TS Ngô Thanh Bình (Viện KH&CN Giao thông Vận tải) vừa thực hiện thành công đề tài nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị không người lái sức nâng 5kg phục vụ công tác tìm kiếm, cứu hộ tai nạn giao thông (TNGT).

Cứu hộ trong những tình huống khó khăn

TS Ngô Thanh Bình chia sẻ, thời gian qua xảy ra khá nhiều TNGT nghiêm trọng, đặc biệt là tàu hay xe bị tai nạn rơi xuống vực. Khi xảy ra những tình huống này, việc tới hiện trường để thu thập thông tin ban đầu phục vụ cứu hộ rất khó khăn, đòi hỏi thời gian ứng cứu nhanh.

Các nhân viên cứu hộ tiếp cận tới vị trí nạn nhân phải mang theo thiết bị sơ cứu cũng là vấn đề lớn. Đồng thời việc quan sát hiện trường tai nạn cũng có nhiều hạn chế.

Thiết bị bay không người lái có thể xem là lời giải cho bài toán này. Sử dụng thiết bị bay không người lái (UAV – Unmanned Aerial Vehicle), với khả năng dừng trên không để quan sát và thả thiết bị cứu hộ, là phù hợp cho nhiệm vụ này. TS Ngô Thanh Bình phối hợp cùng các cộng sự tại Viện KH&CN Giao thông Vận tải đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị không người lái sức nâng 5kg phục vụ công tác tìm kiếm cứu hộ tai nạn giao thông”.

Nhóm nghiên cứu đã làm chủ công nghệ thiết kế, chế tạo thiết bị bay không người lái hạng nhẹ dạng VTOL (Vertical Take-Off and Landing – cất hạ cánh thẳng đứng).

Sau khi mô hình hóa thiết bị, bộ điều khiển bay được phát triển các tính năng thông minh mới, bao gồm: Xử lý sai lệch tín hiệu, phát triển bộ điều khiển bay mềm ổn định và kiểm soát độ cao dựa vào bộ điều khiển PID tầng và thiết kế chiến lược điều khiển tự động để thực hiện các nhiệm vụ phức tạp.

TS Ngô Thanh Bình cho biết, khi thử nghiệm thực tế trong điều kiện thời tiết có gió trung bình, có sương mù nhẹ tại Tam Đảo (Vĩnh Phúc), máy bay vẫn hoạt động ổn định các tính năng quan trọng như cất cánh và hạ cánh; giữ vị trí chính xác; tự động điều chỉnh chống lại các tác động nhiễu từ bên ngoài.

Khi được đeo theo gói hàng 5kg, nâng tổng trọng lượng lên trên 10kg, máy bay vẫn hoạt động bình thường trong môi trường thời tiết gió to. Khi thả gói hàng, bộ điều khiển đã tính toán, điều khiển tác động vào các động cơ chính xác để kiểm soát độ vọt của máy bay và giữ đúng vị trí.

Khi thử nghiệm bay theo quỹ đạo, VTOL UAV bay chính xác theo các vị trí tọa độ được đặt trên bản đồ, bay theo hành trình qua lần lượt 4 điểm và quay trở về vị trí cất cánh ban đầu rồi hạ cánh.

Nhiều ưu thế so với trực thăng

Theo nhóm nghiên cứu, điều làm cho máy bay không người lái đáp ứng yêu cầu đối với hoạt động tìm kiếm và nhân viên cứu hộ là khả năng bay vào, di chuyển, thoát ra khỏi các khu vực bị thiên tai, các địa điểm khó tiếp cận, nguy hiểm.

Hơn nữa, chi phí của việc sử dụng UAV nhỏ hơn nhiều so với trực thăng hoặc máy bay. Gắn một máy ảnh nhỏ trên máy bay không người lái bạn có thể xem cảnh trên cao trong thời gian thực của một khu vực thiên tai. Hình ảnh này có thể được dùng để đánh giá thiệt hại và tìm kiếm những người sống sót.

Trên thực tế, máy bay không người lái đã được sử dụng ở những nơi như Haiti và Philippines để lập bản đồ các khu vực sau thảm họa tự nhiên. Sau thảm họa Super Typhoon Haiyan năm 2013 tại Philippines, người tìm kiếm và nhân viên cứu hộ đã sử dụng một chiếc UAV nhỏ được trang bị camera có độ phân giải cao để khám phá ra nơi an toàn.

Các chuyến bay lên và xuống bờ biển gần đó cũng giúp nhóm nghiên cứu biết được nơi lũ lụt xảy ra và những ngôi làng nào bị ảnh hưởng nặng nề nhất. Đây là những nhiệm vụ sẽ mất nhiều thời gian và nhân lực để hoàn thành bằng sức người.