Ứng dụng công nghệ tiên tiến robot cứu hộ vào cuộc sống

Công nghệ robot cứu hộ đã nổi lên như một giải pháp mang tính đột phá, biến những chiếc máy móc vô tri thành những “người hùng thép” sẵn sàng dấn thân vào những môi trường có tính rủi ro cao. Bài viết này sẽ đi sâu vào khám phá các ứng dụng đa dạng của robot cứu hộ, công nghệ cốt lõi làm nên sức mạnh của chúng, những lợi thế vượt trội so với con người, và tầm nhìn phát triển trong tương lai, với sự đóng góp quan trọng từ các cơ sở giáo dục tiên tiến như VinUni.

1. Giới thiệu robot cứu hộ

Robot cứu hộ (Rescue Robot) là các hệ thống cơ điện tử tự động hoặc bán tự động, được thiết kế chuyên biệt để thực hiện các nhiệm vụ tìm kiếm, cứu nạn, và khắc phục hậu quả trong môi trường nguy hiểm, không thể tiếp cận hoặc đe dọa trực tiếp đến tính mạng của lực lượng cứu hộ là con người. Chúng có thể mang nhiều hình dạng khác nhau, từ robot cỡ nhỏ có khả năng luồn lách qua các khe hẹp, robot bay (UAV – Unmanned Aerial Vehicle) trinh sát trên cao, đến robot cứu hộ dưới nước chuyên dụng.

Robot cứu hộ là gì?

Vai trò của robot cứu hộ là vô cùng quan trọng. Chúng đóng vai trò là “tai, mắt và tay” của đội cứu hộ trong vùng nguy hiểm, giúp thu thập thông tin chi tiết về tình hình, xác định vị trí nạn nhân, đo lường mức độ nguy hiểm (như rò rỉ khí độc, bức xạ) và thậm chí thực hiện các thao tác cứu hộ sơ bộ trước khi con người có thể tiếp cận an toàn. Sự có mặt của robot cứu hộ không chỉ tăng tỷ lệ sống sót của nạn nhân mà còn bảo vệ tính mạng của lực lượng cứu hộ tuyến đầu.

2. Robot cứu hộ trong thiên tai

Trong các thảm họa thiên nhiên như động đất, bão lũ, hay sạt lở đất, những tòa nhà đổ nát tạo ra môi trường hỗn loạn, không ổn định và cực kỳ nguy hiểm. Đây là lĩnh vực ứng dụng nổi bật nhất của robot cứu hộ trên cạn. Các loại robot cứu hộ được thiết kế với cơ chế di chuyển linh hoạt, như bánh xích, chân nhện, hoặc thân rắn, cho phép chúng vượt qua các chướng ngại vật phức tạp, leo trèo qua các đống đổ nát.

Sử dụng robot cứu hộ trong thiên tai

Nhiệm vụ chính của loại robot cứu hộ này là tìm kiếm người sống sót. Chúng được trang bị cảm biến hồng ngoại, camera nhiệt, và micro cực nhạy để phát hiện hơi thở, nhiệt độ cơ thể, hoặc âm thanh nhỏ nhất của nạn nhân bị mắc kẹt. Sau khi xác định vị trí, robot cứu hộ có thể truyền thông tin chính xác về tọa độ và tình trạng nạn nhân về trung tâm điều khiển, rút ngắn đáng kể thời gian tìm kiếm vốn quý giá trong các tình huống khẩn cấp. Ngoài ra, trong các sự cố hạt nhân hoặc hóa chất, robot cứu hộ còn được sử dụng để trinh sát, đo đạc mức độ ô nhiễm và vô hiệu hóa các nguồn nguy hiểm mà con người không thể đến gần.

3. Robot cứu hộ dưới nước

Thế giới dưới nước, đặc biệt là đại dương sâu thẳm, luôn là một môi trường đầy thách thức và hiểm nguy. Robot cứu hộ dưới nước đóng vai trò then chốt trong các chiến dịch tìm kiếm và cứu nạn trên biển. Với khả năng chịu áp suất cao và hoạt động trong điều kiện ánh sáng cực yếu, loại robot cứu hộ này có thể lặn sâu hàng nghìn mét, nơi thợ lặn người không thể tiếp cận.

Robot cứu hộ hiện đại có thể cứu hộ dưới nước

Các ứng dụng cụ thể bao gồm tìm kiếm hộp đen máy bay bị rơi, trục vớt tàu thuyền bị chìm, hoặc tìm kiếm nạn nhân mất tích trong vùng nước sâu. Robot cứu hộ dưới nước cũng được sử dụng để kiểm tra và bảo trì cơ sở hạ tầng quan trọng dưới biển, như đường ống dẫn dầu, cáp quang, nhằm đảm bảo an toàn hàng hải và năng lượng. Khả năng định vị chính xác và truyền hình ảnh độ phân giải cao của những robot cứu hộ này là tài sản vô giá cho các lực lượng tuần duyên và hải quân.

