Onlangs is de DigiShape AI werkgroep begonnen met het organiseren van maandelijkse DigiShape Online Technical Sessions. Dit zijn digitale updates van een uur waarin een expert een update geeft over een specifiek digitaal onderwerp in de waterbouw. Op 20 september 2023 gaf Gijs Hendrickx van de TU Delft een sessie over Machine Learning in de waterbouw, waarin hij vertelde hoe dergelijke nieuwe technieken dure, procesgebaseerde hydrodynamische modellen geschikt maken voor grootschalige gevoeligheidsanalyses.
Gijs: “In de waterbouw gebruiken we vaak procesgebaseerde hydrodynamische modellen om aspecten van het watersysteem te analyseren. Denk aan het voorspellen van zoutindringing in estuaria of klimaatmodellering.
Deze modellen hebben talloze variabelen die theoretisch allemaal gecombineerd kunnen worden. De meeste van deze combinaties leveren echter weinig nieuwe informatie op, hoewel je dat niet altijd van tevoren weet. Door adaptief te kijken welke combinaties interessant zijn, kun je veel tijd en dus geld besparen. Adaptief betekent in dit geval dat je de input laat afhangen van de output. Het was bijvoorbeeld al bekend dat rivierafvoer en waterdiepte een grote rol spelen bij de lengte van de zoutindringing, maar het effect van wad en convergentie was groter dan we van tevoren hadden verwacht.”
Op dit moment is het relatief duur om dit soort gevoeligheidsanalyses uit te voeren, dus wordt er meestal voor gekozen om het aantal opties te beperken tot een subset. In zijn promotieonderzoek heeft Gijs een manier gevonden voor machine learning om dit te doen. “Ik stel een procesgebaseerde hybride workflow voor, waarbij het model zijn eigen resultaten analyseert op basis van feedbackloops en op basis daarvan bepaalt welke simulaties en inputs de meeste waarde hebben om uit te voeren.” Op basis hiervan is Gijs er in zijn eigen onderzoek naar zoutindringing in estuaria in geslaagd om het aantal benodigde simulaties terug te brengen van meer dan 1,5 miljoen naar 1250. Dat is een aanzienlijke efficiëntiewinst!
Na zijn presentatie hierover in de AI Online Technical Session kreeg hij van verschillende kanten enthousiaste reacties en verzoeken om de resultaten en methode verder te presenteren, bijvoorbeeld op de Delft3D gebruikers dagen. “Het was erg interessant om met AI-specialisten over dit onderwerp van gedachten te wisselen,” vertelt Gijs, ”maar ook dat er waardering is voor wat we hebben ontwikkeld. Deze nieuwe methode biedt een geweldige kans om efficiënter en effectiever met modellen te werken. Niet alleen in de watersector, maar ook daarbuiten.”
Meer weten? Download de paper van Gijs op: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378383923000133 of neem contact met hem op g.g.hendrickx@tudelft.nl.
Wilt u uw eigen AI Online Technical Session organiseren en input verzamelen voor uw initiatief over AI en de watersector? Neem contact op met DigiShape werkgroepleider José Antonio Álvarez Antolínez J.A.A.Antolinez@tudelft.nl.
