Chuyển từ nghiên cứu sang làm chủ công nghệ biển - Bài 1: Cần một 'bức tranh số' đầy đủ về biển

Xây dựng Việt Nam trở thành quốc gia biển mạnh đòi hỏi phải xây dựng năng lực khoa học công nghệ và đổi mới sáng tạo đủ mạnh, có tính liên ngành, đa ngành và khả năng giải quyết những bài toán tổng hợp của quốc gia về biển. Ảnh: Ngọc Anh.

Tổ chức lại năng lực nghiên cứu biển

Theo Cục Biển và Hải đảo Việt Nam, Bộ Nông nghiệp và Môi trường, trước khi sắp xếp đơn vị hành chính cấp tỉnh, Việt Nam có 28 địa phương ven biển với tổng chiều dài đường bờ biển 3.260 km. Sau sắp xếp, cả nước còn 34 tỉnh, thành phố, trong đó 21 địa phương có biển, chiếm 62%.

Quy mô không gian phát triển gắn với biển vì thế ngày càng lớn. Trong khi đó, năng lực điều tra và dữ liệu về biển vẫn còn những khoảng trống đáng kể.

Tại hội thảo “Khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số trong triển khai Nghị quyết số 20-NQ/TW về xây dựng và phát triển Việt Nam trở thành quốc gia biển mạnh” tổ chức mới đây tại Khánh Hòa, Bộ Khoa học và Công nghệ (KHCN) cho biết chỉ khoảng 7,5% diện tích biển Việt Nam được điều tra địa chất chi tiết ở tỷ lệ 1:100.000. Theo Bộ KHCN, khoảng trống về dữ liệu, hạ tầng và công nghệ đặt ra yêu cầu phải tổ chức lại năng lực nghiên cứu biển theo những bài toán lớn của quốc gia.

Con số này được đặt trong bối cảnh Việt Nam đang chuyển mạnh sang mục tiêu phát triển kinh tế biển xanh và xây dựng quốc gia biển mạnh. Tại hội thảo, Bộ trưởng Bộ KHCN Vũ Hải Quân nhấn mạnh Việt Nam không chỉ nghiên cứu và khai thác biển mà phải từng bước làm chủ biển bằng tri thức, dữ liệu, công nghệ và đổi mới sáng tạo. KHCN cần trở thành nền tảng cho quản trị tổng hợp, thống nhất không gian biển quốc gia, phát triển kinh tế biển xanh, hiện đại và bền vững.

Nhưng để hiểu, dự báo và quản trị được biển, trước hết cần một hệ thống dữ liệu đủ rộng và đủ sâu. Đây chính là bài toán đang được đặt ra đối với khoa học biển Việt Nam.

Tiến tới một hạ tầng dùng chung

GS.TS Trần Tuấn Anh, Phó Chủ tịch Viện Hàn lâm KHCN Việt Nam cho rằng, xây dựng Việt Nam trở thành quốc gia biển mạnh không chỉ là nhiệm vụ của các ngành kinh tế biển hay các địa phương ven biển, mà đòi hỏi phải xây dựng năng lực KHCN và đổi mới sáng tạo đủ mạnh, có tính liên ngành, đa ngành và khả năng giải quyết những bài toán tổng hợp của quốc gia về biển.

Theo GS.TS Trần Tuấn Anh, nghiên cứu biển cần đồng thời thực hiện 4 chuyển đổi: từ nghiên cứu đơn ngành sang liên ngành, đa ngành; từ các đề tài riêng lẻ sang các chương trình giải quyết bài toán lớn của quốc gia; từ dữ liệu phân tán sang hạ tầng dữ liệu biển dùng chung và quản trị dựa trên dữ liệu; từ ứng dụng công nghệ sang từng bước làm chủ những công nghệ biển chiến lược.

Trong đó, chuyển từ dữ liệu phân tán sang hạ tầng dữ liệu biển dùng chung có ý nghĩa đặc biệt quan trọng.

Theo đề xuất của Viện Hàn lâm KHCN Việt Nam, dữ liệu cần được tích hợp từ nhiều nguồn: tàu nghiên cứu, vệ tinh, phao quan trắc, radar biển, robot dưới nước, các cơ sở dữ liệu chuyên ngành cùng dữ liệu kinh tế - xã hội. Trên nền tảng đó có thể phát triển trí tuệ nhân tạo cho đại dương, mô hình dự báo, bản đồ số, “đại dương số” và tiến tới xây dựng “bản sao số đại dương”.

Cách tiếp cận này cũng được Bộ trưởng Bộ KHCN Vũ Hải Quân nhấn mạnh khi cho rằng dữ liệu biển phải trở thành hạ tầng chiến lược quốc gia. Dữ liệu cần được chuẩn hóa, tích hợp, liên thông và chia sẻ, đồng thời bảo đảm an ninh, an toàn và chủ quyền dữ liệu. Đây là cơ sở để xây dựng bản đồ số biển, phát triển các công cụ mô hình hóa, dự báo và ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong quản lý, quy hoạch, cảnh báo và hỗ trợ ra quyết định.