4. Robot cứu hộ hình người khổng lồ

Khái niệm robot cứu hộ hình người khổng lồ, thường thấy trong khoa học viễn tưởng, đang dần trở thành hiện thực với kích thước và hình dáng thực tế hơn. Loại robot này, thường là các robot hình người hoặc robot điều khiển từ xa có khả năng thao tác nặng, được thiết kế để thay thế con người trong các nhiệm vụ đòi hỏi sức mạnh thể chất lớn và độ khéo léo trong môi trường hiểm nghèo.

Sử dụng robot cứu hộ hình người cho các công việc nặng, nhiều công sức

Ví dụ điển hình là các robot hình người được phát triển để mở van, leo thang, phá vỡ chướng ngại vật hoặc sử dụng các công cụ phức tạp trong các nhà máy điện hạt nhân bị hư hại hoặc khu vực bị ảnh hưởng bởi động đất nghiêm trọng. Sức mạnh của loại robot cứu hộ này nằm ở khả năng mô phỏng hành động của con người, nhưng với sức chịu đựng và khả năng nâng vật nặng vượt trội. Mục tiêu là để chúng có thể thực hiện những công việc mà ngay cả các loại robot cứu hộ thông thường cũng không thể làm được do yêu cầu về sự linh hoạt và sức mạnh.

5. Công Nghệ Cốt Lõi Của Robot Cứu Hộ

Điều gì tạo nên sự thông minh và hiệu quả của một robot cứu hộ? Đó chính là sự hội tụ của các công nghệ cốt lõi hiện đại. Ba trụ cột công nghệ chính bao gồm: Cảm biến tiên tiến, hệ thống định vị thông minh, và Trí tuệ Nhân tạo (AI).

• Cảm biến đa tầng: Robot cứu hộ được trang bị một loạt các cảm biến phức tạp như Lidar, radar, camera nhiệt, cảm biến âm thanh định vị, và cảm biến khí. Đây là hệ thống “giác quan” giúp robot xây dựng nhận thức đầy đủ và chính xác về môi trường xung quanh, ngay cả khi tầm nhìn bị che khuất bởi khói, bụi hoặc nước. 
• Hệ thống định vị và lập bản đồ (SLAM – Simultaneous Localization and Mapping): Do hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS – Global Positioning System) thường không hoạt động hiệu quả trong các khu vực bị sập hoặc dưới lòng đất, robot cứu hộ phải dựa vào các thuật toán SLAM phức tạp để vừa định vị chính xác vị trí của mình vừa xây dựng bản đồ chi tiết của môi trường chưa từng được khám phá.
• Trí tuệ nhân tạo (AI): AI chính là bộ não điều khiển hành vi của robot cứu hộ. AI không chỉ giúp xử lý và lọc thông tin từ cảm biến mà còn cho phép robot đưa ra các quyết định tự động, như chọn đường đi tối ưu nhất, tránh vật cản, hoặc tự động kích hoạt chế độ tiết kiệm năng lượng khi cần thiết. Sự tích hợp mạnh mẽ của AI là yếu tố then chốt để robot cứu hộ hoạt động hiệu quả và tự chủ hơn trong tương lai.

6. Ưu điểm vượt trội so với con người

Khi so sánh với lực lượng cứu hộ con người, robot cứu hộ thể hiện nhiều ưu điểm vượt trội không thể phủ nhận, làm cho chúng trở thành công cụ không thể thiếu trong các tình huống khẩn cấp.

• Khả năng chịu đựng: Robot cứu hộ có thể hoạt động liên tục mà không cần nghỉ ngơi, không bị ảnh hưởng bởi tâm lý căng thẳng, mệt mỏi hay sợ hãi. Chúng có thể chịu đựng nhiệt độ khắc nghiệt, áp suất cao, và môi trường độc hại mà con người không thể tồn tại được. 
• Khả năng tiếp cận: Thiết kế nhỏ gọn, linh hoạt giúp một số loại robot cứu hộ có thể len lỏi qua những khe hở nhỏ, những đường hầm bị sập không ổn định, nơi mà lực lượng cứu hộ người không thể mạo hiểm. 
• Tốc độ thu thập và xử lý thông tin: Robot cứu hộ truyền về hình ảnh, video chất lượng cao và các dữ liệu môi trường theo thời gian thực, cho phép đội cứu hộ người đưa ra chiến lược chính xác và nhanh chóng hơn, tối ưu hóa cơ hội cứu sống nạn nhân.

