AI có thể giải cơn khát khoáng sản, giúp Mỹ giảm lệ thuộc Trung Quốc

Các khoáng sản là yếu tố thiết yếu trong công nghệ hiện đại. Smartphone, mạng 5G và các loại vũ khí quân sự như máy bay chiến đấu đều được chế tạo từ vật liệu thô đó. Lithium cung cấp năng lượng cho pin ô tô điện; đồng duy trì hoạt động của các trung tâm dữ liệu; silicon là nền tảng của chất bán dẫn...

Nhu cầu đang tăng nhanh, với thị trường khoáng sản quan trọng toàn cầu được dự báo đạt gần 500 tỉ USD vào năm 2030, theo hãng nghiên cứu thị trường Kings Research. Tuy nhiên, Mỹ vẫn phụ thuộc nhiều vào nhập khẩu. Tính đến năm 2024, Mỹ phải nhập khẩu 100% với 12 trong số 50 loại khoáng sản quan trọng được chỉ định, gồm cả graphite (than chì), mangan và gallium, trong đó phần lớn đến từ Trung Quốc, theo Cơ quan Khảo sát Địa chất Mỹ.

Giờ đây, dưới nhiệm kỳ thứ hai của Tổng thống Donald Trump, Mỹ đang thúc đẩy tái lập vị thế thống trị trong sản xuất khoáng sản. Chính quyền Trump đã coi sản xuất trong nước là ưu tiên quốc gia, ban hành lệnh hành pháp nhằm tăng cường khai thác trên đất Mỹ và áp thuế 50% với các kim loại nhập khẩu như thép và nhôm.

Việc tái xây dựng nguồn cung khoáng sản trong nước có thể củng cố nền kinh tế và cải thiện an ninh quốc gia. Thế nhưng, điều đó cũng có thể dẫn đến tình trạng thiếu hụt nguồn cung, đẩy giá nguyên liệu phục vụ đổi mới công nghệ lên cao.

Để tránh tắc nghẽn nguồn cung khoáng sản, các công ty khởi nghiệp (startup) và hãng công nghệ lâu đời đang chuyển sang dùng trí tuệ nhân tạo (AI). Các công cụ AI hứa hẹn rút ngắn thời gian tìm kiếm khoáng sản và giảm rủi ro chuỗi cung ứng trong bối cảnh địa chính trị biến động.

Tuy nhiên, trong một ngành công nghiệp bị quản lý chặt chẽ và tiến độ chậm chạp, một số chuyên gia vẫn nghi ngờ liệu AI có thể thực sự làm được điều mà nhiều người mong đợi hay không.

Các startup chạy đua tái định hình hoạt động thăm dò khoáng sản

Các startup đang đặt cược vào AI để tìm ra những mỏ khoáng sản mới và một số đã ghi nhận kết quả ban đầu.

Hãng Earth AI (Mỹ) sử dụng phần mềm dự đoán và thiết bị khoan độc quyền để tìm kiếm, xác minh và bán các dự án khoáng sản trị giá hàng tỉ USD. Các thuật toán của Earth AI được huấn luyện trên hàng chục năm dữ liệu lịch sử tại Úc, gồm cả những thành công và thất bại trong tìm kiếm khoáng sản, nhằm xác định các hệ thống thủy nhiệt: Vùng nước nóng giàu khoáng chất, có khả năng chứa các mỏ quý giá.

Sau khi xác định được một địa điểm triển vọng, Earth AI sẽ khoan bằng giàn khoan riêng và phân tích mẫu đá để xác nhận sự hiện diện của kim loại. Sau khi được chứng minh, khu vực này sẽ được bán lại cho các công ty khai khoáng lớn hơn.

Earth AI đạt tỷ lệ thành công 75%, cao hơn rất nhiều so với mức trung bình ngành là chỉ dưới 1%. Một năm qua, công ty Mỹ đã phát hiện ba mỏ mới ở Úc, trong đó có indium - kim loại hiếm dùng trong màn hình cảm ứng và chất bán dẫn cho phần cứng AI. Earth AI cũng phát hiện các trữ lượng chưa khai thác giàu khoáng sản. Cuối tháng 7, phần mềm của Earth AI đã xác định một mỏ niken và palladium khổng lồ ở bờ đông nước Úc, nơi công ty sẽ tiến hành khoan.

