Khi máy bay không người lái hợp sức: Đòn bẩy mới cho công nghiệp

Máy bay không người lái có thể giúp nông nghiệp linh hoạt hơn và cung cấp thông tin ngay lập tức về tình hình đồng ruộng. Nguồn: Adobe Stock, do AI tạo

Bầy UAV - Nguyên lý hoạt động ra sao?

Bầy UAV là tập hợp nhiều máy bay không người lái được lập trình hoạt động như đàn ong, đàn chim hay đàn kiến. Mỗi chiếc tự đưa ra quyết định phi tập trung dựa trên các quy tắc được lập trình sẵn, điều kiện địa phương và hành vi của các máy bay không người lái khác, không có hệ thống phân cấp. Chúng được đồng bộ và điều chỉnh hành vi theo thời gian thực, mọi UAV đều có khả năng và nhiệm vụ như nhau, phối hợp nhịp nhàng không cần trao đổi nhiều.

Nhờ nguyên tắc “bầy đàn”, hệ thống có thể mở rộng quy mô mà không giảm hiệu suất, quét nhanh diện tích lớn, làm việc trong môi trường phức tạp hoặc nguy hiểm và thích ứng tức thì với thay đổi.

Cách bầy UAV vận hành trong hoạt động thực tế

Trong thực tế, bầy máy bay không người lái hoạt động dựa trên sự phối hợp thông minh, dữ liệu thời gian thực và khả năng tự ra quyết định.

Mỗi UAV được trang bị máy tính tích hợp để điều phối đàn và mang theo các công cụ chuyên dụng cho nhiệm vụ nông nghiệp, chẳng hạn như camera đa phổ, thùng chứa và bình phân phối phân bón, cũng như GPS + RTK (động học thời gian thực).Con người sẽ thiết lập nhiệm vụ, ví dụ như: chỉ bón phân cho những khu vực cần thiết dựa trên loại đất, độ ẩm và dinh dưỡng - giúp tiết kiệm chi phí và tránh lãng phí.

Khi phát hiện vùng thiếu phốt pho qua chỉ số thực vật khác biệt chuẩn hóa (NDVI), UAV gần nhất, có đủ phân sẽ xử lý. Nếu UAV khác ở gần hơn, nhiệm vụ sẽ được chuyển giao. Quy trình này lặp lại cho tới khi toàn bộ khu vực hoàn thành.

Những ứng dụng thực tiễn hiệu quả nhất

Trong lĩnh vực nông nghiệp, bầy máy bay không người lái có thể bao phủ diện tích lớn nhanh và hiệu quả hơn nhiều so với từng chiếc đơn lẻ. So với máy bay có người lái hay vệ tinh, chúng cung cấp dữ liệu chi tiết theo thời gian thực, độ phân giải tới cấp thửa ruộng, cùng tính linh hoạt và khả năng tự động hóa cao.

Các ứng dụng nổi bật gồm: gieo hạt phối hợp, chụp ảnh đa góc để tái tạo mô hình 3D, phát hiện sớm dịch bệnh và tình trạng hạn.

Tuy nhiên, chi phí vẫn là rào cản lớn. Ở một số bang của Mỹ, thuê máy bay nông nghiệp có phi công chỉ tốn khoảng 150 USD/giờ - mức giá khiến UAV khó cạnh tranh ở thời điểm hiện tại. Dù công nghệ đang tiến bộ: pin rẻ hơn, máy bay cải thiện dần, camera đa phổ từng có giá 6.000 USD nay chỉ còn khoảng 500 USD.

Một ví dụ đáng chú ý là dự án RoboBees của Viện Wyss (Đại học Harvard), lấy cảm hứng từ hành vi bầy đàn của côn trùng. Những robot bay siêu nhỏ này có thể thu thập dữ liệu môi trường, phối hợp giám sát cây trồng và phát hiện vùng gặp vấn đề theo thời gian thực. Dù mới ở giai đoạn thử nghiệm, hạn chế về tải trọng và thời gian bay, dự án cho thấy tiềm năng lớn của công nghệ phối hợp phi tập trung trong môi trường phức tạp.

Giải pháp tăng tốc chuỗi cung ứng

Bầy máy bay không người lái đang mở ra hướng đi mới cho ngành hậu cần nhờ khả năng xử lý các tác vụ phân tán nhiều địa điểm, nhiều quyết định di chuyển một cách tự động, nhanh chóng, giá thành rẻ và bền vững hơn so với mô hình tập trung hay máy bay không người lái đơn lẻ.

Các mạng lưới máy bay không người lái tự động có thể phân bổ đơn hàng dựa trên vị trí, lượng pin, trọng lượng và khoảng cách giao. Tuy nhiên, trở ngại lớn nhất lại nằm ở khung pháp lý. Nếu có vật gì rơi xuống và gây thương tích cho người qua đường, chính quyền sẽ là bên đầu tiên bị chất vấn. Đó là lý do tại sao họ cần hàng chục nghìn bài kiểm tra thực tế để xác nhận tính an toàn và tại sao nhiều quy trình, quy định phải được xây dựng và tinh chỉnh.

Một số doanh nghiệp đã bước đầu thử nghiệm nguyên lý bầy đàn. Ví dụ, ZenaDrone phát triển đội máy bay không người lái đồng bộ để quét kệ, theo dõi linh kiện và tối ưu kho theo thời gian thực. Hiện hệ thống mới giới hạn trong môi trường kiểm soát, dựa vào điểm đánh dấu hoặc bản đồ lidar để định vị. Dù vậy, đây vẫn là minh chứng rõ ràng cho tiềm năng của bầy máy bay không người lái trong việc cung cấp dữ liệu phân tán, hỗ trợ tối ưu chuỗi cung ứng.

Theo Therobotreport

Hồng Nhung