Giải mã đại dương bằng trí tuệ nhân tạo

Từ ý tưởng xây dựng “ngân hàng dữ liệu biển số hóa” cho Việt Nam, trí tuệ nhân tạo (AI) đang mở ra cánh cửa mới để bảo tồn và khai thác đại dương một cách bền vững. Đây không chỉ là câu chuyện về công nghệ, mà còn là hành trình của tầm nhìn và trách nhiệm trong việc gìn giữ kho báu xanh.

“Con mắt” dưới đáy đại dương

Việt Nam sở hữu hơn 3 triệu km² vùng biển và hải đảo, đa dạng sinh học nhưng vẫn còn nhiều bí ẩn chưa được khám phá. Để hiểu, quản lý và bảo tồn kho tàng thiên nhiên này, các nhà khoa học đang hướng đến trí tuệ nhân tạo (AI) như một công cụ quan trọng.

Nhờ khả năng xử lý dữ liệu khổng lồ và phân tích thông minh, AI giúp theo dõi biến động sinh vật biển, đánh giá tình trạng các hệ sinh thái và dự báo tác động của biến đổi khí hậu, mở ra cơ hội khai thác và bảo tồn đại dương một cách bền vững.

Ông Đinh Xuân Lập, Phó Giám đốc Trung tâm Hợp tác quốc tế Nuôi trồng và Khai thác thủy sản bền vững (ICAFIS, thuộc Hội Thủy sản Việt Nam), chia sẻ: “Trong vài năm qua, công nghệ AI đã được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực, nhưng trong lĩnh vực biển và hải đảo thì vẫn còn mới. Chúng ta mới dừng ở mức nghiên cứu, theo dõi đánh giá trữ lượng khai thác thủy sản và giám sát các loài quý hiếm, chứ chưa có sản phẩm ứng dụng vào thực tế”.

Nhìn ra thế giới, các quốc gia có nền khoa học biển phát triển như Nhật Bản, Hà Lan hay Mỹ đã sớm đưa trí tuệ nhân tạo xuống tận đáy đại dương, nơi con người khó tiếp cận nhưng lại ẩn chứa vô vàn dữ liệu quý giá.

Tại Nhật Bản, AI được sử dụng để theo dõi đường di cư của đàn cá, giúp các nhà quản lý thủy sản điều chỉnh mùa vụ khai thác một cách linh hoạt, vừa đảm bảo sản lượng, vừa duy trì cân bằng sinh thái.

Ở Hà Lan, quốc gia nổi tiếng với công nghệ biển sâu, trí tuệ nhân tạo lại được khai thác theo hướng phục hồi hệ sinh thái, điển hình là dự án rạn san hô nhân tạo. AI giúp mô phỏng cấu trúc san hô tự nhiên, dự báo khả năng thích nghi của sinh vật biển và giám sát tiến trình phục hồi sau khi cấy ghép.

Còn tại Mỹ, hệ thống OceanMind, được mệnh danh là “bộ não của đại dương” cho phép phân tích dữ liệu vệ tinh theo thời gian thực để phát hiện hoạt động đánh bắt bất hợp pháp, không khai báo và không theo quy định (IUU). Nhờ đó, các cơ quan quản lý có thể can thiệp kịp thời, bảo vệ nguồn lợi thủy sản toàn cầu.

Từ những kinh nghiệm quốc tế đó, các chuyên gia đánh giá, Việt Nam hoàn toàn có thể phát triển mô hình riêng, dựa trên đặc thù địa lý, hệ sinh thái và nguồn dữ liệu trong nước. Có thể thấy, AI không chỉ giúp “nhìn thấy” đại dương, mà còn giúp “hiểu” đại dương.

Các hình ảnh vệ tinh kết hợp với cảm biến âm thanh cho phép theo dõi, phân tích biến đổi môi trường nhanh và chính xác hơn bao giờ hết. Dữ liệu này, khi được xử lý qua các thuật toán mô hình hóa, có thể dự báo tác động của khí hậu, môi trường biển tới đa dạng sinh học và thậm chí đề xuất các phương án ứng phó, giảm thiểu rủi ro thiên tai.

Một số ứng dụng cụ thể đã được đề xuất: Gắn chip cảm biến do AI quản lý lên các loài động vật quý hiếm để theo dõi hành trình di chuyển, sinh sản, biến đổi môi trường sống; giám sát hải lưu, dòng chảy lớn, hạn chế va chạm giữa tàu thuyền và cá voi; hay xây dựng bản đồ nguy cơ khai thác trái phép phục vụ quản lý vùng biển.

