Trước áp lực từ quá trình chuyển dịch năng lượng toàn cầu, ngành khai thác mỏ đang bước vào giai đoạn chuyển mình mạnh mẽ, trong đó trí tuệ nhân tạo (AI), công nghệ vệ tinh và tự động hóa nổi lên như những động lực then chốt. Khi nhu cầu đối với lithium, đồng, đất hiếm và các khoáng sản chiến lược ngày càng tăng nhằm phục vụ cho xe điện, tuabin gió và hệ thống lưới điện, các doanh nghiệp khai khoáng buộc phải tìm kiếm những phương thức khai thác hiệu quả, chính xác và bền vững hơn.

AI và công nghệ vệ tinh: chìa khóa cho khai thác mỏ tự động hóa. Ảnh: Getty Images

Thực tế cho thấy, việc đơn thuần gia tăng ngân sách thăm dò không còn mang lại hiệu quả tương xứng. Thay vào đó, AI cùng các công nghệ vệ tinh và tự động hóa đang mở ra cách tiếp cận hoàn toàn mới, cho phép khai thác sâu hơn vào dữ liệu, rút ngắn thời gian phát hiện mỏ và giảm đáng kể rủi ro đầu tư.

Theo Tiến sĩ Craig Brown, Giám đốc đầu tư của Cơ quan Vũ trụ Vương quốc Anh (UK Space Agency), số lượng doanh nghiệp áp dụng các công nghệ này đang tăng nhanh. Khoảng 40% các chương trình phát triển gần đây nhất do cơ quan này hỗ trợ đã tích hợp AI ở những mức độ khác nhau, trong đó nhiều ứng dụng có tiềm năng triển khai trực tiếp trong lĩnh vực khai thác mỏ.

Sự tích hợp AI, công nghệ tự động và vệ tinh

Tự động hóa ngày càng hiện diện rõ nét trong hoạt động khai khoáng, đặc biệt thông qua các phương tiện tự hành. Xe tải và thiết bị khai thác tự động không chỉ giúp nâng cao năng suất mà còn giảm thiểu sai sót do con người. Theo phân tích của GlobalData, các thiết bị vận hành tự hành, sẵn sàng cho tự hành hoặc điều khiển từ xa hiện chiếm hơn 4% tổng số thiết bị khai thác chủ chốt trên toàn cầu. Tính đến tháng 7/2025, đã có 3.832 xe tải tự hành đang hoạt động tại các mỏ lộ thiên, bao gồm cả các phương tiện hoàn toàn tự hành và sẵn sàng cho tự hành.

Một ví dụ điển hình cho hiệu quả của AI trong thăm dò khoáng sản là phát hiện mỏ đồng lớn tại Zambia vào năm 2023. Dự án do KoBold Metals – một công ty thăm dò mỏ có trụ sở tại Mỹ - công bố, với sự hợp tác của Mineral-X, một chương trình liên kết công nghiệp của Anh nhằm thúc đẩy đổi mới công nghệ trong chuỗi cung ứng khoáng sản chiến lược.

Bằng cách tích hợp các thuật toán AI để xử lý và liên kết khối lượng dữ liệu khổng lồ về địa chất, địa vật lý và địa hóa, dự án cho phép mô phỏng nhiều kịch bản địa chất khác nhau và tự động tối ưu hóa chiến lược khoan. Cách tiếp cận này giúp rút ngắn đáng kể thời gian thăm dò, giảm chi phí và rủi ro, đồng thời nâng cao độ chính xác trong việc xác định thân quặng, thay vì phụ thuộc vào kinh nghiệm chủ quan hoặc phương pháp khoan dàn trải truyền thống.

Song song với AI, công nghệ vệ tinh đóng vai trò không thể thiếu trong tự động hóa và vận hành từ xa. Các hệ thống vệ tinh cung cấp kết nối ổn định, định vị chính xác thông qua GPS và dữ liệu thời gian thực, hỗ trợ việc lập kế hoạch, giám sát và điều hành mỏ. Đây là nền tảng của mô hình “mỏ thông minh”, giúp hoạt động khai thác trở nên hiệu quả hơn, an toàn hơn và đáp ứng tốt hơn các yêu cầu về môi trường. Đặc biệt, tại những khu vực hẻo lánh, sa mạc, rừng rậm hay ngoài khơi - nơi hạ tầng mặt đất hạn chế - vệ tinh gần như là giải pháp duy nhất để đảm bảo thông tin liên lạc, điều hướng và giám sát.

