Nguyễn Ngọc Doanh
COSMOS Research Laboratory · VinUniversityCOSMOS Research Laboratory · VinUniversity

Nguyễn Ngọc Doanh

Associate Professor of Mathematics - College of Engineering & Computer Science, VinUniversity Phó Giáo sư Toán học - Viện Kỹ thuật & Khoa học Máy tính, VinUniversity

Mathematician and complex-systems scientist working at the intersection of agent-based modeling, mathematical biology, and digital twins for sustainable, healthy cities. Nhà toán học và khoa học hệ phức hợp, làm việc ở giao điểm của mô hình dựa trên tác tử, sinh học toán học và digital twin cho đô thị bền vững, khỏe mạnh.

47+
PublicationsCông bố
340+
CitationsTrích dẫn
3
Research pillarsTrụ cột NC
AboutGiới thiệu

Modeling the coupling between people, environment and economyMô hình hóa sự gắn kết giữa con người, môi trường và kinh tế

Doanh Nguyen-Ngoc is an Associate Professor of Mathematics at VinUniversity and a principal investigator at the COSMOS Research Laboratory, hosted by the Center for Environmental Intelligence. His work builds digital twins of socio-environmental systems - connecting individual-level agent behavior to population-level mathematical dynamics. Nguyễn Ngọc Doanh là Phó Giáo sư Toán học tại VinUniversity và là nghiên cứu viên chính tại COSMOS Research Laboratory, thuộc Center for Environmental Intelligence. Nghiên cứu của ông xây dựng digital twin cho các hệ kinh tế - xã hội - môi trường, kết nối hành vi của từng tác tử với động lực học toán học ở cấp quần thể.

Before VinUniversity he held research positions at the Vietnam Institute for Advanced Study in Mathematics (VIASM) and at UMMISCO / IRD in France, and was a lecturer at Thuyloi University. He is a long-standing member of the GAMA agent-based modeling community and collaborates internationally on aggregation methods, metapopulation theory, and robust optimization. Trước khi về VinUniversity, ông từng nghiên cứu tại Viện Nghiên cứu cao cấp về Toán (VIASM) và tại UMMISCO / IRD (Pháp), và là giảng viên Trường Đại học Thủy lợi. Ông là thành viên lâu năm của cộng đồng mô hình tác tử GAMA, hợp tác quốc tế về phương pháp gộp biến, lý thuyết siêu quần thể và tối ưu bền vững.

Research VisionTầm nhìn nghiên cứu

Computational Intelligence for Digital Twin-enabled Sustainable SystemsTrí tuệ tính toán cho các hệ thống bền vững vận hành bằng Digital Twin

One computational platform, many societal challenges - a long-term interdisciplinary research program.Một nền tảng tính toán chung cho nhiều thách thức xã hội - một chương trình nghiên cứu liên ngành dài hạn.

His long-term research vision is to establish Computational Intelligence for Digital Twin-enabled Sustainable Systems, an interdisciplinary program that integrates artificial intelligence, digital twin technologies, multi-source sensing, simulation, optimization, Geographic Information Systems (GIS) and data science to support intelligent monitoring, prediction and decision-making for complex socio-environmental systems. Tầm nhìn nghiên cứu dài hạn của ông là xây dựng chương trình liên ngành Trí tuệ tính toán cho các hệ thống bền vững vận hành bằng Digital Twin, tích hợp trí tuệ nhân tạo, công nghệ digital twin, cảm biến đa nguồn, mô phỏng, tối ưu hóa, hệ thông tin địa lý (GIS) và khoa học dữ liệu nhằm hỗ trợ giám sát, dự báo và ra quyết định thông minh cho các hệ kinh tế - xã hội - môi trường phức hợp.

The central premise is that many of today's grand societal challenges - sustainable transportation, climate resilience, disaster management, fisheries sustainability, public health, tourism and digital governance - share a common computational foundation. Although these systems differ in their operational contexts, they all require the same scientific capabilities: continuous acquisition of heterogeneous data, dynamic digital representation of physical systems, predictive modeling of complex interactions, and intelligent decision support for adaptive management. Tiền đề trung tâm là phần lớn các thách thức xã hội lớn hiện nay - giao thông bền vững, thích ứng khí hậu, quản lý thiên tai, ngư nghiệp bền vững, y tế công cộng, du lịch và quản trị số - đều chia sẻ một nền tảng tính toán chung. Dù khác nhau về bối cảnh vận hành, các hệ này đều đòi hỏi cùng những năng lực khoa học: thu nhận liên tục dữ liệu không đồng nhất, biểu diễn số động của hệ vật lý, mô hình hóa dự báo các tương tác phức hợp, và hỗ trợ ra quyết định thông minh cho quản lý thích ứng.