Theo TS Dư Văn Toán, Viện Khoa học Môi trường biển và Hải đảo, AI đang mở ra cánh cửa mới cho công tác bảo tồn: “Trí tuệ nhân tạo có khả năng xử lý lượng dữ liệu khổng lồ với tốc độ và độ chính xác cao. Khi kết hợp cùng các phương pháp bảo tồn truyền thống, chúng ta không chỉ gia tăng hiệu quả, mà còn mở ra cơ hội để cộng đồng tham gia sâu hơn vào bảo tồn đa dạng sinh học biển. Trong tương lai, AI có thể trở thành ‘ngọn hải đăng’ dẫn đường cho toàn bộ công tác nghiên cứu và bảo tồn sinh học biển trên thế giới”.

Theo ông Đinh Xuân Lập, Việt Nam có thể bắt đầu với ba hướng ưu tiên rõ ràng. “Thứ nhất, ứng dụng AI trong giám sát trữ lượng và biến động loài thủy sản, đặc biệt quan trọng khi Việt Nam chịu tác động nặng nề của biến đổi khí hậu.

Thứ hai, giám sát và đánh giá loài quý hiếm, nhất là động vật có vú ở biển, một chủ đề quốc tế đang rất được quan tâm. Và thứ ba, theo dõi, giám sát hệ sinh thái san hô, cỏ biển, rong biển. Đây là những ‘hệ nền’ quan trọng phục vụ cho công tác bảo tồn và phục hồi sinh thái biển”, ông Lập nhấn mạnh.

Ngư dân cập cảng cá Hòn Rớ (Khánh Hòa) - điểm đầu tiên lắp màn hình ở cảng để kiểm soát hoạt động xuất nhập bến. Ảnh: Xuân Hoát

Dữ liệu là “nhiên liệu” cho trí tuệ nhân tạo

Không có dữ liệu, AI chỉ là “chiếc vỏ rỗng”. Thế nhưng để có dữ liệu biển chất lượng, các chuyên gia đánh giá, Việt Nam vẫn còn nhiều khoảng trống. Việt Nam có gần 12.000 loài sinh vật biển được ghi nhận, nhưng dữ liệu sinh học cụ thể về từng loài thì chưa đầy đủ. Một số báo cáo đã quá cũ, từ 10 - 20 năm trước. Đây là thách thức lớn vì điều tra sinh học biển rất tốn kém. Trong khi đó, các đối tác quốc tế đã đi xa hơn nhiều.

“Chúng tôi từng làm việc với Mỹ và Nhật Bản. Nước bạn có cơ sở dữ liệu đại dương cực kỳ chi tiết, từ dòng chảy, nhiệt độ, cho tới bản đồ phân tầng. Nhật Bản còn tích hợp AI để đo hấp thụ carbon của rong, tảo biển, phục vụ đánh giá tín chỉ carbon. Việt Nam muốn làm được như vậy phải có ngân hàng dữ liệu tốt, cập nhật thường xuyên và liên tục”, ông Đinh Xuân Lập khẳng định.

Ý tưởng về “ngân hàng dữ liệu biển số hóa” vì thế được xem là nền móng quan trọng cho tương lai không chỉ phục vụ bảo tồn, mà còn cho kinh tế xanh và tín chỉ carbon. Điểm đáng chú ý là cách ông Lập nhìn nhận vai trò của cộng đồng ngư dân như những người “giữ dữ liệu sống”.

Theo ông, ngư dân là kho tri thức bản địa vô giá. Họ biết vùng nào có loài gì, mùa nào cá về, nước đổi dòng ra sao. Nếu kết hợp AI với tri thức bản địa, chúng ta sẽ vừa bảo tồn hiệu quả, vừa giúp sinh kế người dân bền vững hơn.

Ông Lập kể, trong một dự án bảo tồn ở khu đất ngập nước Láng Sen (nay là khu Ramsar), phương pháp chủ yếu là “dựa vào tri thức bản địa”. Khi đó chưa có AI nên việc xác định loài rất khó.

“Bây giờ nếu có AI, chỉ cần dựa trên ký ức của ngư dân, hình ảnh, âm thanh hay tọa độ, phần mềm có thể phác họa lại hệ sinh thái sống của loài, giúp lập kế hoạch bảo tồn nhanh và chính xác hơn”, chuyên gia lập luận.

Cách tiếp cận “AI cộng đồng” này cũng phù hợp với xu thế thế giới, nơi dữ liệu không chỉ đến từ phòng thí nghiệm, mà từ người dân, tàu cá, camera bờ biển, thiết bị bay, phao cảm biến… tạo nên “mạng lưới đại dương thông minh”.

Trong ngành thủy sản, phần lớn tàu xa bờ của Việt Nam đã có hệ thống giám sát hành trình (VMS). Đây là nền tảng để nâng cấp lên các mô hình khai thác thông minh. Vì vậy, nếu tích hợp dữ liệu thời gian thực: Dòng chảy, chuỗi thức ăn, đường di chuyển của đàn cá nổi… thì AI có thể dự báo ngư trường rất chính xác, giúp ngư dân giảm chi phí nhiên liệu, tăng hiệu quả mà vẫn bền vững.

