AI giúp tăng 60% hiệu quả thu gom rác thải nhựa trên biển

Trong bối cảnh vấn đề ô nhiễm rác thải nhựa trên đại dương ngày càng trở nên nghiêm trọng, một nghiên cứu mới công bố cho thấy: Các thuật toán sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) có thể hỗ trợ "tăng tốc" cuộc chiến làm sạch biển, tăng hiệu quả thu gom nhựa lên hơn 60%.

Bản đồ mật độ nhựa hàng năm tại vùng lưu thủy rác thải nhựa Thái Bình Dương (Great Pacific Garbage Patch-GPGP). Nguồn: Operations Research (2024). DOI: 10.1287/opre.2023.0515.

Được công bố trên tạp chí Operations Research với tiêu đề "Tối ưu hóa lộ trình hướng tới đại dương không nhựa", nghiên cứu này giới thiệu tới người đọc một thuật toán định tuyến dựa trên dữ liệu, giúp tối ưu hóa lộ trình của các tàu thu gom nhựa. Điều này giúp The Ocean Cleanup, tổ chức phi lợi nhuận hàng đầu trong lĩnh vực bảo vệ môi trường, thu gom được nhiều rác thải hơn trong thời gian ngắn hơn.

Ông Dick den Hertog từ Đại học Amsterdam cho biết, nhờ phân tích dữ liệu và tối ưu hóa lộ trình tàu theo thời gian thực, việc thu gom nhựa trên đại dương có thể được cải thiện rõ rệt khi mỗi lượt quét thu được lượng rác thải nhiều nhất có thể, giúp hoạt động làm sạch rác hiệu quả hơn đáng kể.

AI đang thay đổi cách làm sạch đại dương

Trước đây, việc thu gom rác thải nhựa trên đại dương chủ yếu dùng các cách định tuyến đơn giản nên hiệu quả chưa cao. Tuy nhiên, nghiên cứu từ năm 2022 đến 2024 này đã tạo ra bước đột phá khi ứng dụng AI để tối ưu hóa lộ trình thu gom.

Trong quá trình nghiên cứu, bài toán đặt ra là làm sao để xác định được lộ trình di chuyển hiệu quả nhất cho các tàu thu gom nhựa, trong khi môi trường đại dương luôn biến động không ngừng. Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã phát triển một thuật toán tối ưu hóa đường đi phi tuyến, có thể tính toán và đưa ra lộ trình thu gom tối ưu chỉ trong vài giây, ngay cả khi áp dụng ở quy mô lớn.

Kết quả cho thấy việc ứng dụng AI giúp tăng hiệu quả thu gom rác thải nhựa hơn 60% mà không làm tăng thêm chi phí vận hành.

Vì sao nghiên cứu này đặc biệt quan trọng vào thời điểm hiện tại

Nghiên cứu được công bố đúng thời điểm tình trạng ô nhiễm nhựa trên đại dương đang ở mức báo động, với ước tính hơn 170 nghìn tỷ mảnh nhựa trôi nổi ngoài biển. Trong khi thế giới chủ yếu dồn sức vào ứng phó với biến đổi khí hậu thì ô nhiễm nhựa đại dương - một cuộc khủng hoảng môi trường nghiêm trọng lại bị xem nhẹ.

Đã được ứng dụng thực tế

Khác với nhiều nghiên cứu chỉ dừng lại ở lý thuyết, giải pháp sử dụng AI này đã được triển khai vào thực tế và mang lại những kết quả tích cực. Tổ chức The Ocean Cleanup đã tích hợp thuật toán tối ưu vào phần mềm vận hành của mình, giúp cải thiện hiệu quả thu gom nhựa tại khu vực Thái Bình Dương. Điều này không chỉ góp phần tăng cường hiệu quả làm sạch mà còn hỗ trợ Mục tiêu phát triển bền vững số 14 của Liên Hợp Quốc: Tài nguyên nước- Bảo tồn và sử dụng bền vững đại dương, biển và nguồn lợi biển để phát triển bền vững. Hơn nữa, công nghệ này có tiềm năng mở rộng, có thể được áp dụng cho các nỗ lực làm sạch môi trường quy mô lớn khác, từ ô nhiễm sông ngòi cho đến phục hồi sau thảm họa.

Mô hình mới cho hành động môi trường toàn cầu

Nghiên cứu này chứng minh rằng việc ứng dụng phân tích dữ liệu tiên tiến và AI có thể tăng cường hiệu quả các sáng kiến môi trường hiện tại mà không cần phải đầu tư vào cơ sở hạ tầng mới.

Theo ông Bruno Sainte-Rose từ The Ocean Cleanup, tối ưu hóa bằng AI có thể là yếu tố thay đổi cuộc chơi trong các nỗ lực bảo vệ môi trường, giúp giải quyết một cách hiệu quả các vấn đề ô nhiễm mà hành tinh đang phải đối mặt. Đây là bước tiến quan trọng và thiết thực trong việc giải quyết một trong những khủng hoảng sinh thái cấp bách nhất hiện nay.

Đọc thêm tại: Dick den Hertog et al, Optimizing the Path Towards Plastic-Free Oceans, Operations Research (2024). DOI: 10.1287/opre.2023.0515

Nguồn: https://phys.org/news/2025-04-ai-powered-tech-supercharges-ocean.html

Ngọc Nguyễn (dịch)