Trang chủ Robot & Robotics Robot & Robotics Robot tự động dò tìm mìn trên thân tàu

Robot tự động dò tìm mìn trên thân tàu

Trong nhiều năm, Hải quân Mỹ đã sử dụng thợ lặn được trang bị máy ảnh siêu âm để tìm các thiết bị nổ (mìn, thủy lôi…) được gắn hoặc vướng vào thân tàu. Ngoài ra, họ cũng tiến hành huấn luyện các động vật biển, như cá heo, sư tử biển…, để thực hiện công việc trên. Việc huân luyện thợ lăn, hay các động vật biển, để có đủ khả năng thực hiện nhiệm vụ với một số lượng tàu lớn và phạm vi hoạt động rộng, là hết sức tốn kém và nhiều khi kết quả không như mong đơi.

Trong những năm gần đây, các nhà khoa học Hải quân, cùng với các tổ chức nghiên cứu trên khắp thế giới, đã bắt đầu áp dụng kỹ thuật dò mìn dùng robot cho các nhiệm vụ dưới nước. Mục tiêu cuối cùng là thiết kế robot hoàn toàn tự động có thể định hướng và xây dựng bản đồ môi trường dưới nước, không phụ thuộc vào môi trường, cũng như xác định được mìn/thiết bị nổ với kích thước nhỏ chỉ như 1 chiếc Ipod.

Franz Hover, Giáo sư tại Khoa Kỹ thuật Cơ khí, và nghiên cứu sinh Brendan Englot đã thiết kế thuật toán có khả năng cải thiện khả năng định hướng và xác định vật thể của robot. Sử dụng thuật toán trên, robot có thể bơi xung quanh thân tàu và các cấu trúc phức tạp như cánh quạt và trục. Mục đích là để đạt được một độ phân giải tốt, đủ để phát hiện một quả mìn kích thước 10 cm gắn trên mạn của tàu.

Nhìn thấy cấu trúc của một điểm

Các kỹ thuật kiểm tra như vậy là một vấn đề tính toán hóc búa được Hover và nhóm của ông phát triển trong thập kỷ qua. Các nhà nghiên cứu đang sử dụng thuật toán để lập trình một robot được biết với cái tên Hovering Autonomous Underwater Vehicle (HAUV), ban đầu được phát triển như là một phần của chương trình biển của MIT. Công nghệ này đã được thương mại hóa bởi Bluefin Robotics Corp, và các kỹ sư của MIT đã tiếp tục làm việc để cải thiện nó năm này qua năm khác.

Việc quan sát chi tiết một cấu trúc đồ sộ như tàu chiến của hải quân, bao gồm đầy đủ từng chi tiết nhỏ của nó, như bu lông, thanh chống và thậm chí các thiết bị nổ nhỏ được gắn lên là một vấn đề khó khăn.

"Nó không đủ chi tiết nếu quan sát từ một khoảng cách an toàn". Hover còn cho biết. "Những động cơ hay chân vịt sẽ quét sạch mọi thứ trong phạm vi của nó, trong khi các cảm biến chỉ có phạm vi hoạt động giới hạn ".

Nhóm tiếp cận với các thách thức trên theo hai giai đoạn. Giai đoạn đầu tiên, các nhà nghiên cứu lập trình robot để tiếp cận thân tàu từ một khoảng cách an toàn là 10 mét, di chuyển quanh một diện tích vuông. Máy ảnh siêu âm của robot phát ra tín hiệu boomerang (tín hiệu phản hồi) xung quanh tàu, các nhà nghiên cứu sẽ xử lý các tín hiệu sóng siêu âm theo dạng đám mây hạt. Ở độ phân giải thấp như vậy, Hover cho biết, có thể hiện thị rõ cấu trúc lớn của con tàu như chân vịt, đương nhiên chưa có các cấu trúc nhỏ như các thiết bị nổ gắn trên đó.

Kết quả thu được của giai đoạn này là các đám mây dạng giống “sương mù”, mà không nhất thiết là cấu trúc con tàu, Các đám “sương mù” này sẽ được dịch thành các cấu trúc cụ thể, thông qua thuật toán đồ họa, tạo thành lưới 3 chiều.

Tiến gần và xác định

Giai đoạn thứ hai, các nhà nghiên cứu lập trình robot bơi gần con tàu, điều hướng xung quanh cấu trúc dựa trên mô hình lưới. Ý tưởng ở đây là cho robot bao phủ tất cả các điểm trên lưới, trong trường hợp này, mỗi điểm cách nhau 10 cm, đủ để có thể phát hiện các vật thể nổ.

Một cách tiếp cận khác được đưa ra là việc để robot quét trên cấu trúc, giống như khi ta thực hiện cắt cỏ bằng máy. Tuy nhiên kỹ thuật này thường tốn kém và mất nhiều thời gian để thực hiện. Thay vào đó, các nhà nghiên cứu đã đưa ra với một cách tiếp cận hiệu quả hơn, bằng cách sử dụng các thuật toán tối ưu hóa để lập trình robot để quét qua các cấu trúc trong khi tham gia trong mô hình 3-D phức tạp được dựng lên.

Hiện tại nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm các thuật toán của nó với hai tầu: Curtiss, tầu hỗ trợ quân sự dài 183 m San Diego, và Seneca, dài 82 mét ở Boston. q

Ta Tuyen (theo spacedaily.com)

Số 140 (8/2012)♦Tạp chí tự động hóa ngày nay


Newer news items:
Older news items:

 

Hỗ trợ online

Hỗ trợ Web
Mr Phương: 0988906030

Liên kết & Quảng cáo


 
 
 

logost new




 


 



Nhà tài trợ


Sửa biến tần

Mới cập nhật

Tìm kiếm

Quảng cáo&Liên kết