Bên cạnh đó, AI cũng có thể đóng vai trò như “bộ cảm biến khí hậu”: Theo dõi nhiệt độ nước, độ mặn, mức ô nhiễm hay tảo nở hoa, từ đó cảnh báo sớm những vùng biển có nguy cơ suy thoái.

“Nếu có dữ liệu tốt kết hợp AI, chúng ta có thể xác định hệ sinh thái nào đang suy thoái, ngư trường nào cạn kiệt, từ đó quản lý nghề cá dựa trên hệ sinh thái. Đây là hướng đi rất cần thiết khi Việt Nam đang thực hiện Chiến lược phát triển bền vững kinh tế biển đến năm 2030”, Phó Giám đốc Trung tâm Hợp tác quốc tế Nuôi trồng và Khai thác thủy sản bền vững đánh giá.

Biên phòng, kiểm ngư tuyên truyền về chống khai thác thủy sản bất hợp pháp cho ngư dân. Ảnh: Xuân Hoát

Nền tảng khai thác kinh tế

AI không chỉ hỗ trợ bảo tồn, mà còn mở ra những hướng khai thác mới cho kinh tế biển Việt Nam, nơi nhiều tiềm năng vẫn chưa được khai thác hết. Theo ông Đinh Xuân Lập, công nghệ này có thể giúp nuôi trồng và khai thác thủy sản thông minh, tối ưu thức ăn, dự báo dịch bệnh và giảm chi phí.

Ngoài ra, AI còn hỗ trợ dự báo ngư trường, phục vụ quy hoạch khai thác bền vững; đánh giá tín chỉ carbon từ rong, tảo và rừng ngập mặn; cũng như hướng dẫn du lịch sinh thái biển bằng cách nhận diện sinh cảnh và dự báo thời tiết, đảm bảo trải nghiệm an toàn cho du khách. Thậm chí, AI còn góp phần đánh giá tiềm năng năng lượng tái tạo từ gió, sóng và thủy triều, trở thành trụ cột trong chiến lược chuyển đổi năng lượng xanh của Việt Nam.

“Chúng ta chưa khai thác hiệu quả nguồn năng lượng biển vì thiếu dữ liệu. Nếu có dữ liệu đủ lớn, AI sẽ cho thấy hướng khai thác tối ưu và giảm thiểu rủi ro thời tiết”, ông Đinh Xuân Lập nhấn mạnh.

Tuy công nghệ là điều kiện cần, nhưng các chuyên gia cho rằng, con người và chính sách mới là điều kiện đủ. Việt Nam hiện đang thiếu nhân lực chuyên ngành giao thoa giữa AI và hải dương học, một lĩnh vực đòi hỏi vừa am hiểu biển, vừa tinh thông công nghệ.

Vì vậy, các chuyên gia đề xuất cần sớm xây dựng chương trình quốc gia “Đại dương thông minh” kết nối các viện nghiên cứu, doanh nghiệp và địa phương ven biển; đào tạo nhân lực về AI và dữ liệu biển tại các trường đại học công nghệ và hải dương học; tạo hành lang pháp lý cho việc chia sẻ và thương mại hóa dữ liệu biển; đồng thời khuyến khích hợp tác quốc tế và công tư trong nghiên cứu, phát triển công nghệ biển.

TS Dư Văn Toán khẳng định: “AI không chỉ là công cụ giám sát, mà là nền tảng cho phát triển kinh tế đại dương xanh. Khi dữ liệu biển trở thành tài sản quốc gia, chúng ta mới thực sự bước vào kỷ nguyên kinh tế biển bền vững. Khi trí tuệ nhân tạo chạm đến đại dương, đó không chỉ là câu chuyện của công nghệ, mà là câu chuyện của con người học cách sống hài hòa với biển để biển còn xanh cho thế hệ sau”.

Việt Nam sở hữu vùng biển và hải đảo với đa dạng sinh học phong phú nhưng vẫn còn nhiều bí ẩn chưa được khám phá. Ảnh: INT

“Con mắt” dưới đáy đại dương

Dữ liệu là “nhiên liệu” cho trí tuệ nhân tạo

Nền tảng khai thác kinh tế

TS Dư Văn Toán khẳng định: “AI không chỉ là công cụ giám sát, mà là nền tảng cho phát triển kinh tế đại dương xanh. Khi dữ liệu biển trở thành tài sản quốc gia, chúng ta mới thực sự bước vào kỷ nguyên kinh tế biển bền vững. Khi trí tuệ nhân tạo chạm đến đại dương, đó không chỉ là câu chuyện của công nghệ, mà là câu chuyện của con người học cách sống hài hòa với biển để biển còn xanh cho thế hệ sau”.