Trong nhiều thế kỷ, ngành hoạt động thăm dò khoáng sản chủ yếu dựa vào sự kết hợp giữa trực giác, kinh nghiệm và các phương pháp truyền thống như lập bản đồ địa chất và khoan thăm dò. Mặc dù những kỹ thuật này có thể đáp ứng các yêu cầu cơ bản, nhưng chúng vẫn tồn tại nhiều hạn chế như quy trình kéo dài, chi phí cao và độ chính xác chưa thực sự đảm bảo. Giờ đây, khi con người bước vào kỷ nguyên trí tuệ nhân tạo (AI), một công cụ mang tính cách mạng đang dần thay đổi hoàn toàn tương lai của thăm dò khoáng sản.

Máy bay không người lái (drone) được tích hợp AI và học máy giúp thăm dò khoáng sản trở nên hiệu quả và chính xác hơn, đồng thời tiết kiệm thời gian và nguồn lực trong việc nhanh chóng phát hiện các mỏ khoáng sản ẩn sâu. Ảnh: Bizz Buzz

Trong 3 thập kỷ qua, AI và tự động hóa đã phát triển mạnh mẽ từ một công nghệ non trẻ trở thành nền tảng quan trọng trong lĩnh vực thăm dò khoáng sản. Ban đầu, các ứng dụng AI chỉ giới hạn ở phân tích dữ liệu cơ bản, hiển thị thông tin và nhận dạng mẫu. Ngày nay, AI tiến xa hơn với việc sử dụng một loạt các thuật toán phức tạp và mô hình máy học tiên tiến có khả năng xử lý khối lượng lớn dữ liệu địa chất, nhận diện mẫu và dự đoán vị trí các mỏ khoáng sản với độ chính xác cao.

Các ứng dụng của AI trong thăm dò khoáng sản

AI hiện đang được sử dụng trong nhiều giai đoạn thăm dò khoáng sản khác nhau, từ khảo sát ban đầu đến mô hình hóa tài nguyên chi tiết.

Dưới đây là một số ứng dụng tiên tiến:

Thăm dò và nhắm mục tiêu: Các thuật toán AI phân tích dữ liệu địa chất, địa hóa và địa vật lý để xác định các khu vực giàu khoáng sản tiềm năng. Bộ phận Phân tích Địa lý của Công ty ALS Globals đã dự đoán thành công 86% tài nguyên vàng của Vành đai vàng Abitibi - là khu vực giàu tài nguyên khoáng sản nằm ở vùng Đông Bắc Bắc Mỹ - bằng cách sử dụng AI dựa trên dữ liệu chỉ từ 4% diện tích bề mặt của khu vực này.

Máy quét khoáng sản được hỗ trợ bởi AI đang cách mạng hóa các kỹ thuật thăm dò bằng cách sử dụng các thuật toán tinh vi và khả năng học máy để nâng cao độ chính xác và hiệu quả trong công tác phát hiện khoáng sản. Các phương pháp thăm dò truyền thống thường dựa vào việc lấy mẫu thủ công và khảo sát địa chất, có thể tốn thời gian và dễ xảy ra sai sót do lỗi của con người. Trong khi đó, máy quét khoáng sản tiên tiến sử dụng các công nghệ không xâm lấn như dựng hình ảnh địa vật lý và siêu quang phổ để đánh giá nhanh chóng thành phần khoáng sản và xác định vị trí các nguồn tài nguyên tiềm năng. Bước tiến này không chỉ đẩy nhanh quá trình thăm dò mà còn giảm thiểu tác động đến môi trường, cho phép tiến hành khai thác mỏ lâu dài hơn.

Máy quét lõi khoan ECORE sử dụng công nghệ LIBS (Quang phổ phát xạ phân giải laser). Ảnh: mdpi

Mô hình hóa địa chất: Mô hình AI tạo ra các hình ảnh 3D mô phỏng địa chất dưới bề mặt, hỗ trợ các nhà địa chất trong việc trực quan hóa các thân quặng và thiết kế chương trình khoan một cách tối ưu. Với sự hỗ trợ của AI, các kế hoạch khoan được xây dựng với mật độ và khoảng cách lỗ khoan phù hợp, giúp đạt được cấp độ tin cậy mong muốn trong phân loại tài nguyên khoáng sản. Việc này giúp giảm chi phí thăm dò và nâng cao xác suất phát hiện mỏ mới.

