Tự chủ công nghệ AUV nghiên cứu biển

Khoa học-công nghệ phát triển giúp nhiều quốc gia biển trên thế giới đẩy mạnh nghiên cứu về tiềm năng tài nguyên biển trong vùng lãnh hải của mình, từ đó có những quyết sách chính xác và hiệu quả. Tầm quan trọng trong nghiên cứu, bảo tồn và khai thác tài nguyên biển đặt ra yêu cầu tự chủ và nội địa hóa các phương tiện nghiên cứu, phù hợp 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

Bên cạnh những phương tiện, công cụ truyền thống, một số nước trên thế giới đã ứng dụng các công nghệ mới trong nghiên cứu biển như phương tiện tự vận hành ngầm dưới mặt biển (AUV), trí tuệ nhân tạo (AI), vệ tinh viễn thám… Những công nghệ này có những ưu việt như lặn sâu hơn, thời gian dài hơn, có thể tiếp cận các vị trí mà con người hoặc các thiết bị lặn khác không thể tiếp cận. Ngoài ra, các phương tiện số hóa này cung cấp dữ liệu đầy đủ và chính xác hơn, có thể dự đoán những khả năng có thể xảy ra trong thời gian thực tại khu vực nghiên cứu.

Các nhà khoa học thuộc Viện Khoa học môi trường biển và hải đảo (Bộ Nông nghiệp và Môi trường) cho biết, AUV đã được nhiều quốc gia biển trên thế giới bắt đầu nghiên cứu, phát triển từ những năm 70 của thế kỷ trước, được dùng 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, sản xuất. 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 nghiên cứu, chế tạo AUV thuần Việt là 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; 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 có thể ra lệnh cho AUV 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, phương trình động học để tính toán phương án chuyển động tối ưu, chống lại các nhiễu loạn do tác động của dòng chảy…

Từng bước làm chủ công nghệ lõi

Theo Tiến sĩ Dư Văn Toán, Viện Khoa học môi trường biển và hải đảo, dự án nghiên cứu thiết kế thiết bị tự hành AUV với mục đích khảo sát tình trạng thiên nhiên ở môi trường đáy biển. Mẫu AUV của dự án bao gồm thiết kế cơ khí, thân vỏ, điều khiển hệ thống lái, cân bằng, hệ thống Sonar chủ động, camera độ phân giải cao hoạt động dưới nước, hệ thống thông tin thủy âm số, tích hợp cảm biến. 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 cũng như nghiên cứu khoa học biển.

[Video] Phát triển thị trường cho sản phẩm khoa học công nghệ

01/08/2025 10:30

Các nhà khoa học cho biết, trong quá trình thực hiện dự án, mẫu AUV mà nhóm tác giả nghiên cứu sẽ liên tục được cập nhật những công nghệ tiên tiến nhất trên thế giới. Thí dụ như kỹ thuật Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) được kết hợp với công nghệ Multiple Input and Output (MIMO) làm tăng khả năng giao tiếp âm thanh dưới nước.

Hoặc như ứng dụng của công nghệ Sonar vốn được sử dụng cho tàu ngầm và phương tiện đánh bắt hải sản đáy biển, khảo cổ… 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 cho 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 mà Chiến lược phát triển bền vững kinh tế biển Việt Nam đề ra.

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 cũng như 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, 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 thực hiện dự án không đến từ ứng dụng khoa học-công nghệ mà từ chính sách chưa thật sự mang lại thuận lợi. Từ hạ tầng vật chất đến nguồn nhân lực khoa học kỹ thuật; từ cơ chế hợp tác đến chuyển giao công nghệ… Đây là những yếu tố gây khó khăn cho công tác nghiên cứu, sản xuất AUV và sử dụng rộng rãi.

Dự án nghiên cứu, 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, 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.