Przełom w młodych doktoratach w prognozowaniu powodzi

Punkt zwrotny

Sukces dr. Trana Ngoc Vinha wynika z jego odważnej decyzji o opuszczeniu strefy komfortu oraz stresujących doświadczeń, których doświadczył podczas wielu lat nauki i pracy w Korei i Stanach Zjednoczonych. Jego podróż, od początków studiowania fizyki i matematyki w Wietnamie, przez Koreę, do Stanów Zjednoczonych, to historia woli pokonywania ograniczeń i pragnienia znalezienia rozwiązań, które uchronią społeczność przed klęskami żywiołowymi.

Po ukończeniu Uniwersytetu Nauk Przyrodniczych (VNU), Vinh rozpoczął karierę naukową w swojej dawnej uczelni. Jednak decyzja o wyjeździe do Korei w celu prowadzenia badań okazała się prawdziwym punktem zwrotnym. „Różnice kulturowe i językowe sprawiły, że czułem się niepewnie i często wątpiłem, czy będę w stanie kontynuować naukę. Ale to był najważniejszy punkt zwrotny w mojej karierze. Będąc z dala od rodziny, musiałem stanąć na własnych nogach: wyznaczać sobie cele, tworzyć własne plany i dążyć do ich osiągnięcia” – powiedział dr Vinh.

Tran Ngoc Vinh przedstawił na Uniwersytecie Michigan w USA prezentację na temat zjawiska powodzi miejskich

Wspominając teraz swoją prawie pięcioletnią drogę doktorską na Uniwersytecie Ulsan w Korei Południowej, zdaje sobie sprawę, że presja, jaką na siebie nakładał, była nawet większa niż wymagania stawiane przez jego promotorów. „Był okres, kiedy moje życie było niemal nierówne: podczas doktoratu często pracowałem ponad 15 godzin dziennie, wiele nocy pracowałem do 6-7 rano, żeby móc zasnąć. Jednak to właśnie ten trudny okres pomógł mi odkryć moją prawdziwą pasję i drogę, którą chciałem podążać, kładąc podwaliny pod przełomowe projekty w przyszłości” – wspomina.

Pierwotnym kierunkiem studiów dr. Vinha były nauki o Ziemi, a konkretnie hydrometeorologia. Podczas studiów licencjackich na Uniwersytecie Nauk Przyrodniczych miał okazję uczestniczyć w wielu projektach badawczych prowadzonych przez swoich nauczycieli i odbywać podróże terenowe po całym kraju, zwłaszcza po regionie centralnym Wietnamu, koncentrując się na zjawisku powodzi. Podróże terenowe do prowincji centralnych, gdzie był naocznym świadkiem gwałtownych powodzi, które pochłonęły wiele istnień ludzkich, dobytku i dóbr materialnych, pozostawiły w nim wiele emocji. „Podczas mojej pracy zawsze zmagałem się z dwoma pytaniami: Czy można przewidzieć klęski żywiołowe? I co możemy zrobić, aby zminimalizować szkody wyrządzane przez powodzie?” – powiedział.

Dr Tran Ngoc Vinh, badacz z Uniwersytetu Michigan w USA

Choć uwielbia fizykę i pasjonuje się tradycyjnymi modelami prognozowania powodzi, dostrzega również ich ograniczenia: „Ludzkie możliwości są ograniczone i nie pozwalają na prognozowanie na dużą skalę”. Wręcz przeciwnie, sztuczna inteligencja potrafi szybko i dokładnie przetwarzać ogromne ilości informacji, zachowując dyscyplinę. Wierzy, że połączenie sztucznej inteligencji z modelami fizycznymi i doświadczeniem ludzkim to sposób na pokonanie słabości każdego z tych narzędzi.

Kierując się tą myślą, kierowany przez niego zespół badawczy z Uniwersytetu Michigan (USA) przeprowadził projekt badawczy „Sztuczna inteligencja poprawia dokładność, niezawodność i wartość ekonomiczną średnioterminowych prognoz powodzi na skalę kontynentalną”, którego ukończenie planowane jest na 2023 rok. W ramach badań opracowano nowe hybrydowe ramy modelowania, łączące sztuczną inteligencję z obecnym amerykańskim modelem prognozowania powodzi – Narodowym Modelem Wody (NWM). Może to zmniejszyć błędy w programowaniu krajowego prognozowania powodzi, zapewniając dokładniejsze przewidywania dotyczące miejsc występowania powodzi.