Rather than developing isolated solutions for individual application domains, his research focuses on building a general computational intelligence framework that enables digital twin systems to continuously synchronize with the physical world, learn from heterogeneous data streams, simulate future scenarios and recommend optimal interventions. This platform-oriented perspective allows methodological advances to be transferred across domains while maintaining a coherent and scalable research agenda. Thay vì phát triển các giải pháp riêng lẻ cho từng lĩnh vực ứng dụng, nghiên cứu của ông tập trung xây dựng một khung trí tuệ tính toán tổng quát, cho phép hệ digital twin đồng bộ liên tục với thế giới thực, học từ các luồng dữ liệu không đồng nhất, mô phỏng kịch bản tương lai và đề xuất can thiệp tối ưu. Cách tiếp cận lấy nền tảng làm trung tâm giúp chuyển giao tiến bộ phương pháp giữa nhiều lĩnh vực mà vẫn giữ một chương trình nghiên cứu mạch lạc và mở rộng được.

Four interconnected scientific thrustsBốn hướng khoa học liên kết

1

Intelligent sensing & data integrationCảm biến thông minh & tích hợp dữ liệu

Methodologies that combine satellite imagery, UAVs, IoT sensors, computer vision, GIS and numerical simulation into continuously updated digital twins.Phương pháp kết hợp ảnh vệ tinh, UAV, cảm biến IoT, thị giác máy tính, GIS và mô phỏng số thành các digital twin cập nhật liên tục.

Remote sensingUAVIoTGIS
2

Computational models of system dynamicsMô hình tính toán cho động lực hệ thống

Models that integrate AI, digital twins, agent-based modeling, optimization and physics-informed simulation to capture system dynamics and predict future behavior.Mô hình tích hợp AI, digital twin, mô hình tác tử, tối ưu hóa và mô phỏng gắn với quy luật vật lý để nắm bắt động lực hệ thống và dự báo hành vi tương lai.

Agent-based modelingPhysics-informed
3

Intelligence for decision-makingTrí tuệ cho ra quyết định

Algorithms for prediction, uncertainty quantification, optimization and adaptive decision-making, moving digital twins beyond visualization toward intelligent reasoning and autonomous decision support.Thuật toán cho dự báo, định lượng bất định, tối ưu hóa và ra quyết định thích ứng, đưa digital twin vượt khỏi mức trực quan hóa để tiến tới suy luận thông minh và hỗ trợ quyết định tự động.

UncertaintyOptimizationDecision support
4

Translation into deployable solutionsChuyển giao thành giải pháp triển khai được

Close collaboration with government agencies, industry partners and international research institutions, so that scientific advances generate tangible societal impact, technology transfer and interdisciplinary funding.Hợp tác chặt chẽ với cơ quan nhà nước, đối tác doanh nghiệp và viện nghiên cứu quốc tế, để tiến bộ khoa học tạo tác động xã hội cụ thể, chuyển giao công nghệ và tài trợ nghiên cứu liên ngành.

Technology transferPolicy impact

COSMOS Lab - a shared computational platformCOSMOS Lab - một nền tảng tính toán dùng chung

To realize this vision he is establishing the COSMOS Lab (COmplex Socio-environMental systems: a computational intelligence approach to develop digital twin platfOrm for Sustainability science) as a multidisciplinary laboratory dedicated to AI-enabled digital twin technologies. Rather than organizing research around isolated application areas, the lab is structured around a shared computational platform where methodological innovations are jointly developed and then translated into domain-specific applications. Để hiện thực hóa tầm nhìn này, ông đang xây dựng COSMOS Lab (COmplex Socio-environMental systems: a computational intelligence approach to develop digital twin platfOrm for Sustainability science) như một phòng thí nghiệm đa ngành về công nghệ digital twin dựa trên AI. Thay vì tổ chức nghiên cứu theo từng lĩnh vực ứng dụng riêng lẻ, phòng thí nghiệm được tổ chức quanh một nền tảng tính toán dùng chung, nơi các đổi mới về phương pháp được phát triển chung rồi chuyển thành ứng dụng cho từng lĩnh vực.