Phân tích lõi khoan: Các hệ thống nhận dạng hình ảnh được hỗ trợ bởi AI phân tích các mẫu lõi khoan, xác định các mô hình khoáng hóa và cấu trúc địa chất, cung cấp phản hồi theo thời gian thực cho các nhóm thăm dò. Công nghệ này giúp tăng tốc độ ra quyết định và nâng cao hiệu quả hoạt động thăm dò.

Viễn thám: Các thuật toán AI xử lý hình ảnh vệ tinh và dữ liệu khảo sát trên không để phát hiện ra các dấu hiệu khoáng sản không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Khi nhiều tập dữ liệu được chồng lớp và phân tích tổng hợp, công nghệ này cho phép các công ty thăm dò bao phủ diện tích rộng lớn một cách nhanh chóng và tiết kiệm chi phí.

Phân tích dự đoán: Các mô hình AI sử dụng dữ liệu thăm dò lịch sử để dự đoán xác suất tồn tại của các mỏ khoáng sản ở những khu vực chưa được khảo sát. Điều này giúp các công ty ưu tiên các nỗ lực thăm dò của họ và phân bổ nguồn lực hiệu quả hơn.

Thu thập và đối chiếu dữ liệu lịch sử: AI đang được sử dụng để rà soát các tạp chí chuyên ngành cũng như các hồ sơ và báo cáo lịch sử được số hóa trong hàng trăm năm qua, giúp xác định các mục tiêu tiềm năng vốn từng được nghiên cứu bởi nhiều nhóm khác nhau trong suốt thời gian dài.

Các công ty áp dụng AI thành công trong lĩnh vực thăm dò khoáng sản

Trên thế giới, không ít công ty đã áp dụng AI và đạt được thành công đáng kể trong lĩnh vực thăm dò khoáng sản.

Nổi bật nhất trong số đó là:

Bộ phận Phân tích địa chất của Công ty ALS Global: ALS Global là một công ty đa quốc gia cung cấp dịch vụ thử nghiệm môi trường, dịch vụ phòng thí nghiệm và giải pháp khoa học trên nhiều ngành công nghiệp. Dựa trên sự kết hợp giữa khoa học địa chất và công nghệ trí tuệ nhân tạo để hỗ trợ trong lĩnh vực thăm dò và khai thác khoáng sản, bộ phận Phân tích Địa lý của ALS đã phát triển các công nghệ bao gồm lập bản đồ có sự hỗ trợ của máy, ghi nhật ký tự động và đảo ngược địa vật lý để tạo ra các mô hình kết hợp bất thường và phát hiện mẫu để tập trung vào các mục tiêu nhanh hơn.

Công ty Earth AI: một công ty khởi nghiệp của Australia, chuyên phát triển các giải pháp công nghệ dựa trên AI để phân tích và khai thác dữ liệu vệ tinh, giúp tối ưu hóa các quyết định liên quan đến ngành khai khoáng và tăng tốc quá trình thăm dò khoáng sản, đặc biệt là các kim loại cần thiết cho năng lượng sạch. Earth AI sử dụng nền tảng dự đoán khoáng sản chính xác, giúp tăng tỷ lệ thành công từ 0,5% lên 66%. Công nghệ tiên tiến giúp Công ty có thể chuyển từ giai đoạn phát hiện đến khoan thử nghiệm chỉ trong 3-6 tháng. Earth AI đã phát hiện các mỏ khoáng sản quan trọng như đồng, cobalt và vàng ở Australia, tại những khu vực mà trước đây bị bỏ qua do phụ thuộc nhiều vào chuyên môn của con người và lao động thủ công.

Công ty Fleet Space: Giải pháp ExoSphere của Fleet Space - một công ty có trụ sở tại Adelaide, Australia, đã được các công ty khai thác mỏ toàn cầu như Barrick Gold và Rio Tinto sử dụng để thực hiện hàng trăm cuộc khảo sát trên khắp năm châu lục. Fleet Space sử dụng công nghệ vũ trụ, địa vật lý và AI để lập bản đồ cấu trúc dưới bề mặt ở độ sâu lên tới 2,5 km.