Một số doanh nghiệp đã ứng dụng AI và vệ tinh để phân tích mức độ mệt mỏi của người lao động tại hiện trường, đặc biệt là các tài xế vận hành thiết bị hạng nặng. Dữ liệu từ camera và micro được xử lý nhằm phát hiện dấu hiệu mệt mỏi thông qua giọng nói và ngôn ngữ cơ thể, sau đó truyền về trung tâm điều hành qua vệ tinh để đánh giá rủi ro và kịp thời can thiệp, góp phần bảo đảm an toàn lao động.

Theo Tiến sĩ Craig Brown, vệ tinh không phải lúc nào cũng là lời giải duy nhất, nhưng là mắt xích quan trọng trong chuỗi giá trị, giúp các dịch vụ công nghệ được triển khai đúng nơi và đúng thời điểm.

Ứng dụng AI trong quy hoạch mỏ

AI cũng đang dần trở thành công cụ cốt lõi trong công tác quy hoạch mỏ. Các mô hình AI tiên tiến, từ mô hình tạo sinh, bản sao số đến điện toán biên, được tích hợp vào hệ thống lập kế hoạch nhằm giám sát, tối ưu hóa và mở rộng quy mô hoạt động. Sự hợp tác giữa Mineral-X và KoBold đã cho ra đời thuật toán AI chuyên biệt cho việc lập kế hoạch lỗ khoan, góp phần phát hiện mỏ đồng chất lượng cao hiếm hoi tại Zambia. Trong khi con người vẫn đóng vai trò ra quyết định, AI có thể đánh giá xác suất rủi ro của từng phương án, giúp doanh nghiệp tránh những sai lệch tốn kém - đặc biệt trong bối cảnh khai thác tại Zambia chỉ tập trung vào một lớp quặng rất mỏng trên đá phiến, nơi chỉ một sai lệch nhỏ cũng có thể dẫn tới chi phí khổng lồ.

Tương lai của AI và tự động hóa trong khai thác mỏ

Hướng tới tương lai, KoBold Metals đặt mục tiêu đưa mỏ đồng ở Zambia vào khai thác trong vòng bảy đến tám năm, chỉ bằng một nửa thời gian thông thường, với sự hỗ trợ lớn từ AI. Tuy vậy, thực tế cho thấy nhiều doanh nghiệp khai khoáng vẫn chưa thực sự sẵn sàng cho làn sóng công nghệ này, trong khi các hệ thống tự hành vẫn đang ở giai đoạn đầu phát triển. Thách thức này không khác nhiều so với lĩnh vực không gian, nơi tham vọng công nghệ thường vượt quá nguồn lực tài chính của khu vực công, đòi hỏi sự tham gia ngày càng lớn của vốn tư nhân.

Theo Jef Caers, nhà sáng lập Mineral-X, ngành khai thác mỏ cần thay đổi tư duy lập kế hoạch truyền thống vốn giả định các điều kiện địa chất đã được xác định rõ ràng. Thay vào đó, việc thừa nhận và định lượng mức độ bất định của cấu trúc địa chất dưới bề mặt là yếu tố then chốt. AI cho phép mỗi dự báo không chỉ đưa ra một kết quả, mà còn kèm theo xác suất chính xác của dự báo đó, từ đó hỗ trợ quá trình ra quyết định hiệu quả hơn.

Theo phân tích của Tiến sĩ Craig Brown, muốn tạo lợi thế cạnh tranh và giữ vững vị thế dẫn đầu, các doanh nghiệp cần đầu tư vào những dịch vụ mới đang dần hình thành từ các công nghệ phát triển trong lĩnh vực không gian. Trong bức tranh phát triển của AI và tự động hóa, mối liên kết giữa ngành không gian và khai thác mỏ mang tính hai chiều, khi các kỹ thuật và năng lực tích lũy trong khai khoáng có thể bổ trợ trực tiếp cho các hệ thống tự hành dựa trên AI trong lĩnh vực không gian, qua đó nâng cao hiệu quả triển khai các dự án không gian.

Thế giới đang dần hiện thực hóa các kế hoạch thăm dò Mặt Trăng và Sao Hỏa. Nếu nhân loại muốn thiết lập sự hiện diện lâu dài ngoài Trái Đất, việc khai thác các nguồn tài nguyên sẵn có trên những thiên thể này là xu hướng tất yếu. Thực tế, một số doanh nghiệp Mỹ, trong đó có Blue Origin - công ty hàng không vũ trụ do Jeff Bezos sáng lập - đang theo đuổi hướng đi này. Tuy nhiên, triển vọng hiện thực hóa những đột phá này vẫn phụ thuộc lớn vào việc giải quyết hiệu quả bài toán khai thác vật liệu trên bề mặt Mặt Trăng. Ở điểm giao thoa đó, các công nghệ khai thác mỏ được kỳ vọng sẽ đóng vai trò nền tảng, tạo tiền đề kỹ thuật để từng bước biến những ý tưởng vốn được xem là xa vời thành hiện thực trong tương lai./.