Kỹ thuật đột phá giúp robot dưới nước hoạt động hiệu quả trong vùng nước đục

Khi các phương tiện vận hành từ xa (ROV) chạm đáy biển hoặc đào xới lớp cát, chúng thường tạo ra những đám mây trầm tích khiến camera trên tàu gần như bị "mù" hoàn toàn. Trước đây, giải pháp duy nhất là chờ đợi cho nước trở lại trong. Tuy nhiên, một hệ thống mới do Amy Phung, nghiên cứu sinh tại Viện Hải dương học Woods Hole (WHOI), cùng cố vấn Richard Camilli phát triển đã mở ra hướng giải quyết triệt để vấn đề nan giải này.

Vấn đề cũ, giải pháp mới

Trong kỹ thuật mới, phương tiện dưới nước trước tiên sử dụng sonar để nhanh chóng lập bản đồ môi trường xung quanh. Công nghệ sonar tuy không cung cấp độ phân giải chi tiết cao nhưng hoạt động tốt như nhau trong cả nước đục lẫn nước trong. Điều này cho phép robot tiếp cận an toàn đến gần các vật thể cụ thể để camera có thể quan sát kỹ hơn.

• Sonar lập bản đồ thô nhanh chóng
• Kết hợp thuật toán khớp hình ảnh để ước tính độ sâu tương đối của từng pixel trong cảnh 2D
• Xử lý theo thời gian thực, không cần chờ nước trong trở lại

Để tăng tốc xử lý nhằm lập bản đồ trong thời gian thực, nhóm nghiên cứu đã kết hợp công nghệ sonar với một thuật toán khớp hình ảnh do các nhà nghiên cứu Pháp phát triển. Thuật toán này nhanh chóng ước tính độ sâu tương đối của từng pixel trong một khung cảnh 2D, tạo ra dữ liệu đủ để robot "hình dung" được địa hình.

"Một phép so sánh hữu ích là nếu bạn bước vào một cửa hàng đồ sứ trong bóng tối và cố gắng tìm một chiếc cốc cụ thể mà không làm đổ vỡ bất cứ thứ gì xung quanh," Camilli chia sẻ về kỹ thuật mới. "Hệ thống này sẽ cho phép bạn làm được điều đó."

Tiềm năng ứng dụng rộng lớn

Theo Camilli và Phung, công nghệ này có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực quan trọng:

• Thăm dò khoa học: Nghiên cứu hệ sinh thái đáy biển, địa chất dưới nước
• Xây dựng và bảo trì công trình ngầm: Kiểm tra, sửa chữa đường ống dẫn dầu khí, cáp quang biển
• Xử lý thủy lôi chưa nổ: Xác định và vô hiệu hóa các vật thể nguy hiểm dưới đáy biển

Với sự kết hợp thông minh giữa công nghệ sonar và thuật toán xử lý hình ảnh, hệ thống này không chỉ giải quyết điểm yếu cố hữu của robot dưới nước mà còn mở ra nhiều khả năng mới cho ngành công nghiệp hải dương học. Đối với Việt Nam – một quốc gia có bờ biển dài và nhiều hoạt động dầu khí, khai thác thủy sản cũng như các dự án điện gió ngoài khơi – công nghệ này có thể mang lại giá trị thực tiễn to lớn trong việc nâng cao hiệu quả và an toàn của các hoạt động dưới nước.