1

Smart Mobility and Digital Cities

Intelligent transportation systems, sustainable mobility, urban digital twins and smart city infrastructure.Hệ thống giao thông thông minh, di chuyển bền vững, digital twin đô thị và hạ tầng thành phố thông minh.

2

Climate Resilience and Disaster Digital Twins

Digital twins for flood forecasting, coastal monitoring, environmental sensing and disaster risk management.Digital twin cho dự báo lũ, giám sát ven biển, quan trắc môi trường và quản lý rủi ro thiên tai.

3

Sustainable Fisheries and Ecosystem Intelligence

Agent-based modeling, ecological simulation, optimization and digital twins for fisheries and natural resource management.Mô hình tác tử, mô phỏng sinh thái, tối ưu hóa và digital twin cho ngư nghiệp và quản lý tài nguyên thiên nhiên.

4

Digital Epidemiology and Public Health Intelligence

Computational intelligence for disease surveillance, epidemiological modeling, population health and health system resilience.Trí tuệ tính toán cho giám sát dịch bệnh, mô hình dịch tễ, sức khỏe dân số và khả năng chống chịu của hệ thống y tế.

5

Digital Governance and Sustainable Development

Digital twin platforms for tourism, regional development, digital government, socio-economic monitoring and evidence-based policy support.Nền tảng digital twin cho du lịch, phát triển vùng, chính phủ số, giám sát kinh tế - xã hội và hỗ trợ chính sách dựa trên bằng chứng.

Although these groups address different societal challenges, they rest on a common scientific foundation. Multi-source sensing, machine learning, optimization, simulation, agent-based modeling, geospatial analytics and digital twin technologies are developed as reusable computational building blocks that can be adapted across domains, enabling knowledge transfer between groups and accelerating scalable solutions for sustainable development. Dù giải quyết những thách thức xã hội khác nhau, các nhóm đều dựa trên một nền tảng khoa học chung. Cảm biến đa nguồn, học máy, tối ưu hóa, mô phỏng, mô hình tác tử, phân tích không gian địa lý và công nghệ digital twin được phát triển thành các khối tính toán dùng lại được, có thể thích ứng cho nhiều lĩnh vực, giúp chuyển giao tri thức giữa các nhóm và đẩy nhanh những giải pháp mở rộng được cho phát triển bền vững.

See the full COSMOS Lab programme →Xem toàn bộ chương trình COSMOS Lab →
The long-term objective is to establish COSMOS Lab as a leading research center in Asia for computational intelligence and digital twin-enabled sustainable systems, positioning VinUniversity as an internationally recognized hub for interdisciplinary AI research addressing complex societal challenges through scalable computational technologies. Mục tiêu dài hạn là đưa COSMOS Lab trở thành trung tâm nghiên cứu hàng đầu châu Á về trí tuệ tính toán và các hệ thống bền vững vận hành bằng digital twin, đưa VinUniversity thành điểm đến được quốc tế công nhận cho nghiên cứu AI liên ngành, giải quyết các thách thức xã hội phức hợp bằng công nghệ tính toán mở rộng được.
Research DirectionsHướng nghiên cứu

Three connected research pillarsBa trụ cột nghiên cứu liên kết

From mathematical theory to deployable digital-twin platforms for cities.Từ lý thuyết toán học tới nền tảng digital twin triển khai được cho đô thị.

1

Agent-Based Modeling & Complex SystemsMô hình tác tử & Hệ phức hợp

Multi-level agent-based models and serious simulation games (GAMA platform), and formal methods for linking individual-based models to dynamical systems.Mô hình tác tử đa cấp và trò chơi mô phỏng nghiêm túc (nền tảng GAMA), cùng phương pháp hình thức nối mô hình cá thể với hệ động lực.

GAMASerious gamesMulti-level ABM
2

Mathematical Biology & FisheriesSinh học toán học & Ngư nghiệp

Metapopulation dynamics, aggregation of variables, emergence, and maximum sustainable yield in spatially connected predator-prey and fishing systems.Động lực siêu quần thể, gộp biến, hiện tượng trồi, và sản lượng bền vững tối đa trong hệ thú-mồi và đánh bắt liên kết không gian.

