Giảng viên chế tạo robot cứu nạn

Phục vụ cải thiện môi trường sống

Nghiên cứu trong lĩnh vực tàu ngầm, trên mặt nước tự động, bán tự động phục vụ cho quan trắc môi trường, cứu hộ cứu nạn, an ninh quốc phòng… được các nhà khoa học trên thế giới tìm hiểu, ứng dụng phổ biến. Tuy nhiên tại Việt Nam, nghiên cứu lĩnh vực này chưa nhiều.

Từ quan sát thực tiễn, nhận thấy tình trạng ô nhiễm môi trường nước ngày càng nghiêm trọng cũng như những khó khăn của nhân viên quan trắc trong việc khảo sát liên tục tại một khúc sông, TS Trần Ngọc Huy, giảng viên bộ môn Tự động hóa, Khoa Điện - Điện tử, Trường ĐH Bách khoa, ĐH Quốc gia TPHCM đã nảy ra ý tưởng nghiên cứu tàu không người lái phục vụ cho việc quan trắc sông ngòi.

TS Huy cho biết, sản phẩm tàu không người lái tự động theo dõi một cách có hệ thống số liệu về nguồn ô nhiễm, thành phần và tính chất ô nhiễm, về phản ứng của thủy sinh và sự thay đổi trạng thái của các đối tượng nước để thực hiện biện pháp bảo vệ và sử dụng nước hợp lý.

“Tàu tự hành - USV sử dụng pin lipo có trọng lượng nhẹ hơn so với ắc quy, hiệu suất sử dụng cao hơn, có thể hoạt động liên tục trong 5 giờ với tốc độ tối đa 10km/giờ. Điểm nổi trội của tàu USV là khả năng thực hiện quan trắc sông ngòi một cách tự động, thông tin thu về được cập nhật trên website để người dùng theo dõi và xử lý kịp thời” - TS Huy phân tích.

Theo đánh giá của các chuyên gia quan trắc, sản phẩm tàu tự hành - USV là một giải pháp thông minh để thực hiện các cuộc khảo sát hay quan trắc môi trường nước một cách hiệu quả. Đây là sản phẩm có tính kết nối cao, nếu được trang bị thêm các loại cảm biến hoặc thiết bị khác thì có thể tăng thêm nhiều tính năng mới như chuyên chở thiết bị lặn cỡ nhỏ, tuần tra trinh sát, cứu hộ cứu nạn, phối hợp tác chiến trong quốc phòng an ninh.

Bên cạnh sản phẩm tàu tự hành USV nhóm còn tập trung cải tiến đa dạng sản phẩm, nhiều lĩnh vực, từ nghiên cứu, dân dụng cho tới quân sự tùy vào các thiết bị được tích hợp. Vậy nên, tiềm năng ứng dụng của sản phẩm là rất lớn và thỏa sức cho nhà nghiên cứu phát triển.

Sau nhiều năm nghiên cứu trong phòng lab và thử nghiệm trên thực địa, TS Huy và các đồng nghiệp đã lần lượt cho “ra lò” các phiên bản robot tự hành trên mặt nước, robot ngầm dưới nước với những phiên bản khác nhau. Cụ thể là tàu không người lái vận hành trên mặt nước (USV), tàu ngầm điều khiển từ xa (ROV), tàu ngầm tự hành (AUV), các chương trình máy tính điều khiển thiết bị…

Làm chủ công nghệ với giá thành rẻ

Theo TS Tôn Thiện Phương, thành viên nhóm nghiên cứu Trường ĐH Bách khoa TPHCM, tình trạng ô nhiễm nguồn nước ở Việt Nam đang trở nên ngày càng nghiêm trọng. Các công nghệ quan trắc môi trường nước dù trực tiếp hay gián tiếp vẫn có sự tham gia của con người trong hầu hết mọi hoạt động khảo sát, dẫn đến tốn công sức và thời gian. Ngoài ra, các phương pháp này chưa phản ánh chính xác mức độ chất lượng nước ứng với từng vị trí, khu vực muốn khảo sát do hành trình đo được điều khiển bởi thuyền có người lái khó đạt đến vị trí cần khảo sát (như ở những khu vực nước nông, kênh rạch nhỏ, hẹp), số điểm khảo sát ít…

Đối với công tác cứu hộ, cứu nạn, tai nạn đắm tàu hay khảo sát địa hình, bảo trì các công trình, đường ống dẫn dầu ở Việt Nam, đánh giá các công trình thủy lợi, đa phần vẫn do đội ngũ thợ lặn thực hiện. Điều này gây ra nhiều hạn chế cũng như mang lại rủi ro nhất định tới tính mạng con người. “Với sự phát triển khoa học công nghệ, các robot ngầm tự hành có thể thay thế con người làm việc trong môi trường nguy hiểm và giảm chi phí. Đồng thời, robot có khả năng khảo sát ở khu vực rộng lớn, con người khó hoặc không khảo sát được, thu thập được nhiều thông tin hơn so với phương pháp truyền thống”, TS Tôn Thiện Phương nhấn mạnh.

Sản phẩm của nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm thành công và tìm kiếm đối tác thương mại gồm:

Tàu không người lái vận hành trên mặt nước (USV): Có kích cỡ 1,2mét x 0,8 mét, trọng lượng 70kg, tốc độ di chuyển 4 knots (khoảng 2,06m/s). Tàu sẽ ứng dụng trong lĩnh vực nghiên cứu và giám sát môi trường, vẽ bản đồ, tuần tra, trinh sát, có thể mang vũ khí cho mục đích quân sự.

Tàu ngầm điều khiển từ xa (ROV): Có kích cỡ 0,9 x 0,4 x 0,4 mét, trọng lượng 70kg, độ sâu di chuyển 100 mét, tầm vận tốc từ 0 đến 2 knots (0 đến 1,03 m/s). Tàu có khả năng phá vỡ bom mìn và thủy lôi, tuần tra an ninh và cứu hộ cứu nạn, thăm dò dầu khí, khảo cổ học dưới nước, thăm dò tàu đắm…

Tàu ngầm tự hành (AUV): Có kích cỡ 2m (chiều dài), 0,25m (đường kính), trọng lượng 80kg, độ sâu di chuyển 100 mét, tốc độ di chuyển 5 knots (khoảng 2,57m/s). Tàu có khả năng thăm dò bề mặt địa chất, thu thập thông tin về các mỏ khoáng sản, rà phá bom mìn, tác chiến ngầm phục vụ cho quốc phòng.

Cũng theo TS Huy, các robot này đã được thử nghiệm thực tế. Tuy nhiên, hiện nay nhóm nghiên cứu chỉ có thể thử nghiệm trong môi trường hồ bơi, khu vực hồ nước nhỏ vì kinh phí hạn hẹp từ chương trình nghiên cứu khoa học. Muốn thử nghiệm ở những môi trường thực như các sông suối, thử nghiệm ở biển và trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt cần đầu tư thiết bị tốn nhiều kinh phí hơn.

Theo “Báo Giáo dục & Thời đại”