Sinh viên Hàng không Bách khoa chế tàu khảo sát lòng hồ

Gần hai tuần sau vòng chung kết Sáng tạo trẻ, các thành viên nhóm The F.I.R.S.T vẫn nhớ cảm giác được xướng tên tại giải thưởng cao nhất nhờ sản phẩm Tàu không người lái thông minh.

Với năm sinh viên, gồm Nguyễn Xuân Dũng, Văn Đình Hoàng, Võ Trung Kiên, Trần Văn Hoài thuộc Đại học Bách khoa Hà Nội, và Cao Thị Quỳnh Trâm, trường Đại học Kinh tế Quốc dân, The F.I.R.S.T tạo ra một sản phẩm giúp đo độ sâu, lấy mẫu nước và thu vớt rác tại sông, hồ.

Từ trái qua: Xuân Dũng, Trung Kiên, Quỳnh Trâm, Đình Hoàng, Văn Hoài lên nhận giải nhất cuộc thi Sáng tạo trẻ, được Đại học Bách khoa Hà Nội, chủ trì tổ chức, sáng 4/3. Ảnh: HUST

Nguyễn Xuân Dũng, sinh viên năm thứ tư, ngành Kỹ thuật Hàng không, và là trưởng nhóm, cho biết ý tưởng về một phương tiện không người lái được các thành viên ấp ủ từ cuối năm 2021. Qua khảo sát, các thành viên thấy rằng để đo độ sâu sông, hồ, người đo thường phải đi thuyền, cắm cọc có gắn cảm biến. Việc này tốn kém về nhân lực, thời gian, lại có thể gây nguy hiểm cho người thực hiện.

Trong khi đó, các thiết bị không người lái dùng cho mục đích này trên thị trường hiện nay đều của nước ngoài, giá thành cao. Do đó, cả nhóm quyết định tạo ra tàu không người lái "made in Việt Nam".

Giữa năm 2022, các thành viên hoàn thành thuật toán, chạy trên máy tính cho mô hình tàu giả định. TS Hà Mạnh Tuấn, trường Cơ khí, Đại học Bách khoa Hà Nội đã khuyên nhóm nên phát triển mô hình thành sản phẩm hoàn thiện. Theo Dũng, phần khó nhất của dự án là xác định công dụng của tàu.

"Mục đích của sản phẩm sẽ quyết định việc thiết kế, cài đặt thông số như thế nào. Một con tàu không người lái hoạt động trên sông, hồ sẽ khác với tàu khảo sát tại các vùng biển", Dũng nói, cho biết các thành viên nhiều lần tranh luận, thậm chí xảy ra mâu thuẫn, để trả lời cho câu hỏi "Tàu sẽ dùng vào việc gì?". Dũng muốn ứng dụng tàu không người lái trong hỗ trợ nuôi trồng thủy, hải sản ở các vùng vịnh, giúp thu lấy mẫu nước và nuôi cấy thức ăn. Trong khi đó, Hoàng có ý tưởng về một sản phẩm thăm dò, tuần tra an ninh biển.

Để thống nhất quan điểm, cả nhóm xét lần lượt các tiêu chí như năng lực, nguồn lực, thời gian cuộc thi... Sau cùng, các thành viên cho rằng phương án khả thi nhất là tạo ra một con tàu không người lái để đo độ sâu, lấy mẫu nước, thu vớt rác tại sông, hồ.

Xác định được hướng đi, Dũng và Kiên phụ trách nghiên cứu lý thuyết, kiểm chứng mô phỏng, Hoàng lập trình ứng dụng điều khiển tàu, Hoài lên bản vẽ thiết kế chế tạo tàu, còn Trâm tìm hiểu lộ trình thương mại hóa sản phẩm. Cuối năm 2022, tàu tự hành thông minh ra đời.

