Nhóm nghiên cứu thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, trực tiếp là Viện Vật lý, đã chế tạo thành công robot tự hành tích hợp tay máy, có thể vừa di chuyển, vừa đo đạc và thực hiện các thao tác kỹ thuật trong môi trường có bức xạ. Thành quả này không chỉ mang ý nghĩa khoa học mà còn cho thấy Việt Nam đang từng bước làm chủ các công nghệ robot thông minh phức tạp.
Từ nhu cầu cấp thiết
Trong bối cảnh các ứng dụng năng lượng và y học hạt nhân ngày càng mở rộng, yêu cầu bảo đảm an toàn bức xạ trở nên khắt khe hơn bao giờ hết. Tại các cơ sở nghiên cứu, bệnh viện hay định hướng phát triển điện hạt nhân như: Dự án điện hạt nhân Ninh Thuận, việc đưa con người vào khu vực nguy hiểm luôn là lựa chọn cuối cùng.
Thay vào đó, robot tự hành được kỳ vọng sẽ đảm nhận các nhiệm vụ như quan trắc mức phóng xạ, kiểm tra hiện trường hay thao tác kỹ thuật trong môi trường độc hại. Tuy nhiên, bài toán đặt ra không hề đơn giản.
Theo các nhà khoa học, chế tạo một robot có thể di chuyển đã khó, nhưng để robot vừa di chuyển, vừa "hiểu" môi trường, tránh vật cản, đồng thời điều khiển tay máy thao tác chính xác lại là thách thức lớn hơn nhiều.
Đặc biệt, trong môi trường phóng xạ nơi tín hiệu có thể bị nhiễu và điều kiện làm việc không ổn định robot cần có khả năng tự chủ cao thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào điều khiển từ xa.
Từ yêu cầu thực tiễn, đề tài: "Nghiên cứu phát triển robot tự hành thông minh sử dụng các công nghệ sensor khác nhau và nền tảng IoT, AI, định hướng ứng dụng trong quan trắc môi trường phóng xạ" (mã số: ĐTĐLCN.19/2), thuộc chương trình phát triển Vật lý giai đoạn 2020-2025 do TS. Ngô Mạnh Tiến và nhóm nghiên cứu Viện Vật lý - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam chủ trì đã được triển khai.
Hệ robot được trang bị hàng loạt cảm biến hiện đại như: lidar, camera 2D–3D, cảm biến quán tính (IMU) cùng các đầu đo bức xạ. Trên nền tảng đó, robot sử dụng các thuật toán trí tuệ nhân tạo để tự định vị, nhận biết môi trường và lập bản đồ.
Điểm đặc biệt nằm ở việc robot không chỉ "vẽ" bản đồ không gian mà còn tích hợp dữ liệu phóng xạ theo thời gian thực. Nhờ ứng dụng công nghệ SLAM, robot có thể vừa di chuyển vừa xây dựng bản đồ khu vực, đồng thời gắn mức bức xạ vào từng vị trí cụ thể.
Kết quả là một bản đồ trực quan, cho phép người vận hành nhanh chóng nhận diện khu vực nguy hiểm, khoanh vùng an toàn và theo dõi sự thay đổi của môi trường theo thời gian.
Thử nghiệm thực tế cho kết quả khả quan
Không dừng lại ở phòng thí nghiệm, hệ robot đã được thử nghiệm tại nhiều đơn vị như Viện Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt và Trung tâm Chiếu xạ Hà Nội.
Trong các môi trường có nhiều vật cản và điều kiện phức tạp, robot vẫn hoạt động ổn định, định vị chính xác và xây dựng được bản đồ phóng xạ rõ ràng. Đây là minh chứng quan trọng cho khả năng ứng dụng thực tế của công nghệ "made in Vietnam".
Đặc biệt, việc thử nghiệm gần khu vực lò phản ứng cho thấy robot có thể đảm nhận những nhiệm vụ mà trước đây buộc phải có sự tham gia trực tiếp của con người – từ đo đạc đến khảo sát hiện trường.
Mở ra nhiều hướng ứng dụng
Theo nhóm nghiên cứu, tiềm năng ứng dụng của robot không chỉ giới hạn trong lĩnh vực hạt nhân. Trong các nhà máy điện hạt nhân tương lai, robot có thể thay con người thực hiện kiểm tra định kỳ, giảm đáng kể nguy cơ phơi nhiễm với các loại bức xạ như alpha, beta hay gamma.
Trong các tình huống khẩn cấp, robot có thể tham gia cô lập nguồn phóng xạ, hỗ trợ tẩy xạ hoặc vận chuyển vật liệu nhiễm xạ đến khu vực an toàn. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh các sự cố hạt nhân luôn tiềm ẩn những rủi ro khó lường.
Ở lĩnh vực y tế, robot có thể hỗ trợ trong các kỹ thuật chẩn đoán hiện đại như PET-CT hay SPECT, nơi yêu cầu độ chính xác cao và kiểm soát nghiêm ngặt an toàn bức xạ. Trong công nghiệp, robot cũng có thể tham gia lắp đặt, vận hành các nguồn phóng xạ phục vụ đo lường.
Dù đạt được những kết quả quan trọng, các nhà khoa học cho rằng đây mới chỉ là bước khởi đầu. Trong thời gian tới, hệ robot cần tiếp tục được hoàn thiện, đặc biệt là khả năng chống chịu bức xạ, tối ưu thiết kế và nâng cao mức độ tự chủ.
Một trong những hướng phát triển đáng chú ý là tăng cường ứng dụng trí tuệ nhân tạo để robot có thể phối hợp theo "bầy đàn", thực hiện đồng thời nhiều nhiệm vụ trong các kịch bản phức tạp. Bên cạnh đó, việc cải thiện hệ thống truyền thông trong môi trường nhiễu xạ cao cũng là thách thức cần giải quyết.
Quan trọng hơn, để đưa công nghệ từ phòng thí nghiệm ra thực tế, cần có sự đồng hành của doanh nghiệp trong các khâu sản xuất, tiêu chuẩn hóa và triển khai ứng dụng.
Việc làm chủ robot tự hành trong môi trường phóng xạ không chỉ giúp giảm chi phí so với nhập khẩu mà còn khẳng định năng lực khoa học – công nghệ của Việt Nam. Đây được xem là nền tảng quan trọng để tiến tới phát triển các giải pháp công nghệ cao, phục vụ an toàn năng lượng và phát triển bền vững trong tương lai.
* Bài sử dụng tư liệu: Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Ngọc Minh
