Robot lặn tự động thu gom rác biển

Nhóm nghiên cứu TUM thử nghiệm robot lặn mới tại cảng Marseille, Pháp. Nguồn: Andreas Schmitz / TUM

Biển “ngộp thở” vì rác thải và giải pháp mới đến từ robot lặn tự động

Ở nhiều cảng biển trên thế giới, thợ lặn thường xuyên phải vớt lên hàng loạt vật dụng bị vứt xuống biển như xe scooter điện, xe đạp, lưới đánh cá hay cả lốp xe cũ,... Tại Dubrovnik, các nhà nghiên cứu đã ghi nhận hơn 1.000 mảnh rác chỉ trong một khu vực rộng 100 m².

Giải pháp robot lặn tự động hứa hẹn sẽ thay đổi thực trạng này. Toàn bộ hệ thống bao gồm: một tàu dịch vụ không người lái, một xuồng thu gom, một máy bay không người lái, một robot dò tìm nhỏ và robot lặn của TUM. Theo tiến sĩ Stefan Sosnowski, Chủ tịch Bộ phận điều khiển theo định hướng thông tin tại TUM khi phân tích về chi phí - lợi ích cho biết, việc thu gom rác thải dưới nước tự động sẽ hiệu quả nhất khi ở độ sâu từ 16 mét trở lên.

Cơ chế hoạt động của hệ thống robot lặn tự động

Tàu dịch vụ cung cấp nguồn điện và truyền dữ liệu cho các robot dưới nước qua cáp, đồng thời phát sóng siêu âm để lập bản đồ sơ bộ đáy biển. Sau đó, robot dò tìm chuyên dụng dài khoảng 50 cm sẽ quét nhanh khu vực đáy biển. Cuối cùng, robot lặn của TUM với 8 tua-bin mini sẽ lặn xuống vị trí có rác, gắp lấy rồi dùng tời đưa lên xuồng thu gom tự động trên mặt nước.

Tiến sĩ Stefan Sosnowski (trái) và nhà nghiên cứu Tzu-Yuan Huang kiểm tra robot lặn thông minh của TUM tại cảng Marseille. Nguồn: Andreas Schmitz / TUM

Những tính năng nổi bật của robot lặn tự động TUM

1. Nhận diện rác thải bằng hình ảnh 3D

Nhờ camera và sonar, robot có thể quan sát và định hướng ngay cả trong môi trường nước đục. Do dữ liệu hình ảnh về rác dưới biển rất ít nên các nhà nghiên cứu đã tự tay gắn nhãn hơn 7.000 bức ảnh để huấn luyện hệ thống AI. Sau khi nhận diện, AI sẽ dựng hình 3D giúp xác định chính xác điểm có thể gắp đúng rác thải.

2. “Cánh tay gắp” mạnh mẽ và nhạy bén

Bộ gắp có thể tích khoảng 1 m³, gồm bốn ngón tay khổng lồ có thể tạo lực kẹp tới 4.000 Newton và nâng vật nặng đến 250 kg. Đồng thời, cảm biến đặc biệt gắn trên bộ gắp cho phép điều chỉnh lực phù hợp, tránh làm vỡ chai thủy tinh hay làm biến dạng vật liệu nhựa mỏng.

3. Kết nối bằng cáp “2 trong 1”

Nghĩa là một sợi cáp kết nối robot với nguồn điện và mạng dữ liệu. Robot lặn được nối với tàu dịch vụ bằng cáp, vừa để cung cấp điện (thay vì pin chỉ hoạt động được khoảng 2 giờ) vừa để tăng cường hiệu suất xử lý của AI. ngoài ra, cáp còn có thể dùng như dây kéo để đưa vật nặng lên mặt nước.

4. Bọt nổi giữ robot lặn cố định

Với trọng lượng 120 kg, robot được bao quanh bởi lớp bọt nổi đặc biệt giữ nó ở trạng thái lơ lửng trong nước khi các tua-bin mini ngừng hoạt động. Điều này giúp robot dễ dàng giữ ổn định và tiếp cận chính xác vật thể cần thu gom.

Có thể thấy, với công nghệ robot lặn tự động của TUM, việc thu gom rác thảo dưới nước, làm sạch đại dương có thể trở nên an toàn và hiệu quả hơn, mở ra triển vọng mới cho công tác bảo vệ môi trường biển.

(Theo TechXplore)