Nhờ sử dụng AI, Earth AI có thể rút ngắn thời gian tìm kiếm khoáng sản từ nhiều năm xuống chỉ vài tháng, theo trang Insider.

“Chúng tôi nghĩ rằng giá trị lớn nhất là khoan xuống đất và chứng minh rằng ở đây có nồng độ kim loại đủ tiêu chuẩn”, Monte Hackett, Giám đốc tài chính Earth AI, cho biết.

Công ty Terra AI (Mỹ) cũng tin rằng AI có thể đẩy nhanh quá trình khám phá khoáng sản vốn chậm chạp của ngành.

“Dù đã đầu tư hàng chục năm vào cảm biến và dữ liệu, mỗi năm ngành khai thác và thăm dò khoáng sản lại hoạt động kém hơn. Lượng kim loại bổ sung vào nguồn cung toàn cầu trong năm nay thấp hơn 90% so với 1990”, John Mern, đồng sáng lập kiêm Giám đốc điều hành Terra AI, nói.

Phần mềm của Terra AI sử dụng AI để tiếp nhận nhiều lớp dữ liệu địa chất, chẳng hạn số liệu từ trường và hoạt động địa chấn, rồi tạo ra hàng nghìn bản đồ dưới lòng đất để xác định những nơi khoan tiềm năng nhất.

John Mern cho biết cách tiếp cận ưu tiên AI của Terra AI đã được thử nghiệm trong các dự án đất hiếm tại Mỹ và bởi các công ty khai khoáng ở châu Mỹ, châu Phi, châu Âu. Ông nói thêm rằng nền tảng của Terra AI rút ngắn một nửa thời gian phát triển mỏ trung bình xuống còn 8 năm rưỡi thay vì 17 năm.

Các nhà đầu tư coi ứng dụng AI trong khai khoáng là cơ hội lớn. Quỹ đầu tư mạo hiểm Founders Factory (Anh) gần đây đã hợp tác với tập đoàn khai khoáng Rio Tinto (Anh – Úc) để khởi động chương trình tăng tốc, hỗ trợ 12 startup mỗi năm, gồm cả Terra AI.

Jack Kennedy, nhà đầu tư tại Founders Factory, coi khai khoáng là ngành công nghiệp 2.000 tỉ USD gần như chưa được áp dụng đổi mới công nghệ. Ông ví khai khoáng như một “ngành kinh doanh xử lý chất thải”, nơi hàng tấn đất đá được di chuyển để lấy một lượng nhỏ kim loại.

“AI về cơ bản là cách để xử lý hàng loạt điểm dữ liệu khác nhau nhằm tăng hiệu quả”, Jack Kennedy nói với Insider. Điều này đồng nghĩa với giảm lãng phí, chi phí và tác động môi trường, theo ông.

Các công ty lâu đời áp dụng AI để bảo vệ chuỗi cung ứng

Các công ty lâu đời cũng không đứng ngoài cuộc. Exiger, nhà cung cấp phần mềm quản lý chuỗi cung ứng, giúp các chính phủ và tập đoàn thuộc Fortune 500 theo dõi và bảo vệ chuỗi cung ứng khoáng sản quan trọng. Mô hình AI của Exiger giúp phân tách sản phẩm thành các “bản sao kỹ thuật số” - phiên bản ảo chi tiết mô tả các vật liệu bên trong, rồi truy tìm thành phần vật liệu của sản phẩm bằng cơ sở dữ liệu gồm 10 tỉ hồ sơ giao dịch.

Cơ sở dữ liệu này gồm các bộ dữ liệu thương mại mua từ các đại lý hải quan (đơn vị xử lý thủ tục xuất nhập khẩu) và quy trình hóa đơn, dữ liệu tài chính, thông số kỹ thuật kỹ thuật, bản vẽ thiết kế chi tiết, bảng kê khai vật liệu và tài liệu về quy trình sản xuất.

