Không cần xuồng cứu hộ, robot 4 chân này có thể tự tiếp cận người gặp nạn trên mặt nước

Phương tiện không người lái QuadBot lấy cảm hứng từ loài nhện câu cá. Ảnh: IE.

Các nhà khoa học Trung Quốc và Mỹ vừa phát triển một robot cứu hộ bốn chân lấy cảm hứng từ loài nhện câu cá (fishing spider), với khả năng tự bám theo và đưa nạn nhân lên khỏi mặt nước. Robot mang tên QuadBoat được kỳ vọng sẽ trở thành công cụ hỗ trợ đắc lực trong các nhiệm vụ tìm kiếm và cứu nạn trên sông, hồ hoặc vùng ven biển.

QuadBoat là sản phẩm hợp tác giữa Viện Trí tuệ nhân tạo và Robot vì Xã hội Thâm Quyến (AIRS) của Trung Quốc và Đại học Stevens (Mỹ). Khác với nhiều phương tiện cứu hộ không người lái hiện nay vốn chỉ có khả năng phát hiện hoặc tiếp cận nạn nhân, QuadBoat được thiết kế để chủ động tiếp cận, bám theo và trực tiếp đưa mục tiêu ra khỏi mặt nước.

Bốn chân giúp robot di chuyển linh hoạt trên mặt nước

QuadBoat sở hữu thân nổi ở trung tâm cùng bốn chân có thể điều khiển độc lập. Thiết kế này lấy cảm hứng từ loài nhện câu cá – sinh vật có thể di chuyển nhanh trên mặt nước nhờ những chiếc chân dài có khả năng chống thấm.

Tuy nhiên, không giống nhện thật vốn dựa vào sức căng bề mặt của nước, QuadBoat nổi bằng lực nổi thông thường. Bốn chân đóng vai trò tạo lực đẩy, đổi hướng và giữ thăng bằng, giúp robot di chuyển theo nhiều hướng khác nhau.

Nhóm nghiên cứu đã phát triển hệ thống điều khiển dựa trên động học nghịch (inverse kinematics) kết hợp với các thuật toán điều khiển Model Predictive Control (MPC) và PID, cho phép QuadBoat liên tục điều chỉnh tư thế khi di chuyển trên mặt nước.

Theo nhóm phát triển, cấu trúc bốn chân giúp robot đạt khả năng cơ động cao, thích nghi tốt với nhiều tình huống khác nhau và bám theo mục tiêu với độ chính xác lớn.

Có thể bám theo và đưa nạn nhân vào bờ

Để đánh giá hiệu quả hoạt động, các nhà khoa học đã thử nghiệm QuadBoat trong bể bơi cũng như nhiều môi trường trong nhà và ngoài trời.

Robot được kiểm tra khả năng di chuyển theo lộ trình định sẵn, thực hiện các thao tác chuyển hướng, đồng thời nhận diện, theo dõi và tiếp cận các vật thể nổi trên mặt nước.

Kết quả cho thấy QuadBoat có thể liên tục khóa mục tiêu, duy trì khoảng cách phù hợp và thực hiện thao tác thu hồi vật thể – những chức năng rất quan trọng đối với các nhiệm vụ cứu hộ thực tế.

Không chỉ tìm kiếm mà còn trực tiếp cứu hộ

Theo nhóm nghiên cứu, việc phát hiện người gặp nạn mới chỉ là một nửa của quá trình cứu hộ trên mặt nước. Điều quan trọng hơn là phải nhanh chóng tiếp cận và đưa nạn nhân ra khỏi vùng nguy hiểm, đặc biệt khi họ đang kiệt sức, bị hạ thân nhiệt hoặc gặp điều kiện thời tiết khắc nghiệt.

Trong bài báo khoa học, các tác giả Lianxin Zhang, Yihan Huang và Huihuan Qian nhấn mạnh: "Việc nhanh chóng đưa nạn nhân ra khỏi mặt nước là yếu tố then chốt trong các nhiệm vụ cứu hộ. Tuy nhiên, phần lớn robot cứu hộ trước đây hầu như chưa giải quyết được vấn đề này. QuadBoat được phát triển nhằm theo dõi và trực tiếp đưa nạn nhân lên khỏi mặt nước."

Nhóm nghiên cứu kỳ vọng robot có thể hỗ trợ các lực lượng cứu hộ trong những vụ chìm tàu, tai nạn đường thủy hoặc các sự cố trên sông, hồ và vùng ven biển.

Nhờ khả năng thay đổi tư thế và di chuyển linh hoạt, QuadBoat cũng có thể hoạt động ở những khu vực mà các xuồng cứu hộ hoặc tàu không người lái truyền thống khó tiếp cận.

Dù vậy, QuadBoat hiện vẫn đang ở giai đoạn nghiên cứu. Các thử nghiệm mới chỉ được tiến hành trong môi trường có kiểm soát. Trong thời gian tới, nhóm phát triển sẽ tiếp tục đánh giá khả năng vận hành của robot trong điều kiện thực tế như sóng lớn, dòng chảy mạnh và thời tiết xấu trước khi hướng tới ứng dụng trong các nhiệm vụ cứu hộ ngoài hiện trường.