Dr Vinh i naukowcy odkryli, że gdy sztuczna inteligencja została użyta w połączeniu z modelem NWM opracowanym przez amerykańską Narodową Agencję ds. Oceanów i Atmosfery (NOAA), powstały model hybrydowy był od czterech do sześciu razy dokładniejszy. Sztuczna inteligencja została wyszkolona na danych NOAA dla USA, ale system można było dostosować do potrzeb dowolnego kraju.

Wyniki badań pokazują, że model hybrydowy nie tylko przewyższa NWM, ale także zaawansowany model sztucznej inteligencji opracowany przez Google, szczególnie w przypadku ekstremalnych powodzi. Praca została opublikowana w prestiżowym czasopiśmie Amerykańskiej Unii Geofizycznej (AGU), która publikuje mniej niż 100 badań rocznie.

Testowanie w całych Stanach Zjednoczonych

Dr Tran Ngoc Vinh, laureat 20 najlepszych nagród Golden Globe Science and Technology Awards 2025, jest właścicielem 8 patentów krajowych w Korei, 29 artykułów naukowych opublikowanych w międzynarodowych czasopismach naukowych w kategorii Q1...

Dr Vinh powiedział: „Aby ogłosić wyniki, musieliśmy pokonać wiele burz i włożyć w to ogrom pracy. Ale to dowód na to, że nieustannie poszukujemy lepszych rozwiązań do prognozowania klęsk żywiołowych – cel, który cenię sobie od pierwszych dni pracy w zawodzie”.

Jako główny autor tego projektu badawczego, przez wiele lat pracował niestrudzenie, począwszy od zbierania i przetwarzania danych wejściowych, w tym danych meteorologicznych (opad deszczu, temperatura, wiatr itp.), danych o przepływach powodziowych, danych symulacyjnych z NWM, po projektowanie ogólnych ram badawczych, tworzenie scenariuszy symulacyjnych w celu oceny skuteczności modelu, proponowanie przewodniczenia pisaniu manuskryptu, uczestnictwo w procesie recenzji projektu badawczego...

„W ramach badań zamierzam zintegrować sztuczną inteligencję z systemem modeli Ziemi, aby poprawić możliwości symulacji i szybkość obliczeń. Celem jest prognozowanie katastrof naturalnych na dużą skalę, takich jak burze, w dłuższym okresie, na przykład w ciągu najbliższych 10 dni. Dzięki dokładnym i wcześniejszym wynikom prognoz będziemy lepiej przygotowani, minimalizując straty ludzkie i straty materialne” – dr Tran Ngoc Vinh (Uniwersytet Michigan, USA)

W szczególności był bezpośrednio odpowiedzialny za zaprojektowanie, zaprogramowanie i wytrenowanie modelu sztucznej inteligencji do testów w całych Stanach Zjednoczonych, obejmujących ponad 42 000 powodzi, z okresem prognozowania od 1 do 10 dni. „Może on dostarczać probabilistyczne scenariusze prognozowania – kluczowy czynnik w procesie podejmowania decyzji w sytuacjach wysokiego ryzyka – i może działać na zwykłym komputerze, bez potrzeby użycia superkomputera” – powiedział dr Vinh, opisując zalety modelu.

Równolegle z badaniami nad powodziami, dr Tran Ngoc Vinh opublikował również pracę na temat powodzi miejskich w czasopiśmie „Nature Cities”, wskazując na „pętlę powodziową – modernizację systemów kanalizacyjnych – powodzie”, ostrzegając, że obecne podejście do projektowania systemów odwadniających nie jest optymalne. Ma nadzieję zastosować te badania w praktyce w Wietnamie, koncentrując się nie tylko na prognozowaniu powodzi, ale także na dostarczaniu rozwiązań zapobiegawczych, a także wspierając projektowanie działań zapobiegawczych w zakresie zapobiegania katastrofom, optymalizując systemy odwodnienia powodziowego w dużych obszarach miejskich, takich jak Hanoi i Ho Chi Minh.

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