Công ty VerAI Discoveries: VerAI - một công ty có trụ sở tại Boston, Mỹ - sử dụng AI và máy học để tăng tốc độ phát hiện các mỏ khoáng sản quan trọng có giá trị kinh tế. VerAI tập trung vào việc khám phá các trầm tích ẩn sâu bên dưới mà các phương pháp truyền thống không thể tiếp cận được. Mô hình kinh doanh của họ là hợp tác với các nhà thăm dò để thử nghiệm các mô hình, đổi lại bằng tiền bản quyền hoặc doanh thu từ việc bán dự án.

Xu hướng của AI trong thăm dò khoáng sản

Tương lai của AI trong lĩnh vực thăm dò khoáng sản đang mở ra nhiều triển vọng đầy hứa hẹn. Khi công nghệ ngày càng tiến bộ, chúng ta có thể kỳ vọng vào sự xuất hiện của những mô hình và ứng dụng AI ngày càng tinh vi. Việc kết hợp giữa dữ liệu lớn, học máy và các thuật toán phân tích hiện đại đang mở ra những phương pháp tiếp cận mới, hiệu quả hơn và bền vững hơn.

Sau đây là một số xu hướng dự báo định hình tương lai của ngành:

Tăng cường độ minh bạch với AI có khả năng giải thích: Các mô hình AI có khả năng giải thích sẽ nâng cao tính minh bạch và độ tin cậy trong việc khám phá dựa trên AI. Những mô hình này không chỉ đưa ra dự đoán mà còn lý giải rõ ràng về cách thức ra quyết định, từ đó giúp các nhà địa chất và kỹ sư khai thác dễ dàng kiểm chứng và tin tưởng vào kết quả mà AI đề xuất.

Tích hợp hệ sinh thái công nghệ hiện đại: AI không hoạt động độc lập mà ngày càng được tích hợp sâu với các công nghệ tiên tiến khác như thiết bị bay không người lái, phương tiện tự hành và cảm biến thế hệ mới. Sự kết hợp này giúp hình thành một hệ sinh thái thăm dò thông minh, tối ưu hóa khả năng thu thập, phân tích và xử lý dữ liệu địa chất trên diện rộng với độ chính xác và tốc độ cao.

Thăm dò bền vững: AI cũng đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu tác động môi trường trong hoạt động khai khoáng. Bằng cách tối ưu hóa quy trình thăm dò và giảm thiểu chất thải ra môi trường, AI giúp các doanh nghiệp đáp ứng tốt hơn yêu cầu về phát triển bền vững – yếu tố ngày càng được các nhà đầu tư và chính phủ ưu tiên.

Hợp tác toàn cầu: Việc ứng dụng AI còn tạo điều kiện thuận lợi cho các mô hình hợp tác toàn cầu giữa doanh nghiệp, cơ quan nghiên cứu và chính phủ. Thông qua việc chia sẻ dữ liệu và nền tảng AI, ngành khai khoáng có thể đẩy nhanh quá trình phát hiện các mỏ khoáng sản mới và thúc đẩy sự đổi mới trong ngành.

Xác định chính xác mọi mục tiêu thăm dò: Các thuật toán AI đang chứng minh khả năng nhận diện mẫu hình địa chất nhanh chóng và chính xác vượt trội so với con người. Nhờ khả năng xử lý hàng triệu điểm dữ liệu cùng lúc, AI có thể xác định các mục tiêu thăm dò “ẩn mình” – điều mà các phương pháp truyền thống thường bỏ sót.

Không chỉ dừng lại ở khía cạnh kỹ thuật, AI đang góp phần làm thay đổi bài toán kinh tế của lĩnh vực thăm dò. Bằng cách rút ngắn thời gian khảo sát và giảm chi phí, AI giúp doanh nghiệp khai thác mỏ duy trì tính cạnh tranh ngay cả trong điều kiện biên lợi nhuận bị siết chặt.

Thách thức đối với các nhà lãnh đạo ngành khai khoáng

Mặc dù AI mở ra nhiều cơ hội đột phá trong lĩnh vực thăm dò khoáng sản nhưng quá trình triển khai công nghệ này không tránh khỏi những thách thức đáng kể – cả về mặt con người lẫn hệ thống.

