-10 ימים. "הוא יכול לספק תרחישי תחזית הסתברותיים - גורם מפתח לקבלת החלטות בהקשרים בסיכון גבוה ויכול לפעול על מחשב רגיל, ללא צורך במחשב-על", ציין ד"ר וין את התכונות המעולות של המודל.

במקביל למחקר שיטפונות, ד"ר טראן נגוק וין פרסם גם עבודה על שיטפונות עירוניים בכתב העת Nature Cities, בה הצביע על "לולאת השיטפונות - שדרוג מערכות ביוב - שיטפונות", והזהיר כי הגישה הנוכחית לתכנון מערכות ניקוז אינה אופטימלית. הוא מקווה ליישם מחקר זה הלכה למעשה בווייטנאם, לא רק תוך התמקדות בחיזוי שיטפונות, אלא גם במתן פתרונות מניעה, וכן לשרת את תכנון עבודות מניעת אסונות, תוך אופטימיזציה של מערכות ניקוז שיטפונות באזורים עירוניים גדולים כמו האנוי והו צ'י מין סיטי.

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