Sử dụng AI để đánh giá chuỗi cung ứng giúp khách hàng nhìn rõ các lỗ hổng trong chuỗi cung ứng khoáng sản, như phụ thuộc quá mức vào một số quốc gia hoặc rủi ro địa chính trị... Từ đó, khách hàng có thể đưa ra quyết định sáng suốt khi điều chỉnh chiến lược chuỗi cung ứng khoáng sản của mình.

Trong một trường hợp, Exiger đã xác định cách chiết xuất germanium (khoáng sản đất hiếm dùng trong cáp quang và chip) từ tro than và phế liệu luyện kim ở Mỹ, giúp giảm phụ thuộc nước ngoài.

“Khi Trung Quốc hạn chế xuất khẩu đất hiếm, điều đó khiến khách hàng đối mặt với biến động giá và bất ổn địa chính trị. Nền tảng của chúng tôi giúp khách hàng điều hướng rủi ro đó với độ chính xác chưa từng có”, Brandon Daniels, Giám đốc điều hành Exiger, nói với Insider.

Giới hạn của AI

Tuy nhiên, AI không phải là giải pháp thần kỳ.

Rajive Ganguli, giáo sư kỹ thuật khai khoáng tại Đại học Utah (Mỹ) với nhiều thập kỷ kinh nghiệm ứng dụng AI, cho biết công nghệ này chỉ tốt khi dữ liệu huấn luyện tốt. Dữ liệu chất lượng cao, chẳng hạn thông tin từ lỗ khoan và mẫu vật lý, thường khan hiếm, tốn kém và khó thu thập.

“AI với dữ liệu kém sẽ không cho ra câu trả lời tốt”, Rajive Ganguli nói với Insider. Ông cũng lưu ý rằng nhiều phát hiện bằng AI thực ra nằm ở những khu vực mà các nhà địa chất đã biết. Công nghệ này không hoạt động hiệu quả ở những vùng chưa được khám phá và thiếu dữ liệu, theo Rajive Ganguli.

Ngoài ra, các startup tiết lộ rằng ngành khai khoáng vẫn hoài nghi về công nghệ mới, khiến việc áp dụng AI trong tìm kiếm khoáng sản quan trọng trở thành thách thức.

Tuy nhiên, Rajive Ganguli tin rằng rào cản lớn nhất với mở rộng sản xuất khoáng sản không phải công nghệ mà là hệ thống. Tại Mỹ, các công ty thường phải chờ 10 đến 15 năm để được cấp phép.

Dù chính quyền Trump đang tìm cách rút ngắn thời gian, tiến trình này vẫn tắc nghẽn trong ngắn hạn. Dù đã có những cuộc thảo luận ban đầu với khách hàng Mỹ, Earth AI vẫn chưa bắt đầu thăm dò khoáng sản tại nước này do các trì hoãn có thể kéo dài nhiều năm.

Các chuyên gia đồng ý rằng AI sẽ không thay thế con người. Các nhà địa chất và kỹ sư vẫn cần thiết để diễn giải kết quả AI và đưa ra quyết định cuối cùng về vị trí khoan.

“Đây không phải là vấn đề trong phòng thí nghiệm”, Rajive Ganguli nói về việc tìm kiếm khoáng sản, đồng thời nhấn mạnh rằng các chuyên gia lĩnh vực rất quan trọng để hiểu cách máy móc vận hành, ý nghĩa của dữ liệu và cách một mỏ thực sự hoạt động.

Dù vậy, các công ty vẫn tin rằng AI có thể đóng vai trò quan trọng trong việc củng cố chuỗi cung ứng khoáng sản của Mỹ. Song ngay cả với những công cụ tốt nhất, Mỹ khó có thể làm điều đó một mình.

“Thực tế là phần lớn chuỗi cung ứng của Mỹ sẽ đến từ bên ngoài biên giới. Chúng ta cần các đối tác quốc tế có trách nhiệm để đảm bảo điều đó”, John Mern (Giám đốc điều hành Terra AI) nhấn mạnh.

Sơn Vân