Việt Nam làm chủ công nghệ robot tự hành trong môi trường phóng xạ

Ứng dụng các công nghệ mới nhất

Theo Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, các nhà khoa học của Viện Vật lý (trực thuộc Viện Hàn lâm) vừa triển khai thành công đề tài “Nghiên cứu phát triển robot tự hành thông minh sử dụng các công nghệ sensor khác nhau và nền tảng IoT, AI, định hướng ứng dụng trong quan trắc môi trường phóng xạ”.

Theo các chuyên gia, trên thế giới, robot ứng dụng trong lĩnh vực hạt nhân đã được nghiên cứu và triển khai từ khá sớm, chủ yếu phục vụ các nhiệm vụ như đo đạc phóng xạ, quan sát hiện trường hoặc thực hiện một số thao tác đơn giản, lặp lại.

Tuy nhiên, phần lớn các hệ thống này vẫn phụ thuộc nhiều vào điều khiển từ xa và thường chỉ đảm nhiệm được từng chức năng riêng lẻ, khiến hiệu quả bị hạn chế, đặc biệt trong các tình huống khẩn cấp, môi trường bất định yêu cầu khả năng tự trị, phản ứng nhanh và linh hoạt của robot.

Thực hiện đề tài, nhóm nghiên cứu đã thiết kế và phát triển hệ robot tự hành tích hợp tay máy được trang bị đồng bộ nhiều loại cảm biến hiện đại như Lidar, Camera 2D-3D, IMU cùng các đầu đo bức xạ. Sản phẩm với tay máy cộng tác 6 bậc tự do cùng các thuật toán trí tuệ nhân tạo, giúp hệ robot vừa có khả năng di chuyển, quan trắc, vừa hỗ trợ thao tác trong môi trường phóng xạ.

Theo nhóm nghiên cứu, điểm khác biệt của hệ robot này không chỉ nằm ở khả năng di chuyển hay đo đạc mà ở việc các dữ liệu thu thập sẽ được xử lý tổng hợp để xây dựng đồng thời bản đồ không gian và bản đồ phân bố bức xạ theo thời gian thực.

Trên nền tảng các thuật toán SLAM, robot có thể tự định vị, “vẽ lại” môi trường làm việc và gắn thông tin bức xạ lên từng vị trí cụ thể trên bản đồ. Nhờ đó, người vận hành có thể nhanh chóng nhận biết các khu vực có mức phóng xạ cao, xác định vùng an toàn và theo dõi sự thay đổi của môi trường trong quá trình robot hoạt động.

Cách tiếp cận này không chỉ khắc phục những hạn chế của các nghiên cứu trước đây mà còn mở ra tiềm năng ứng dụng thực tế trong các cơ sở hạt nhân, y học hạt nhân và công tác ứng phó sự cố bức xạ.

Tham gia vào các tình huống khẩn cấp

Việc thử nghiệm robot tại các đơn vị như Viện Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt, Trung tâm Chiếu xạ Hà Nội và các cơ sở y học hạt nhân cho thấy, hệ thống hoạt động ổn định, xây dựng được bản đồ phóng xạ trực quan và định vị chính xác trong không gian rộng, nhiều vật cản.

Theo TS Ngô Mạnh Tiến, chủ nhiệm đề tài, các kết quả đạt được mới là bước khởi đầu nhưng mở ra nhiều hướng ứng dụng thiết thực.

Trong các nhà máy điện hạt nhân, phòng thí nghiệm và trung tâm nghiên cứu hạt nhân, robot tự hành gắn tay máy có thể thay thế con người thực hiện các nhiệm vụ kiểm tra, quan trắc và thao tác trong khu vực có bức xạ, qua đó giảm đáng kể mức độ phơi nhiễm với các bức xạ nguy hiểm như alpha, beta và gamma.

Bên cạnh đó, robot còn có thể đảm nhiệm việc lập bản đồ bức xạ, khảo sát và khoanh vùng các khu vực có mức phóng xạ cao, phục vụ công tác quản lý, vận chuyển và xử lý nguồn phóng xạ.

Trong các tình huống khẩn cấp, hệ robot có thể tham gia cô lập nguồn, hỗ trợ tẩy xạ hoặc vận chuyển vật liệu nhiễm xạ đến khu vực an toàn, góp phần giảm thiểu rủi ro cho con người và môi trường.

Trong lĩnh vực công nghiệp và y tế, tiềm năng ứng dụng của robot cũng rất rõ ràng. Robot có thể tham gia lắp đặt và vận hành các nguồn phóng xạ phục vụ đo lường công nghiệp, cũng như hỗ trợ chia liều phóng xạ trong các kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh hiện đại như SPECT hay PET-CT, nơi yêu cầu cao về độ chính xác và an toàn bức xạ, các khu vực xạ trị robot có thể hỗ trợ bệnh nhân và nhân viên y tế nhiều công việc.

Mua Hàng với Shopee

Đặc biệt, việc làm chủ công nghệ trong nước không chỉ giúp giảm chi phí so với các hệ robot nhập ngoại mà còn góp phần nâng cao năng lực tự chủ về khoa học và công nghệ.

Tuy nhiên, theo nhóm nghiên cứu, các sản phẩm này đang ở giai đoạn bước đầu. Thời gian tới, các hệ robot cần tiếp tục được hoàn thiện nhằm khắc phục những hạn chế đã được chỉ ra trong quá trình thử nghiệm. Trọng tâm nghiên cứu là tối ưu hóa các giải pháp che chắn bức xạ, thiết kế hòm hộp và vỏ bảo vệ phù hợp với môi trường có suất liều bức xạ cao.

Đồng thời, hệ truyền động, cơ cấu và hình dáng robot sẽ tiếp tục được cải tiến để đáp ứng yêu cầu của từng loại môi trường làm việc và từng đơn vị ứng dụng cụ thể.

Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu tiếp tục tìm các giải pháp truyền thông tin hiệu quả trong các khu vực cách ly, nơi có mức nhiễu phóng xạ cao, cùng với việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo nhằm nâng cao mức độ tự trị và khả năng phối hợp hoạt động theo nhóm của robot trong các kịch bản cần triển khai đồng thời nhiều thiết bị.