Thứ Bảy, 22/06/2024, 22:26
27.8 C
Ho Chi Minh City

Công nghệ hiện đại trong nghiên cứu môi trường biển: Thiết bị lặn tự động

PGS. Lê Anh Tuấn(*)

Kinh tế Sài Gòn Online

Kinh tế Sài Gòn Online

(KTSG) – Việt Nam có gần 1 triệu ki lô mét vuông diện tích biển với nhiều nguồn tài nguyên đa dạng và đặc điểm vùng biển phức tạp nên việc nghiên cứu biển là một trong những mục tiêu lớn về mặt chủ quyền, kinh tế, khoa học mang tầm quốc gia. Những thiết bị khảo sát hiện đại sẽ giúp các nhà khoa học và quản lý có nhiều dữ liệu và các quyết định cần thiết, kịp thời mà ít rủi ro, tốn kém ngân sách, thời gian và con người.

Bài báo này giới thiệu một số thiết bị lặn không người lái có thể trang bị cho các viện nghiên cứu khảo sát và các cơ quan quản lý biển đảo nhằm nghiên cứu biển Đông, vùng biển Vịnh Bắc bộ, vùng biển duyên hải miền Trung và Vịnh Thái Lan.

SEASTICK được thả xuống biển.

Trong việc quản lý tài nguyên rộng lớn và phức tạp trên trái đất như không gian vũ trụ, các tầng khí quyển, dưới mặt nước biển và đại dương mênh mông mà muốn hiểu tường tận các vấn đề kỹ thuật, đòi hỏi phải có những bộ số liệu khổng lồ, tốn kém và liên tục để có những đánh giá phản ánh hiện trạng và định hướng giải pháp quản lý, khai thác…

Các nhà khoa học những năm gần đây đã cho ra đời những thiết bị lặn biển tự động, hoàn toàn không người lái, có thể điều khiển từ xa, trên các tàu nghiên cứu biển, hay trong phòng lab tại các viện nghiên cứu đại dương hoặc từ các vệ tinh giám sát kết nối với tàu lặn qua hệ thống định vị toàn cầu (Global Positioning System – GPS) và sóng âm (Sonar Waves).

Tàu lặn dưới nước tự động (AUV) đầu tiên được Đại học Washington (Mỹ) phát minh vào năm 1957; từ công trình nghiên cứu thiết kế của Bob Francois, Stan Murphy và Terry Ewart. Con tàu được tạo ra có tên ban đầu là phương tiện nghiên cứu dưới nước có mục đích đặc biệt (Special Purpose Underwater Research Vehicle – SPURV) và được triển khai cho mục đích nghiên cứu biển.

Con tàu được sử dụng để nghiên cứu sự truyền âm thanh, khuếch tán và phát hiện tàu ngầm. Trong những thập niên tiếp theo và cho đến nay, các phương tiện tự vận hành dưới nước phức tạp hơn đã được tạo ra.

Các bộ phấn cấu thành trong SEASTICK.Nguồn: https://www.seastick.net/seastick-300

Hiện nay, đã có những công ty nghiên cứu các thiết bị nổi hoặc lặn trên biển, vận hành hoàn toàn tự động qua những điều khiển đã được lập trình hoặc điều khiển từ xa. Các thiết bị này có những tên gọi như Autonomous Underwater Vehicle (AUV), Underwater Robotics (URs), Marine Autonomous System (MAS), Underwater Drones System (UDS), Marine Autonomous Robotic Systems (MARSs), Smart Vision for Safety at Sea (SEA.AI)…

Thị trường mua bán các thiết bị này tuy còn mới nhưng đang mở ra rất nhanh chóng vì nhiều quốc gia thấy được tầm quan trọng trong quản lý biển và đại dương.

Ví dụ, thiết bị lặn dưới biển tự động SEASTICK của Viện Nghiên cứu Tài nguyên sinh học biển và Công nghệ sinh học (Institute for Marine Biological Resources and Biotechnology – CNR-IRBIM) của Ý. Thiết bị này đang được sử dụng cho khảo sát vùng biển Địa Trung Hải.

Hệ thống tích hợp trong nghiên cứu an ninh dưới biển. Tùy theo từng yêu cầu nghiên cứu như kích thước, trọng lượng, độ sâu lặn tối đa, tốc độ di chuyển trên mặt hoặc dưới biển, các thông số quan trắc vật lý – hóa học môi trường nước hay thiết bị thu mẫu nước hoặc mẫu sinh học, thời gian hoạt động liên quan đến pin dự trữ, các thiết bị này có nhiều loại, mẫu mã và giá thành.
Nguồn: https://www.dspcommgen2.com/benefits-of-autonomous-underwater-vehicles/

Còn Sea Explorer là một cơ sở cảm biến tự hành mạnh dành riêng cho việc thu thập hồ sơ dữ liệu cột nước với phạm vi bao phủ không gian – thời gian rất lớn (từ quy mô khu vực đến địa phương). Thiết bị có khả năng thay đổi về độ nổi, thiết bị này có thể lướt nhẹ nhàng mà không cần cánh, tạo điều kiện thuận lợi cho các hoạt động phóng và thu hồi, tránh gãy cánh và hạn chế rủi ro vướng víu (mảnh vụn nhựa, rong biển, lưới đánh cá…).

Loại này thiết kế kiểu mô đun cho phép thay đổi tải trọng nhanh chóng và dễ dàng bằng cách chỉ cần thay thế phần mũi xe. Khoang tải trọng cung cấp khối lượng lớn trong các khu vực ướt và áp suất cao.

Một bộ phần cứng/phần mềm tích hợp cho phép giám sát và kiểm soát nhiệm vụ liên tục từ bất kỳ nơi nào trên thế giới bằng cách sử dụng một máy chủ có sẵn 24/7 cho các cuộc gọi phương tiện. Khi Sea Explorer nổi lên, nó sẽ gửi vị trí GPS của nó vào bờ, thu thập dữ liệu và nhận lệnh nhiệm vụ mới thông qua phép đo từ xa Iridium.

Các phần cứng và phần mềm cài đặt trong các hệ thống này là các loại máy quay camera có độ phân giải cao, các cảm ứng cực nhạy (sensors), các bộ điều hướng (navigation), acoustic modems với bộ truyền nhận tín hiệu tốc độ cao (high speed communication), các bình tích điện an toàn (safe battery) và hệ thống kiểm soát (control systems). Ban đầu, các thiết bị này phát triển trong lĩnh vực quân sự, do thám, không sử dụng binh lính.

Dần dần, các tiến bộ đã mở rộng áp dụng ra các nghiên cứu dân sự và thương mại hóa. Công nghệ AI đang được sử dụng tích hợp và các hệ thống thông minh tự động này để hỗ trợ công việc ra quyết định cho con người. Tuy nhiên, các thiết bị này không hoàn toàn thay thế sự vận hành trực tiếp từ con người. Các kỹ sư và nhà khoa học có vai trò quan trọng trong kiểm soát hệ thống này. Ngoài ra, hệ thống cũng có thể gắn với những thiết bị kiểm soát và phát hiện các hoạt động do thám hay phá hoại của đối thủ khác.

(*) Giảng viên Đại học Cần Thơ

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Tin liên quan

Có thể bạn quan tâm

Tin mới