Việt Nam Từng Bước Làm Chủ Công Nghệ AUV Phục Vụ Nghiên Cứu Biển
Sự phát triển mạnh mẽ của khoa học-công nghệ trên toàn cầu đang giúp nhiều quốc gia có biển đẩy mạnh công tác nghiên cứu về tiềm năng tài nguyên trong vùng lãnh hải của mình. Từ đó, họ có thể đưa ra những quyết sách chính xác và hiệu quả hơn trong việc khai thác và bảo tồn. Tầm quan trọng của việc nghiên cứu, bảo tồn và khai thác tài nguyên biển đặt ra yêu cầu cấp thiết về tự chủ và nội địa hóa các phương tiện nghiên cứu. Điều này hoàn toàn phù hợp với Chiến lược phát triển bền vững kinh tế biển Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045.
Sự Cần Thiết Của Phương Tiện Nghiên Cứu Biển Hiện Đại
Bên cạnh những phương tiện và công cụ truyền thống, nhiều nước trên thế giới đã ứng dụng các công nghệ mới trong nghiên cứu biển, chẳng hạn như phương tiện tự vận hành ngầm dưới mặt biển (AUV), trí tuệ nhân tạo (AI), và vệ tinh viễn thám. Những công nghệ này sở hữu những ưu việt vượt trội, bao gồm khả năng lặn sâu hơn, thời gian hoạt động dài hơn, và có thể tiếp cận các vị trí mà con người hoặc các thiết bị lặn khác không thể với tới. Hơn nữa, các phương tiện số hóa này cung cấp dữ liệu đầy đủ và chính xác hơn, đồng thời có khả năng dự đoán những tình huống có thể xảy ra trong thời gian thực tại khu vực nghiên cứu.
Theo các nhà khoa học thuộc Viện Khoa học môi trường biển và hải đảo (Bộ Nông nghiệp và Môi trường), AUV đã được nhiều quốc gia biển trên thế giới bắt đầu nghiên cứu và phát triển từ những năm 70 của thế kỷ trước. Ban đầu, chúng được sử dụng để thay thế các phương tiện lặn có người điều khiển hoặc điều khiển qua dây cáp. Ngày nay, cùng với sự phát triển của các dạng vật liệu tiên tiến và tích hợp lý thuyết điều khiển học, AUV đã được nhiều nước phát triển và sản xuất rộng rãi. Những loại AUV tiên tiến này có khả năng hoạt động ở nhiều môi trường khác nhau, mang lại hiệu quả đa dạng từ quan trắc môi trường, khảo sát địa hình, giám sát đến tìm kiếm, cứu hộ, cứu nạn tại biển sâu.
Dự Án AUV Thuần Việt: Bước Đột Phá Trong Nghiên Cứu Biển
Dự án nghiên cứu và chế tạo AUV thuần Việt là một sản phẩm nằm trong danh mục công nghệ chiến lược và sản phẩm công nghệ chiến lược theo Quyết định số 1131/QĐ-TTg ngày 12/6/2025 của Thủ tướng Chính phủ. Dự án này thuộc đề tài nghiên cứu của nhóm các nhà khoa học từ nguồn quỹ Phát triển công nghệ VINIF. AUV phục vụ nghiên cứu biển có thể được tích hợp hệ thống giao tiếp âm thanh kỹ thuật số, cho phép người điều khiển ra lệnh từ khoảng cách hàng nghìn mét và độ sâu hàng chục mét.
Công nghệ Sonar (định vị, dẫn đường thủy âm) chuyên dụng được tích hợp hệ thống quét hình ảnh sử dụng công nghệ ăng-ten mảng để tăng tốc độ xử lý dữ liệu, cung cấp hình ảnh chất lượng cao cũng như giám sát các chuyển động đáy biển. Công nghệ định vị tiên tiến giúp điều khiển AUV an toàn thông qua các mô hình điều khiển động học và phương trình động học, tính toán phương án chuyển động tối ưu và chống lại các nhiễu loạn do tác động của dòng chảy.
Từng Bước Làm Chủ Công Nghệ Lõi
Theo Tiến sĩ Dư Văn Toán từ Viện Khoa học môi trường biển và hải đảo, dự án nghiên cứu thiết kế thiết bị tự hành AUV nhằm mục đích khảo sát tình trạng thiên nhiên ở môi trường đáy biển. Mẫu AUV của dự án bao gồm:
- Thiết kế cơ khí và thân vỏ
- Hệ thống điều khiển lái và cân bằng
- Hệ thống Sonar chủ động
- Camera độ phân giải cao hoạt động dưới nước
- Hệ thống thông tin thủy âm số
- Các cảm biến tích hợp
Những AUV này có nhiệm vụ thu thập các tham số môi trường biển để truyền dữ liệu về trung tâm, phục vụ quan trắc môi trường và nghiên cứu khoa học biển. Trong quá trình thực hiện dự án, mẫu AUV sẽ liên tục được cập nhật những công nghệ tiên tiến nhất trên thế giới, chẳng hạn như kỹ thuật Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) kết hợp với công nghệ Multiple Input and Output (MIMO) để tăng khả năng giao tiếp âm thanh dưới nước.
Cùng với thiết kế bảo đảm độ kín nước, kết hợp ăng-ten mảng, cơ chế tự lái, hệ thống xử lý dữ liệu, công nghệ Sonar là những thách thức mà nhóm nghiên cứu phát triển AUV thuần Việt cần vượt qua. Đây là những bước đi đầu tiên nhằm tự chủ công nghệ phục vụ nghiên cứu biển, phù hợp với Chiến lược phát triển bền vững kinh tế biển Việt Nam.
Thách Thức Và Triển Vọng Trong Tương Lai
Những thử nghiệm đầu tiên của dự án AUV nội địa cho thấy, các nhà khoa học có thể làm chủ các công nghệ lõi thông qua việc kiểm soát nguyên lý hoạt động động cơ và vận hành bình thường các thông số kỹ thuật căn bản. Đóng góp khoa học quan trọng của dự án là thiết kế và phát triển mẫu AUV kết hợp với phương tiện liên lạc thủy âm dưới nước để trao đổi dữ liệu giữa bất kỳ AUV nào và trạm điều khiển. Trung tâm quan sát và xử lý dữ liệu được xây dựng theo tiêu chuẩn của IoT hỗn hợp, có thể xử lý hàng triệu kết quả trong thời gian rất ngắn.
Tuy nhiên, những thách thức của các nhà khoa học trong triển khai dự án không chỉ đến từ ứng dụng khoa học-công nghệ, mà còn từ các chính sách chưa thật sự mang lại thuận lợi. Các yếu tố như hạ tầng vật chất, nguồn nhân lực khoa học kỹ thuật, cơ chế hợp tác và chuyển giao công nghệ đang gây khó khăn cho công tác nghiên cứu, sản xuất AUV và sử dụng rộng rãi.
Dự án nghiên cứu và phát triển thành công mẫu AUV kết hợp với trạm điều khiển sẽ mở đường cho những nghiên cứu chuyên sâu hơn về các chủ đề chuyển đổi số và ứng dụng khoa học-công nghệ cho nghiên cứu biển. Trong tương lai, việc làm chủ công nghệ lõi của thiết bị sẽ hình thành cơ sở làm nền tảng khoa học nghiên cứu biển và đại dương, tiến tới thúc đẩy thương mại hóa giải pháp định vị và điều hướng dưới nước của các thiết bị không người lái tích hợp ứng dụng khoa học-công nghệ tiên tiến.