Tàu làm bằng composit, nặng 8 kg, có kích thước 1,15 x 0,7 x 0,5 m, tương ứng với chiều dài, rộng và cao. Nhóm thiết kế tàu có dạng hai thân, nhằm tăng tính ổn định khi gặp các điều kiện không thuận lợi như sóng, gió. Phần đầu của tàu có một camera, ba cảm biến xung quanh để phát hiện vật cản. Để kết nối với ứng dụng điều khiển trên máy tính, tàu được gắn định vị GPS và bộ giao tiếp wifi.

Thông qua ứng dụng điều khiển, người sử dụng có thể chọn chế độ chạy tự động theo đường thẳng hoặc zig zac. Ba chức năng của tàu là đo độ sâu, lấy mẫu nước và thu vớt rác. Nhóm nghiên cứu đánh giá sản phẩm hữu ích với các cơ quan, công ty môi trường và người dân, hộ kinh doanh. Hiện, tàu có thể đo được độ sâu tối đa 50 m, sai số 20 cm. Tổng thời gian hoạt động khoảng 3 giờ, tầm hoạt động 1 km.

Giao diện ứng dụng điều khiển tàu gồm ba phần: bên phải là các thông số chỉ trạng thái tàu (vận tốc, dung lượng pin, hướng mũi tàu), bên trái là các chế độ (tự động hoặc thủ công), còn chính giữa là bản đồ chỉ vị trí tàu, các tuyến đường mà tàu có thể đi theo. Ảnh: Nhân vật cung cấp

TS Hà Mạnh Tuấn nhận định khi so sánh tàu không người lái của nhóm với các sản phẩm nước ngoài đang được sử dụng phổ biến, các thông số kỹ thuật nhìn chung là tương đương. Sản phẩm nước ngoài chiếm ưu thế do có thể đo được độ sâu tối đa 200 m, trong khi sản phẩm của sinh viên Bách khoa Hà Nội phù hợp với đa số nhu cầu ở Việt Nam, có hiệu quả kinh tế rõ rệt.

Theo số liệu mà nhóm nghiên cứu thu thập được, các tàu không người lái thường có giá 25.000 USD (gần 600 triệu đồng), trong khi sản phẩm của nhóm dưới 5.000 USD. "Với mức giá này, các công ty, doanh nghiệp và người dân đều có thể mua", thầy Tuấn nói.

Thầy giáo nhận xét các thành viên có sự chủ động, không ngại vất vả, nhiều lần đi khảo sát thực tế ở các tỉnh, thành cách xa Hà Nội. Với vai trò người hướng dẫn, thầy Tuấn thấy sự trưởng thành của từng thành viên, các em cũng cải thiện được kỹ năng làm việc nhóm trong quá trình nghiên cứu.

Sản phẩm tàu không người lái thông minh của nhóm The F.I.R.S.T. Ảnh: Nhân vật cung cấp

Dũng cho biết bốn thành viên nam đều học ngành Kỹ thuật Hàng không, Đại học Bách khoa Hà Nội. Để hoàn thành tàu không người lái, nam sinh cho rằng cần nắm chắc kiến thức lập trình, cơ khí chế tạo, thiết kế điều khiển và tự động hoá. Những phần này đều thuộc chương trình năm ba và bốn trên trường, thuộc các môn Tin học, Đồ án thiết kế máy, Kỹ thuật điện tử và Cơ học vật bay.

Thời gian tới, nhóm sinh viên sẽ cải thiện chức năng tránh vật cản của tàu. Thay vì để tàu dừng và báo về ứng dụng điều khiển khi gặp vật cản, nhóm muốn ứng dụng trí tuệ nhân tạo để tàu có thể tự phát hiện và đi men vật cản, rồi tự động chạy theo các tuyến đường đã định trước. Ngoài ra, nhóm tìm cách tăng thời gian và tầm hoạt động của tàu.

"Hiện, nhóm chưa nghĩ đến chuyện khởi nghiệp mà tập trung hoàn thiện sản phẩm. Tuy nhiên, nếu có đơn vị muốn ngỏ ý đầu tư và sản xuất đại trà, bọn mình sẵn sàng hợp tác", Dũng nói.

Nguồn Vnexpress