Robot cứu hộ có ưu điểm là khả năng chịu đựng

7. Thách thức và giải pháp 

Mặc dù có những ưu điểm vượt trội, lĩnh vực robot cứu hộ vẫn phải đối mặt với nhiều thách thức kỹ thuật và vận hành. Thách thức lớn nhất là vấn đề nguồn năng lượng. Robot cứu hộ cần hoạt động trong thời gian dài trong môi trường không có điều kiện sạc, đòi hỏi các công nghệ pin hoặc nguồn năng lượng thay thế phải có dung lượng lớn và hiệu suất cao.

Các thách thức khi sử dụng robot cứu hộ

Một thách thức khác là khả năng giao tiếp và điều khiển trong môi trường nhiễu. Các thảm họa thường làm hỏng hệ thống thông tin liên lạc, gây khó khăn cho việc điều khiển robot cứu hộ từ xa. Giải pháp đang được nghiên cứu là phát triển các hệ thống truyền thông lưới tự định hình, trong đó các robot tự trở thành các điểm phát sóng để mở rộng phạm vi điều khiển. Ngoài ra, việc cải thiện khả năng tự chủ và đưa ra quyết định tại chỗ của robot cứu hộ bằng AI cũng là một trọng tâm nghiên cứu quan trọng để giảm thiểu sự phụ thuộc vào người điều khiển.  

8. Giới thiệu chương trình Tiến sĩ Khoa học Máy tính tại Viện Kỹ thuật và Khoa học máy tính VinUni

Để giải quyết những thách thức công nghệ phức tạp này và thúc đẩy sự phát triển của lĩnh vực robot cứu hộ tại Việt Nam và trên thế giới, vai trò của giáo dục và nghiên cứu là không thể thiếu. Để giải quyết những thách thức công nghệ phức tạp này và thúc đẩy sự phát triển của lĩnh vực robot cứu hộ tại Việt Nam và trên thế giới, vai trò của giáo dục và nghiên cứu là không thể thiếu. Viện Kỹ thuật và Khoa học Máy tính  VinUni là một trong những cơ sở tiên phong, đang nỗ lực đào tạo ra thế hệ chuyên gia công nghệ cao.

Chương trình Tiến sĩ Khoa học Máy tính tại VinUni tập trung đặc biệt vào các lĩnh vực như Trí tuệ Nhân tạo (AI), Tự động hóa, và Robotics, là nền tảng cốt lõi cho việc phát triển robot cứu hộ thế hệ mới. Chương trình tại VinUni không chỉ cung cấp kiến thức học thuật chuyên sâu mà còn nhấn mạnh vào nghiên cứu ứng dụng và đổi mới sáng tạo, khuyến khích sinh viên tham gia vào các dự án thực tế nhằm tạo ra các giải pháp công nghệ có tác động xã hội lớn. 

Sự đầu tư mạnh mẽ vào cơ sở vật chất, phòng thí nghiệm hiện đại cùng đội ngũ giảng viên quốc tế tại VinUni tạo điều kiện lý tưởng để các nhà nghiên cứu tương lai phát triển những thuật toán AI phức tạp cho robot cứu hộ tự hành, cải thiện hệ thống cảm biến, và tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của các cỗ máy này trong điều kiện khắc nghiệt. VinUni đang góp phần quan trọng trong việc xây dựng một hệ sinh thái nghiên cứu và phát triển robot cứu hộ vững mạnh, mang lại lợi ích thiết thực cho cộng đồng.

Tìm hiểu chi tiết lộ trình đào tạo Tiến sĩ Khoa học Máy tính của VinUni tại đây nhé: https://cecs.vinuni.edu.vn/vi/tien-si-khoa-hoc-may-tinh/ 

Khám phá cơ hội đào tạo Tiến sĩ đổi mới về Khoa học Máy tính cùng VinUni

Với sự phát triển liên tục của AI và Robotics, chúng ta có thể tin tưởng vào một tương lai nơi robot cứu hộ sẽ là người bạn đồng hành đáng tin cậy nhất của con người trên ranh giới sinh tử, mang lại hy vọng cho hàng triệu người. Sự phát triển của robot cứu hộ đòi hỏi sự đầu tư không ngừng vào nghiên cứu và đào tạo, và các tổ chức giáo dục uy tín như VinUni đang đóng vai trò then chốt trong việc xây dựng thế hệ chuyên gia tiếp theo.