Đề tài NCKH cấp Bộ : “Nghiên cứu, xây dựng thuật toán điều khiển robot bầy đàn ứng dụng trong công tác cứu hộ, cứu nạn”

Sáng ngày 12/12, TS. Hoàng Mạnh Kha cùng nhóm tác giả nghiên cứu đã trình bày trước Hội đồng nghiệm thu cấp cơ sở đề tài NCKH Bộ Công Thương: “Nghiên cứu, xây dựng thuật toán điều khiển robot bầy đàn ứng dụng trong công tác cứu hộ, cứu nạn”. PGS.TS. Phạm Văn Đông chủ trì Hội đồng nghiệm thu đánh giá cao đề tài, nhất trí nghiệm thu và yêu cầu nhóm nghiên cứu tiếp tục hoàn thiện để bảo vệ đề tài ở cấp cao hơn.

Trong những năm gần đây, vấn đề về tìm kiếm người bị nạn phục vụ hỗ trợ công tác cứu nạn, cứu hộ đang được nhiều cá nhân và tổ chức quan tâm. Hàng năm, hàng trăm người đã thiệt mạng trong các vụ thiên tai, sập hầm mỏ, hỏa hoạn,... Gần đây, các nghiên cứu vể robot bầy đàn (swarm robot) đã và đang thu hút sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu. Nhiều thuật toán điều khiển robot đã được phát triển. Tuy nhiên việc triển khai ứng dụng thực tế còn chưa nhiều, ở Việt Nam cũng đã có các nghiên cứu ban đầu, tuy nhiên chỉ dừng lại ở mức điều khiển robot bầy đàn thực hiện các hành vi đơn giản.

Toàn cảnh Hội đồng nghiệm thu cấp cơ sở đề tài NCKH Bộ Công Thương do TS. Hoàng Mạnh Kha chủ nhiệm

Với lý do trên, TS. Hoàng Mạnh Kha và nhóm tác giả đã nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu, xây dựng thuật toán điều khiển robot bầy đàn ứng dụng trong công tác cứu hộ, cứu nạn”nhằm đưa ra giải pháp áp dụng robot bầy đàn một cách thực tế, giải quyết bài toán cấp thiết cả trong và ngoài nước.
Xuất phát từ mục tiêu của đề tài, nhóm nghiên cứu xác định các nội dung nghiên cứu chính gồm: Nghiên cứu, chế tạo thử nghiệm các cá thể robot bầy đàn phục vụ cho việc thử nghiệm các đề xuất của nhóm nghiên cứu. Nghiên cứu, đề xuất thuật toán cải thiện hoạt động của robot bầy đàn để phục vụ hiệu quả hoạt động tìm kiếm người bị nạn. Nghiên cứu, đề xuất thuật toán cải thiện hiệu quả định vị của robot bầy đàn. Nghiên cứu, đề xuất thuật toán phát hiện người bị nạn dựa trên hệ các cảm biến.
Từ nội dung nghiên cứu, nhóm đã xác định phương pháp nghiên cứu chính: Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm. Nghiên cứu lý thuyết để tìm hiểu, tổng hợp và phân tích các công trình khoa học trong và ngoài nước có liên quan làm cơ sở cho việc nghiên cứu đề tài. Trên cơ sở nghiên cứu tìm hiểu sử dụng phương pháp thực nghiệm để đề xuất một số giải pháp nhằm áp dụng robot bầy đàn vào hỗ trợ công tác tìm kiếm người bị nạn trong hoạt động cứu hộ, cứu nạn.

TS. Hoàng Mạnh Kha – Chủ nhiệm đề tài trình bày trước Hội đồng nghiệm thu

Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã đạt được một số kết quả sau:
- Đã tổng quan được những vấn đề cơ bản về điều khiển robot bầy đàn làm cơ sở cho việc thiết kế, chế tạo cũng như lập trình điều khiển robot.
- Nghiên cứu các giải pháp phát hiện người dựa trên các cảm biến thông dụng, làm cơ sở cho việc đề xuất giải pháp cải thiện khả năng phát hiện người của robot dựa trên việc kết hợp cảm biến hồng ngoại và cảm biến khoảng cách. Kết quả mô phỏng đã thể hiện ưu điểm của phương pháp đề xuất.
- Nghiên cứu các giao thức truyền thông không dây có thể ứng dụng cho robot bầy đàn làm cơ sở cho việc lựa chọn công nghệ và thiết kế mạng truyền thông và thủ tục trao đổi tin giữa các robot và trung tâm điều khiển. Kết quả thực nghiệm cho thấy mạng truyền thông hoạt động tin cậy, ổn định.
- Thiết kế mạch nguyên lý và mạch in cho bộ điều khiển trung tâm làm nhiệm vụ thu thập thông tin về vị trí của các robot, cảnh báo khi có tin báo phát hiện người và thực hiện một số lệnh điều khiển robot. Kết quả thử nghiệm cho thấy mạch trung tâm hoạt động ổn định, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.
- Nghiên cứu các kỹ thuật định vị robot thông dụng làm cơ sở cho đề xuất cải thiện hiệu quả định vị robot. Việc sử dụng kết hợp thông tin từ encoder gắn trên thân robot và các cảm biến gia tốc, vận tốc góc giúp cải thiện đáng kể kết quả định vị, đáp ứng được yêu cầu định vị vị trí người bị nạn phục vụ cứu hộ, cứu nạn.
- Kết hợp nghiên cứu khoa học với quá trình đào tạo. Đã hướng dẫn thành công 01 luận văn thạc sĩ ngành kỹ thuật điện tử.
Hội đồng nghiệm thu đánh giá đề tài có ý nghĩa lý luận, thực tiễn, đã hoàn thành các nội dung nghiên cứu, nhất trí nghiệm thu và yêu cầu nhóm nghiên cứu tiếp tục hoàn thiện để bảo vệ đề tài ở cấp cao hơn.