|
Cơ
quan hành chính hợp nhất trường cao đẳng kỹ thuật quốc
gia (thành lập năm 2004) đã thành lập 51 trường công
lập trên toàn Nhật Bản, bao gồm Viện công nghệ quốc
gia, Trường Cao đẳng Oita. Cơ quan này đang triển khai
"Sáng kiến KOSEN 4.0" (5 năm kể từ 2019) nhằm giúp
các trường cao đẳng kỹ thuật phát huy thế mạnh xoay
quanh các trụ cột chính là phát triển nguồn nhân lực,
đóng góp cho địa phương và toàn cầu hóa. Cùng với đó,
chi phí cho 2 năm chuẩn bị nhằm khởi động sáng kiến
này sẽ được cơ quan này tài trợ. Liên quan đến việc
hỗ trợ sáng kiến này, Viện công nghệ quốc gia, Trường
Cao đẳng Oita đã tiến hành: 1) Năm 2018, liên kết
ngành công - nông nghiệp nhằm đào tạo các kỹ sư nông
nghiệp có kiến thức về kỹ thuật nông nghiệp, và 2)
cung cấp kiến thức cơ bản về phòng chống và giảm nhẹ
tác động thiên tai năm 2019 qua chương trình huấn
luyện "kiên cường trước thiên tai". Trong đó, dự án
sau được PGS. Mae quan tâm sâu sắc.
Từ
năm 2020, một dự án nghiên cứu giáo dục mới trong lĩnh
vực vật liệu với sự hợp tác của nhiều trường cao
đẳng kỹ thuật khác đã được cơ quan trên tuyển chọn là
dự án cộng đồng: "tiến bộ giáo dục nhằm đưa công nghệ
tương lai đến xã hội (GEAR5.0)" được tài trợ để thực
hiện.
|
|
 |
| Mô
phỏng sóng thần dâng lên dựa trên phương trình
sóng nước nông nhằm hướng đến ứng dụng các
biện pháp ứng phó phi công trình |
|
Ứng dụng CNTT
vào đa dạng dự án như phân tích công trình, thiết kế môi
trường, cảnh quan
Khoa
kỹ thuật môi trường & đô thị, nơi PGS Mae đang làm
việc, đang hướng đến mục tiêu ứng dụng kiến thức kỹ
thuật dân dụng để xây dựng cơ sở hạ tầng xã hội an toàn,
thoải mái và thuận tiện. 3 trụ cột của cách tiếp cận này
là: 1) "Hệ thống kết cấu" liên quan đến vật liệu, cấu
trúc, loại đất, bề mặt đất, v.v., 2) "Hệ thống môi
trường" liên quan đến sông ngòi, hệ thống nước thải, tài
nguyên nước, cảng, bờ biển, và 3) "Hệ thống quy hoạch,
xây dựng" gồm thành phố, kiến trúc, công viên, giao
thông. PGS Mae nói, "Chuyên môn của tôi là về kiến
trúc, nên phần hệ thống kết cấu (mà tôi đang phụ
trách) chính là điểm chung với lĩnh vực kỹ thuật dân
dụng.". Cơ duyên đưa PGS đến với lĩnh vực này là vào 20
năm trước, khi còn làm việc tại Viện đại học Điện lực
Tokyo, ông là người đã hướng dẫn sinh viên làm bài tập
thiết kế hợp tác với Viện công nghệ Tokyo & Kyoto
(Phòng nghiên cứu Yamaguchi). PGS nhớ lại rằng ông là
người đầu tiên đã ứng dụng các kỹ thuật hữu dụng cho
việc làm việc từ xa hiện nay.
 |
 |
| Gắn
biểu tượng lên ảnh |
Hiển
thị biểu tượng trên bản đồ |
|
|
PGS Mae hiện phụ trách các môn như xử lý thông tin, cơ học kết cấu,
thiết kế đô thị & môi trường, đào tạo thực nghiệm. Phòng
nghiên cứu của ông Mae đang có các hướng nghiên cứu về 1) đề
xuất theo hướng thiết kế giải thuật cho các công trình ứng
dụng các hình dạng và hiện tượng trong tự nhiên, 2) nghiên
cứu, phát triển ứng dụng điện thoại thông minh (app) sử dụng
cho các bài giảng, nghiên cứu, 3) nghiên cứu về phòng chống
thiên tai, bảo vệ môi trường bằng công nghệ thông tin, và 4)
mô phỏng cảnh quan với trọng tâm là biển hiệu, màu sắc.
|
Những năm gần đây, phòng nghiên cứu đã phát triển các app
nhằm hỗ trợ công tác nghiên cứu và giảng dạy.
Ví
dụ, với trường hợp nghiên cứu gắn biển hiệu, phòng
nghiên cứu đã xây dựng một app cho phép thêm, chèn
biểu tượng (pictogram) vào ảnh chụp tại thực địa (tích
hợp hình ảnh) và chia sẻ thông tin dễ dàng. Sau đó,
tính năng gắn ảnh lên vị trí chụp trên bản đồ, hướng
dẫn đường đi đến nơi chụp cũng đã được thêm mới. Thành
quả của dự án này được công bố tại ICRP 2019 (Hội nghị
quốc tế lần thứ 4 về tái thiết công trình) tổ chức tại
Malaysia vào tháng 11/2019. Phòng nghiên cứu cũng đang
xem xét hướng phát triển liên quan đến nghiên cứu cảnh
quan, du lịch và xây dựng bản đồ cảnh báo nguy hiểm.
