Chế tạo thiết bị bay không người lái phục vụ cứu hộ giao thông

Thiết bị bay không người lái có thể xem là lời giải cho bài toán cứu hộ

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. Nhu cầu về thiết bị có khả năng tới được hiện trường cung cấp hình ảnh về tai nạn, hiện trạng các nạn nhân, cũng như có thể đưa một số thiết bị hỗ trợ y tế ban đầu trước khi lực lượng cứu hộ tới là rất cần thiết.

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 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. 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.

Sử dụng thiết bị bay không người lái trong cứu hộ ở Mỹ hiện nay

Bên cạnh khảo sát, lập bản đồ, kiểm soát an ninh, xây dựng, thiết bị bay không người lái đang trở thành trợ thủ đắc lực cho lực lượng cứu hộ, cứu nạn ở nhiều nơi tại Mỹ.

Một vụ bắt cóc con tin xảy ra. Cảnh sát ngay lập tức triển khai thiết bị không người lái để nắm tình hình. Ống kính hồng ngoại giúp quan sát mọi diễn biến bên trong xe khách ngay cả khi khói dày đặc. Hình ảnh được truyền về trung tâm để hỗ trợ quyết định phương án tác chiến. Đây là một trong những tình huống đã được lực lượng cứu hộ ở nhiều thành phố của Mỹ áp dụng.

Thường xuyên phải ứng phó với các đợt cháy rừng nghiêm trọng, Cảnh sát phòng cháy thành phố Los Angeles đã triển khai một đội với 10 thiết bị bay không người lái, tham gia vào hơn 300 chiến dịch cứu hộ.

Theo ông Richard Fields, Trưởng phòng Cảnh sát Phòng cháy Los Angeles, chi phí 1 giờ bay của một thiết bị bay không người lái chỉ khoảng 50 USD, trong khi 1 chiếc trực thăng là khoảng 1.500 USD. Chúng giúp lấp khoảng trống khi trực thăng không thể bay, đánh giá thiệt hại hay hỗ trợ điều tra. Tuy nhiên, đã có không ít thiết bị bay không người lái của các cá nhân gây mất an toàn và cản trở các hoạt động cứu hộ. Vì thế cần phải có các quy định quản lý thiết bị bay không người lái.

Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, ngày càng có nhiều các ứng dụng của các thiết bị này được đưa vào thực tiễn đời sống. Vấn đề đặt ta là làm thế nào để có được một môi trường sinh thái hài hòa mà ở trong đó đảm bảo các quy định của pháp luật liên quan đến an ninh an toàn, đồng thời phát huy tối đa hiệu quả của các thiết bị này.

Cấu trúc của một số loại thiết bị bay không người lái tìm kiếm và cứu hộ được thiết kế độ bền cao, kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ và độ dẻo dai tốt. Nó có thể được áp dụng cho nhiều lĩnh vực như an ninh công cộng, phòng chống cháy nổ, đường dây điện, vận chuyển vật tư, cứu trợ thiên tai, và cách ly vật liệu cứu trợ ở những vùng bị cô lập.

Dây thừng

Mô-đun dây thừng có đặc điểm trọng lượng nhẹ và lắp đặt lớn, đặc biệt là sự giãn nở và co lại nhanh chóng của đường dây kéo và bộ kẹp trọng lực được thiết kế độc đáo. Nó có thể được sử dụng trong nhiều môi trường khắc nghiệt và có thể cung cấp vật liệu đến những nơi được chỉ định một cách hiệu quả, nhanh chóng và an toàn.

Phao cứu sinh

Phao cứu sinh thường là chìa khóa cứu người khi gặp thảm họa trên biển. Phao cứu sinh UAV có thể bay chính xác đến vị trí của các nạn nhân thông qua hệ thống định vị và cảm biến nhiệt. Sau khi xác nhận vị trí, nó tự động hạ xuống theo phương thẳng đứng và trở thành phao cứu sinh. Một khi nạn nhân leo lên phao cứu sinh, thiết bị bay không người lái sẽ nổi để giúp nạn nhân quay trở lại bờ hoặc thuyền cứu hộ./.