4 nhà khoa học nữ và hệ thống ứng dụng trí tuệ nhân tạo Fi-Mi

Fi-Mi là tên viết tắt của Hệ thống ứng dụng trí tuệ nhân tạo thu thập số liệu và dự báo chất lượng không khí. Hệ thống này do các nhà khoa học người Việt nghiên cứu, thiết kế, xây dựng và vận hành. Trong số 6 tác giả chính làm nên Fi-Mi, có 4 nhà khoa học nữ, đó là: PGS Nguyễn Phi Lê, TS Lê Minh Thùy, TS Nguyễn Cẩm Ly, PGS Huỳnh Thanh Bình.

Fi-Mi là dự án được tài trợ bởi Quỹ VinIF, bao gồm nhóm các nhà khoa học: TS. Nguyễn Phi Lê, chủ nhiệm đề tài; PGS. Huỳnh Thanh Bình, đồng chủ nhiệm; PGS. Đỗ Phan Thuận; TS. Lê Minh Thùy -Trường Đại học Bách khoa Hà Nội (HUST); PGS. Nguyễn Kiên – Đại học Chiba và TS. Nguyễn Cẩm Ly – Phòng nghiên cứu và phát triển Hệ thống không dây – Toshiba, Nhật Bản.

Ý tưởng nghiên cứu và triển khai Fi-Mi được nhen lên khi TS. Nguyễn Phi Lê dự một hội thảo về ứng dụng theo dõi và cảnh báo thiên tai tại Nhật Bản năm 2018. Lúc đó, chị đã nghĩ mình sẽ phải làm gì đó cho Việt Nam. Về nước đúng thời điểm vấn đề ô nhiễm không khí, bụi mịn… đang rất “nóng”, kết nối với bạn bè tại Nhật Bản và một số đồng nghiệp tại Bách khoa Hà Nội, TS. Lê quyết định bắt tay làm “một cái gì đó” ứng dụng trí tuệ nhân tạo để dự báo chất lượng không khí. Fi-Mi đã được hình thành như thế.

Ngày nay, với sự ra đời của các mô hình học máy và sự sẵn sàng của nguồn dữ liệu phong phú, chúng ta có thể xây dựng được các mô hình học sâu, thực hiện việc dự đoán với độ chính xác cao. Với những mô hình như vậy, thì kể cả những người không phải là chuyên gia trong lĩnh vực môi trường cũng có thể dễ dàng dự đoán được chất lượng không khí. Đó là ý nghĩa của việc dùng trí tuệ nhân tạo (AI). AI có thể phần nào thay thế được chuyên gia trong các lĩnh vực khác nhau, giúp người thường ở một mức độ nào đó cũng có thể làm những việc mà trước đây chỉ có chuyên gia mới làm được”.

Được biết, trong nhóm không có chuyên gia về môi trường nhưng các thành viên đều có tham vấn, thảo luận với các chuyên gia lĩnh vực này. Như TS. Lê thường xuyên hỏi ý kiến PGS. Lý Bích Thủy – Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, Đại học Bách khoa Hà Nội. Có thể nói Fi-Mi là kết quả của nghiên cứu liên ngành với sự kết hợp của các ngành thuộc Bách khoa Hà Nội: Môi trường, CNTT, Điện – Điện tử, Cơ khí.

Sau một thời gian làm việc, nhóm đã cho ra đời thiết bị Fi-mi rất nhỏ gọn (kích thước chỉ khoảng trên dưới 10cm mỗi chiều) với giá thành thấp hơn hàng trăm lần so với các trạm quan trắc tĩnh truyền thống, có thể lắp trên các phương tiện di động như xe buýt. Fi-Mi tận dụng tính di động của xe buýt nhằm mở rộng phạm vi theo dõi môi trường của thiết bị, giảm đáng kể chi phí so với các phương pháp sử dụng trạm quan trắc tĩnh truyền thống. Bên cạnh đó, các mô hình học sâu, dự đoán dữ liệu theo không-thời gian được áp dụng để dự đoán chất lượng không khí tại những địa điểm mà xe buýt không đi qua, cũng như dự đoán dữ liệu trong tương lai.

Theo kế hoạch ban đầu, Fi-Mi sẽ được gắn chắc chắn trên nóc xe buýt chạy theo tuyến (lộ trình cố định), thu thập các dữ liệu về chất lượng không khí, truyền thông tin về máy chủ để tổng hợp, tính toán, đưa ra các phân tích, dự báo theo không-thời gian (1 giờ, 1 tuần, 1 tháng… tiếp theo). Nhưng không phải mọi sự diễn ra như dự kiến.

Lê nhớ lại: Có nhiều trở ngại trong quá trình tiếp cận với đơn vị sử dụng Fi-Mi, nhưng rất may phút cuối cùng, với sự kết nối của các thầy cô Trường Điện-Điện tử ĐHBK HN, chúng tôi đã tiếp cận được với Tổng Công ty vận tải Hà Nội (Transerco). Sau khi nghe nhóm trình bày dự án, họ đã ủng hộ và đồng ý hợp tác, tạo điều kiện để nhóm nghiên cứu lắp 30 thiết bị lên nóc xe buýt. Hiện nhóm nghiên cứu đang hoàn thành các thiết bị còn lại, dự kiến trong tháng 6-7/2022 sẽ phối hợp cùng Transerco, chuyển 28 thiết bị lên các tuyến xe buýt.

Buổi họp của nhóm nghiên cứu

Điều khiến TS. Nguyễn Phi Lê tâm đắc nhất với dự án Fi-Mi là nhóm đã bước đầu thành công trong việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo vào giải quyết một bài toán cụ thể của Việt Nam. Nghiên cứu của nhóm không chỉ là nghiên cứu lý thuyết hay dừng lại ở việc công bố các bài báo khoa học mà thực tế đã triển khai một hệ thống chạy thật gồm cả phần cứng và phần mềm, chứng minh tính hiệu quả bước đầu của việc ứng dụng công nghệ vào đời sống.

Được biết, Quỹ VINIF đầu tư cho dự án gần 6 tỷ đồng, trong vòng 2 năm. Một hệ thống như của dự án Fi-Mi cần một sự đầu tư rất lớn để mua các linh kiện về lắp ráp thiết bị quan trắc. Bên cạnh đó, nghiên cứu về trí tuệ nhân tạo cần có hệ thống máy chủ rất mạnh để huấn luyện các mô hình.

Niềm vui sau khi lắp đặt xong Fi-Mi

Có rất nhiều chuyên gia, nhà hoạt động môi trường hứng thú với dự án của nhóm, kết nối và mời nhóm tham gia vào nhóm nghiên cứu về môi trường của họ để dùng công nghệ AI áp dụng vào bài toán phân tích, dự đoán chất lượng không khí. Một trong những mạng Mạng lưới lớn nhất Việt Nam về theo dõi chất lượng không khí đã đề nghị nhóm hợp tác dùng trí tuệ nhân tạo dự đoán chất lượng không khí dựa trên dữ liệu họ thu thập được.

TS Nguyễn Phi Lê (người ngồi thứ ba từ trái sang) cùng các sinh viên Bách khoa trong nhóm cô hướng dẫn

Còn các nhà hoạch định chính sách cũng rất cần công cụ thiết thực này để biết thông tin chất lượng không khí, từ đó có những chính sách kịp thời, hiệu quả trong tương lai. Đó chính là mục đích cuối cùng của dự án Fi-Mi, dự án của người Việt, do người Việt nghiên cứu, sáng chế và vận hành.

NGỌC DIỆU