Ngoài ra, để đối phó với vấn đề môi trường do tràn bùn đất
đỏ tại Okinawa, phòng nghiên cứu đã phát triển một app
có thể đo chính xác độ ô nhiễm của huyền phù lỏng theo
hướng thu thập và phân tích dữ liệu màu sắc từ hình
chụp huyền phù trong bãi cát lắng. Độ chính xác của
ứng dụng đang tiếp tục được cải thiện bằng cách so
sánh kết quả với các phép đo hiện hành khác.
 |
 |
| Huyền
phù đọng trong bãi cát lắng |
 |
|
Giao
diện ứng dụng (tr. hợp hàm lượng cặn
3,0 g/l) |
Phân
loại độ bẩn (lắng cặn) của huyền phù
(pixel hình ảnh) |
|
Sử dụng từ
UC-win/Road đến các sản phẩm khác của FORUM8
Với PGS Mae, Multiframe, được ông đưa vào sử dụng năm 2014, là trải
nghiệm đầu tiên của ông với sản phẩm của FORUM8. Vốn đã có
thời gian dùng trước đó, nên một lần trong quá trình lên thiết
kế giải thuật, ông đã đưa phần mềm này vào sử dụng phân tích
kết cấu khung cho một tòa nhà hình dạng phức tạp. Từ kết quả
phân tích nhận được, ông đã đề xuất được hình dạng cấu trúc
độc đáo thỏa mãn yêu cầu về chịu lực.
Trải nghiệm của PGS với phần mềm UC-win/Road là vào năm 2018, khi
Viện công nghệ quốc gia, Trường Cao đẳng Oita đang chuẩn bị
cho chương trình huấn luyện "kiên cường trước thiên tai" - là
dự án hướng đến sáng kiến "KOSEN 4.0" như đã đề cập ở trên.
Với chương trình huấn luyện "kiên cường trước thiên tai" tại
trường học, việc mô phỏng dòng chảy (lũ) bùn đất được xem là
cần thiết. Do đó, phòng nghiên cứu quyết định đưa vào sử dụng
UC-win/Road và plugin mô phỏng dòng chảy bùn đất từ tháng
2/2019, cho cả mục đích tại phòng thí nghiệm và trên giờ giảng
dạy tại Viện công nghệ.
Sinh viên tại phòng nghiên cứu đang làm đồ án tốt nghiệp năm 2019
đã tham gia tìm hiểu plugin này của UC-win/Road. Ứng dụng kiến
thức học được, một sinh viên năm thứ 5 của Khoa kỹ thuật môi
trường & đô thị đã tiến hành nghiên cứu xây dựng một bản
đồ cảnh báo thiên tai với mô phỏng phân tích dòng chảy bùn đất
khi hồ chứa bị sạt lở, tràn bờ.
Cùng với đó, PGS đã chọn đề tài cho học phần “Đào tạo thực nghiệm IV”
của sinh viên năm 4 của trường về 6 ứng dụng CNTT liên quan
đến i-Construction. Đó là 1) camera 360 độ, 2) máy bay không
người lái, 3) máy đo khoảng cách laser, 4) tạo dữ liệu đám mây
điểm từ ảnh chụp, cùng với phần chính PGS Mae phụ trách là 5)
quy hoạch đô thị bằng UC-win/Road, và 6) xử lý thông tin từ mô
phỏng dòng chảy bùn đất.
 |
| Tập
thể phòng nghiên cứu Mae |
Năm 2020, dù chịu ảnh hưởng từ dịch COVID-19, các sinh viên năm 5
đang chuẩn bị đồ án tốt nghiệp vẫn đã có trải nghiệm với cả
hai phần mềm. Qua đó, các sinh viên sẽ có thể chủ động liên
lạc và có hướng giải quyết công việc từ xa. Ngoài ra, phần đào
tạo thực nghiệm kết hợp UC-win/Road và mô phỏng dòng chảy bùn
đất cũng sẽ được tổ chức vào cuối năm nay, với hy vọng sẽ đạt
được hiệu quả như lần đầu diễn ra vào năm 2019.
 |
| Điều
kiện phân tích & kết quả |
 |
 |
Bản
đồ cảnh báo thiên tai dựa trên kết quả phân tích từ
SIPOND (bản thử nghiệm)
(PGS Mae tự đặt giá trị để mô phỏng) |
Bản
đồ cảnh báo thiên tai dựa trên kết quả phân tích mô
phỏng dòng chảy bùn đất |
|
|
 |
| Trực
quan hóa bằng UC-win/Road |
Hướng nghiên
cứu tương lai và dự định tiếp tục ứng dụng CNTT
"Không chỉ tại tỉnh Oita mà ở rất nhiều nơi khác, các hồ chứa nước
đang xuống cấp."
Bên cạnh sự xuống cấp, bùn theo dòng nước từ thượng nguồn chảy xuống
tích tụ ở đáy hồ cũng làm tăng nguy cơ sạt lở và tràn bờ qua
từng năm. PGS Mae sẽ trình bày về đề tài đang nghiên cứu về
phòng chống, giảm nhẹ tác hại thiên tai và công tác bảo trì
liên quan đến hồ đập.
Khi đó, điều quan trọng là phải ứng dụng và tiếp thu công nghệ mới.
Trong điều kiện dịch bệnh COVID-19 hiện nay, cần chủ động tiếp
cận, tiếp thu CNTT hơn nữa. "Đặc biệt, CNTT là hành trang mà sinh
viên có thể sử dụng ở bất cứ nơi đâu trong tương lai, do đó
sinh viên cần giữ trong mình nhiệt huyết và sự ham học hỏi.".
|