Như vậy, vấn đề không chỉ nằm ở việc Việt Nam còn thiếu dữ liệu ở một số khu vực, mà còn ở cách tổ chức và khai thác lượng dữ liệu đã có. Khi những dữ liệu này được chuẩn hóa, kết nối và đặt trên cùng một nền tảng, giá trị sử dụng sẽ rộng hơn nhiều, từ nghiên cứu khoa học đến quy hoạch và quản trị không gian biển.

Đây cũng là hướng tiếp cận thể hiện rõ trong nghiên cứu về cảnh quan biển, đảo nhiệt đới ẩm, gió mùa ở Việt Nam phục vụ phát triển kinh tế biển xanh bền vững do TS Trần Văn Trường (Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội) cùng các đồng nghiệp thực hiện.

Việt Nam cam kết tự nguyện “Thúc đẩy nghiên cứu khoa học công nghệ phục vụ bảo vệ môi trường và phát triển bền vững kinh tế biển”. Ảnh: Quang Vinh.

Điểm đáng chú ý của nghiên cứu là cách tiếp cận cảnh quan biển theo một hệ thống không gian 3 chiều gồm mặt nước - cột nước - đáy biển, coi biển là “vốn tự nhiên” cần được tái tạo. Nghiên cứu đồng thời chỉ ra những khoảng trống như thiếu hệ thống phân loại chuẩn hóa, thiếu bản đồ phân vùng cảnh quan tổng hợp và sự đứt gãy trong dữ liệu liên kết giữa lục địa và biển đảo. Theo Bộ KHCN, những kết quả này mở ra khả năng ứng dụng bản đồ và cơ sở dữ liệu phục vụ hoạch định chính sách phát triển kinh tế biển xanh bền vững.

Xây dựng “bản sao số” của biển

Nếu cơ sở dữ liệu và bản đồ số giúp hình thành một bức tranh về hiện trạng, bước phát triển tiếp theo là khả năng mô phỏng và dự báo. Đây là hướng mà Digital Ocean và Digital Twin Ocean - “đại dương số” và “bản sao số đại dương” được đặt ra.

Theo GS.TS Trần Tuấn Anh, việc tích hợp dữ liệu từ tàu nghiên cứu, vệ tinh, phao quan trắc, radar biển, robot dưới nước và các cơ sở dữ liệu chuyên ngành sẽ tạo nền tảng để phát triển AI cho đại dương, mô hình dự báo, bản đồ số và tiến tới xây dựng “bản sao số đại dương”.

Điểm khác biệt của cách tiếp cận này nằm ở khả năng đưa dữ liệu vào mô hình hóa và dự báo. Khi dữ liệu quan trắc được cập nhật liên tục, mô hình số có thể hỗ trợ theo dõi diễn biến, mô phỏng các kịch bản và cung cấp thông tin phục vụ dự báo, cảnh báo, quy hoạch không gian biển, ứng phó sự cố và thiên tai. Đây là bước chuyển từ ghi nhận hiện trạng sang hỗ trợ dự báo, tạo ra giá trị trực tiếp đối với quản trị không gian biển.

Từ những nghiên cứu cụ thể, có thể thấy bài toán khoa học biển hiện nay đang dịch chuyển. Không chỉ là khảo sát một vùng biển, xây dựng một bản đồ hay hoàn thành một đề tài, yêu cầu lớn hơn là kết nối các kết quả đó thành một hệ thống tri thức có khả năng phục vụ những bài toán quốc gia.

Để đạt được điều đó, khoa học cơ bản vẫn giữ vai trò nền tảng. Các lĩnh vực từ khoa học Trái đất, khoa học và công nghệ biển, sinh học, vật liệu, công nghệ thông tin, AI, điện tử - tự động hóa, công nghệ vũ trụ đến môi trường cần được kết nối trong những chương trình nghiên cứu liên ngành.

Khi những dữ liệu ấy được tích hợp, Việt Nam có thể từng bước hình thành một “bức tranh số” về biển. Mục tiêu cuối cùng là biến tri thức về biển thành năng lực dự báo, quản trị và ra quyết định. Và để tri thức ấy thực sự tạo ra năng lực trên biển, bước tiếp theo không chỉ là hiểu rõ không gian biển, mà còn phải làm chủ những công nghệ cho phép con người khảo sát, khai thác, bảo vệ và vận hành trong không gian đó.

4 chuyển đổi trong nghiên cứu biển

Theo GS.TS Trần Tuấn Anh - Phó Chủ tịch Viện Hàn lâm KHCN Việt Nam, nghiên cứu biển cần thực hiện đồng thời 4 chuyển đổi: từ nghiên cứu đơn ngành sang liên ngành, đa ngành; từ các đề tài riêng lẻ sang các chương trình giải quyết bài toán lớn của quốc gia; từ dữ liệu phân tán sang hạ tầng dữ liệu biển dùng chung và quản trị dựa trên dữ liệu; từ ứng dụng công nghệ sang từng bước làm chủ những công nghệ biển chiến lược. Dữ liệu cần được tích hợp từ tàu nghiên cứu, vệ tinh, phao quan trắc, radar biển, robot dưới nước, các cơ sở dữ liệu chuyên ngành và dữ liệu kinh tế - xã hội. Đây là nền tảng để phát triển AI cho đại dương, mô hình dự báo, bản đồ số, “đại dương số” và tiến tới “bản sao số đại dương”.