Trở ngại đầu tiên đến từ yếu tố con người và văn hóa tổ chức. Trong một ngành vốn quen thuộc với trực giác nghề nghiệp và các phương pháp truyền thống, việc áp dụng AI đòi hỏi sự chuyển đổi về tư duy và chấp nhận đổi mới. Nhiều nhà khai khoáng lâu năm vẫn tỏ ra dè dặt với các công nghệ "máy móc ra quyết định". Do đó, để AI phát huy hiệu quả, các doanh nghiệp cần đầu tư vào đào tạo lại đội ngũ, xây dựng niềm tin nội bộ và định hình lại văn hóa vận hành.

Bên cạnh đó, các mối quan ngại về môi trường cũng đặt ra yêu cầu ngày càng cao. Những phát hiện mới nhờ AI có thể dẫn đến việc thăm dò tại các khu vực sinh thái nhạy cảm, làm gia tăng áp lực lên môi trường vốn dễ bị tổn thương. Mặc dù AI giúp tăng độ chính xác và giảm lãng phí, cần bảo đảm rằng các hoạt động thăm dò tuân thủ các tiêu chí phát triển bền vững và đạo đức.

Lợi thế đạo đức: Khi công nghệ đi đôi với trách nhiệm

Trong hành trình phát triển trí tuệ nhân tạo, các yếu tố đạo đức cũng trở thành một phần không thể tách rời. Việc ứng dụng AI trong thăm dò khoáng sản không chỉ nhằm tối ưu hóa hiệu quả kinh tế, mà còn đòi hỏi phải đặt trong khuôn khổ trách nhiệm xã hội và bảo vệ môi trường.

Tiến bộ công nghệ cần đi đôi với sự thận trọng trong thực thi. Cần xác định rằng AI là công cụ tạo ra giá trị đồng thời là động lực thúc đẩy các hoạt động khai thác theo hướng bền vững, công bằng và có trách nhiệm. Điều này đặc biệt quan trọng khi ngành công nghiệp khai khoáng đang đứng trước yêu cầu phải cân bằng giữa nhu cầu tài nguyên hiện tại với quyền lợi và chất lượng sống của các thế hệ tương lai.

Tái định nghĩa tiêu chuẩn ngành khai khoáng

Việc ứng dụng AI trong thăm dò khoáng sản đang dần tái định hình các chuẩn mực truyền thống của ngành. Nhiều báo cáo gần đây chỉ ra rằng các mô hình thăm dò dựa trên AI không chỉ cải thiện đáng kể tỷ lệ phát hiện mỏ mới mà còn giúp cắt giảm đáng kể chi phí vận hành.

Việc sớm nắm bắt các công nghệ AI tiên tiến đang trở thành yếu tố sống còn đối với các doanh nghiệp khai khoáng. Quá trình chuyển đổi số không còn là một lựa chọn, mà là điều kiện bắt buộc để duy trì năng lực cạnh tranh. Những đơn vị tiên phong sẽ thiết lập tiêu chuẩn mới, trong khi các tổ chức chậm đổi mới có nguy cơ bị bỏ lại phía sau trong một ngành đang biến đổi nhanh chóng.

Tác động vượt ra ngoài lĩnh vực khai khoáng

Việc tích hợp AI vào thăm dò khoáng sản không chỉ là bước tiến công nghệ, mà là một chuyển đổi mang tính chiến lược – mở đường cho một mô hình khai khoáng thông minh, hiệu quả và bền vững hơn. Đây là minh chứng rõ ràng cho thấy AI có thể làm thay đổi toàn bộ cục diện một ngành công nghiệp vốn được xem là truyền thống và bảo thủ. Các doanh nghiệp chủ động chuyển mình sẽ là những người định hình tương lai ngành công nghiệp này.

Khi chúng ta nhìn về tương lai, sức mạnh tổng hợp giữa địa chất và trí tuệ nhân tạo hứa hẹn sẽ mở ra những biên giới mới trong thăm dò khoáng sản và đảm bảo bảo nguồn tài nguyên thiết yếu cho một thế giới đang hướng tới phát triển xanh và bền vững./.