MetapopulationsMSYEmergence
3

Digital Twins for Sustainable CitiesDigital Twin cho đô thị bền vững

Digital-twin frameworks and robust optimization for EV charging infrastructure, waste management, flood modeling, and environment-health coupling.Khung digital twin và tối ưu bền vững cho hạ tầng sạc xe điện, quản lý rác thải, mô hình lũ và gắn kết môi trường - sức khỏe.

Digital twinEV chargingRobust optimization
Selected PublicationsCông bố tiêu biểu

Recent & representative workCông trình gần đây & tiêu biểu

A selection - the full list is on Google Scholar and dblp. Filter by theme:Danh sách chọn lọc - đầy đủ trên Google Scholar và dblp. Lọc theo chủ đề:

2026

Enhancing maximum sustainable yield in multisite single-species and predator-prey fisheries

with P. Auger, A. Moussaoui, T. Nguyen-Huu · Mathematical biosciences

Math Biology
2026

A digital twin framework for electric-vehicle charging infrastructure optimization

with L. Do-Bui-Khanh, T. H. Nguyen, H. Q. Nghi, L. El Ghaoui · Computers, Environment and Urban Systems 127

Digital Twin
2026

STC-Transfer algorithm for long-term multi-UAV coverage path planning

with T. T. C. Giang · Intelligent Service Robotics 19(3)

Agent-Based Modeling
2025

On the impossibility of increasing the MSY in a multisite Schaefer fishing model

with P. Auger, T. Nguyen-Huu · Mathematical Biosciences and Engineering

Math Biology
2025

RÁC: A serious agent-based simulation game to drive discussion on waste management

with L. Biré, Q. N. Phung, P. Taillandier, D. A. Phung, A. Drogoul · JASSS 28(2)

Agent-Based Modeling
2025

Robust power scheduling for smart EV charging

with G. C. Calafiore, L. Ambrosino, K. M. Nguyen, R. Zorgati, L. El Ghaoui · European Control Conference (ECC)

Digital Twin
2025

Robust optimization for cost-efficient electric-vehicle charging

with T. D. Tran, H. T. M. Chu, L. El Ghaoui, L. Ambrosino, G. Calafiore · arXiv:2502.04024

Digital Twin
2024

Connectivity between two fishing sites can lead to an emergence phenomenon

with T. Nguyen-Huu, P. Auger · Mathematical Modelling of Natural Phenomena

Math Biology
2024

Agent-based modeling for electric-vehicle charging stations

with L. Ambrosino, L. Do-Bui-Khanh, K. M. Nguyen, G. Calafiore, L. El Ghaoui · CSoNet 2024

Digital Twin
2022

Handling multiple levels in agent-based models of complex systems

with T. Nguyen-Huu, P. Auger, A. Drogoul et al. · Frontiers in Applied Mathematics and Statistics 8

Agent-Based Modeling
2015

Disk graph-based model: a graph-theoretical approach for linking agent-based models and dynamical systems

with T. Nguyen-Huu, A. Drogoul et al. · Ecological Informatics

Agent-Based Modeling
Collaboration NetworkMạng lưới hợp tác

International collaboration, mapped from OpenAlexHợp tác quốc tế, dựng từ OpenAlex

Built live from 54 indexed works (2008-2026) spanning 16 countries and 40+ institutions, aggregated from the OpenAlex catalog across his career (Thuyloi → IRD France → VinUniversity).Dựng trực tiếp từ 54 công trình (2008-2026) trải trên 16 quốc gia và hơn 40 cơ quan, tổng hợp từ danh mục OpenAlex qua suốt sự nghiệp (Thủy lợi → IRD Pháp → VinUniversity).

① Collaboration map - by country① Bản đồ hợp tác - theo quốc gia

② Top collaborating institutions - by affiliation② Cơ quan hợp tác hàng đầu - theo affiliation

③ Co-author network③ Mạng đồng tác giả

Math Biology & FisheriesSinh học toán & Ngư nghiệp Agent-Based ModelingMô hình tác tử Digital Twins & OptimizationDigital Twin & Tối ưu Doanh (center)Doanh (trung tâm)