Tiến sĩ 4 bằng sáng chế 'dạy' máy học đo ô nhiễm môi trường

Năm 2020, TS Nguyễn Thanh Bình, ĐH Khoa học tự nhiên, ĐH Quốc gia TP HCM, cùng các cộng sự nghiên cứu công trình "Multi-source Machine Learning for AQI Estimation" đưa ra hướng tiếp cận máy học để dự đoán mức độ ô nhiễm không khí trong thành phố lớn. Nghiên cứu tìm ra các ước lượng chỉ số AQI cục bộ dựa trên các thông tin về thời gian, địa điểm, dữ liệu hình ảnh từ vị trí người dùng, thông tin độ ẩm, nhiệt độ, phản hồi người dùng... Ở nhiều quốc gia trên thế giới, chỉ số AQI giúp giám sát tốt hơn tình trạng ô nhiễm môi trường.

Nhóm xây dựng ứng dụng trên điện thoại đồng thời chế tạo một thiết bị IoT để thu thập dữ liệu. Đây là hộp chứa các cảm biến khác nhau có thể thu 6 chất ô nhiễm PM2.5, PM10, NO2, CO, SO2, và O3, cùng các thông tin liên quan đến nhiệt độ và độ ẩm. Thiết bị cảm biến đặt trên xe máy, thu dữ liệu ở các tuyến đường vào các thời điểm khác nhau tại 9 quận huyện thuộc TP HCM.

"Các thông số thu thập từ sáu chất ô nhiễm trên sẽ cho thông tin chỉ số AQI thực tế tại từng địa điểm thu thập khi xe máy di chuyển", TS Bình cho biết. Dựa vào đó nhóm xây dựng mô hình dự đoán mức độ ô nhiễm. Kết quả thực nghiệm trên dữ liệu thu thập được cho thấy, mô hình có độ chính xác lên tới 94%.

TS Bình cho biết "bài toán" này thú vị bởi, hiện nay ở các thành phố lớn, số lượng cột quan trắc môi trường không có nhiều do chi phí xây dựng và vận hành. "Nếu có giải pháp hỗ trợ người dân đánh giá mức độ ô nhiễm cục bộ tốt, chúng ta có thể phát triển thành ứng dụng phục vụ cộng đồng", anh Bình cho biết. Kết quả nghiên cứu đã được chấp nhận báo cáo tại hội nghị IEEE Big Data và xuất bản đầu năm nay.

TS Nguyễn Thanh Bình. Ảnh: NVCC

Sử dụng AI trong các ứng dụng thực tiễn là một trong những mục tiêu theo đuổi của TS Bình. Anh có 4 bằng sáng chế quốc tế về xây dựng các hệ thống về AI trong lĩnh vực thẩm định chất lượng sản phẩm ở các nhà máy, xưởng sản xuất công nghiệp. Hồi tháng 7, TS Bình được cấp bằng độc quyền sáng chế của Mỹ với hệ thống đánh giá chất lượng sợi vải tự động trong lĩnh vực may mặc bằng cách sử dụng máy đo quang phổ. Nghiên cứu này đưa ra giải pháp dùng thuật toán máy học xác thực chất lượng mẫu vải có đạt chuẩn hay không bằng cách phân tích dải phổ ánh sáng. "Đây là bằng sáng chế đầu tiên trên thế giới liên quan hệ thống kiểu này", anh nói.

Ba bằng sáng chế khác đang chờ xét duyệt, trong đó có ứng dụng AI dự đoán các lỗi có khả năng xảy ra trong quá trình sản xuất tại các nhà máy may mặc; đánh giá chất lượng sản xuất tự động thông qua dữ liệu thẩm định lịch sử; ước lượng rủi ro trong quá trình sản xuất đơn hàng. Hiện các sáng chế đang được triển khai áp dụng trong doanh nghiệp.

Mới đây, TS Nguyễn Thanh Bình được bình chọn là một trong 10 gương mặt nhận giải thưởng quả cầu vàng 2021 với những đóng góp trong lĩnh vực công nghệ thông tin, chuyển đổi số và tự động hóa. Anh cũng được bầu chọn gương mặt Thanh niên tiêu biểu TP HCM năm 2021.

Chia sẻ với Vnexpress, PGS Cathal Gurrin, ĐH Dublin, Ireland, cho biết từng hợp tác trong nhiều dự án nghiên cứu dữ liệu và xuất bản các bài báo, ông Cathal đánh giá TS Bình là nhà nghiên cứu trẻ đầy nhiệt huyết và tài năng, yêu thích việc giảng dạy, nghiên cứu khoa học, đặc biệt là nghiên cứu có tính ứng dụng thực tế sử dụng trong công nghiệp. "Tôi tin tưởng Bình sẽ trở thành một nhà nghiên cứu xuất sắc trong tương lai", ông nói.

Nói về dự định sắp tới, TS Bình cho biết đang tập trung hướng ứng dụng AI trong lĩnh vực nông nghiệp và môi trường. "Đây là hai lĩnh vực phù hợp và cần thiết ở nước ta hiện nay", anh cho hay.

TS Nguyễn Thanh Bình từng tốt nghiệp thủ khoa tại ĐH Khoa học tự nhiên, ĐH Quốc gia TP HCM năm 2008. Anh theo học thạc sĩ về toán ứng dụng tại ĐH Orleans (Pháp) năm 2009 rồi tiếp tục bảo vệ luận án tiến sĩ (loại ưu) tại ĐH Bách khoa Paris (Ecole Polytechnique).

Về nước, anh trở lại trường cũ tham gia công tác giảng dạy và nghiên cứu khoa học, hiện là trưởng bộ môn ứng dụng tin học tại khoa Toán - Tin học. Anh nói bản thân ấp ủ ước mơ từ bé muốn nối nghiệp mẹ. "Nghề giáo thu nhập không cao như các ngành nghề khác nhưng có trách nhiệm to lớn trong việc đào tạo thế hệ trẻ cho đất nước", anh nói.

Anh có hơn 50 công trình nghiên cứu khoa học, trong đó nhiều bài báo đăng tải trên các tạp chí quốc tế (SCI Q1), bài báo khoa học được công bố tại các hội nghị quốc tế uy tín. Các nghiên cứu của TS Bình tập trung vào khoa học tính toán và máy học ứng dụng.

Trong năm nay, anh cùng cộng sự hướng tới những nghiên cứu có tính ứng dụng thực tế như xây dựng hệ thống phân loại sắc thái cho các câu chữ trong ngôn ngữ tiếng Việt, hệ thống hỏi-đáp tự động dựa trên đồ thị tri thức và các phương pháp học sâu... "Các công trình đều có tiềm năng để phát triển thành sản phẩm ứng dụng", anh nói và cho biết đang tiếp tục phát triển phần thuật toán tương ứng.

Anh từng được giải thưởng Best Paper Award tại hội nghị SoMeT 2018 tổ chức tại Tây Ban Nha, giải thưởng Best Presentation Award tại hội nghị quốc tế KSE 2021 Thái Lan. Đầu năm nay, anh được giải nhất cuộc thi LSC 2021 tại hội nghị quốc tế ACM ICMR 2021.

Nguồn: vnexpress.net