Robot chó cứu hộ tranh tài trên đất Mỹ

Sự cố sạt lở tại thủy điện Rào Trăng 3 (tỉnh Thừa Thiên - Huế) vào năm 2020 khiến nhiều người mất tích gây chấn động cả nước đã thôi thúc Lê Minh Đức và Nguyễn Lê Trung Kiên, học sinh Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong (TP HCM), nghiên cứu robot chó cứu hộ.

Vỡ òa cảm xúc

Cuối tháng 5-2023, tại Hội thi Khoa học kỹ thuật quốc tế (ISEF), giây phút được xướng tên nhận giải đặc biệt, 2 cậu học sinh lớp 11 ôm chầm nhau trên sân khấu. "Được đặt chân đến nước Mỹ, thấy những công trình nghiên cứu lớn và quen biết nhiều nhà khoa học trẻ trên thế giới là món quà thật tuyệt vời với chúng em" - Đức hạnh phúc nói.

Minh Đức và Trung Kiên bắt đầu thiết kế mô hình robot bằng phần mềm Tinkercad từ tháng 6-2022. Sau khi hoàn chỉnh thiết kế, nhóm bạn trẻ tiếp tục lắp ráp và chạy thử lập trình. Chỉ mất khoảng 4 tháng, nhóm đã hoàn thành phiên bản robot chó cứu hộ đầu tiên.

Nhóm học sinh Lê Minh Đức và Nguyễn Lê Trung Kiên, Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong (TP HCM), cùng robot chó cứu hộ có bàn chân vịt độc đáo

Gọi sáng chế của mình là "thú cưng", Minh Đức cho biết robot có cân nặng hơn 2 kg, phần vỏ được làm hoàn toàn bằng nhựa PLA. Robot chó cứu hộ có thể làm nhiệm vụ tiền trạm những khu vực địa hình nguy hiểm, tìm kiếm người mắc kẹt ở nơi sạt lở, nơi lính cứu hộ khó tiếp cận. Với thân hình nhỏ gọn và camera 160 độ được gắn ở đầu, robot có thể dễ dàng luồn sâu vào những khu vực nguy hiểm, truyền dữ liệu hình ảnh hiện trường, xác định vị trí nạn nhân cần cứu hộ. Dữ liệu GPS truyền hiệu quả trong bán kính 30 m.

Theo nhóm sáng chế, mô hình robot được mô phỏng dựa theo kích thước của chó Golden Retriever - giống cảnh khuyển phổ biến ở nước Anh và Mỹ. "Khi nghiên cứu, chúng em tìm hiểu và ứng dụng bài toán động học ngược (Inverse Kinematics), cân bằng trọng tâm, phân bố trọng lực 4 chân của robot... để có thể mở rộng phần mềm điều khiển cử động theo ý muốn" - Minh Đức thuyết minh.

Chó cứu hộ có bàn chân vịt

Thử nghiệm được một thời gian, nhóm quyết định nâng cấp robot lên phiên bản mới. Phụ trách thiết kế chân cho robot, Trung Kiên đã nghiên cứu rất nhiều tài liệu trên thế giới nhằm tối ưu khả năng di chuyển. "Cá Pirarucu (tên khoa học Arapaima Gigas) được mệnh danh là loài cá có "áo chống đạn" ở Amazon. Em lên ý tưởng làm chân vịt với hệ thống treo lò xo dựa theo cấu trúc vảy của loài cá này. Để thử khả năng "chống đạn", em đã dùng dao và nhiều vật sắt nhọn đâm vào chân vịt nhưng không hề bị ảnh hưởng" - Kiên hào hứng chia sẻ.

Robot chó cứu hộ có bàn chân vịt

Theo Kiên, khi robot đứng trên bùn nhão, áp lực lên mỗi chân vịt giảm 25 lần so với thiết kế chân tròn truyền thống nên khả năng di chuyển được cải thiện. Robot phiên bản mới có thể đi theo 8 dáng, leo được dốc nghiêng khoảng 20 độ và có khả năng mang vác vật nặng. "Tại những địa điểm xảy ra thiên tai, chó cứu hộ có thể mang lương thực, nước uống đến tiếp sức cho người bị nạn trong lúc chờ lực lượng cứu hộ giải cứu" - Kiên nói thêm.

Chi phí để sở hữu một robot chó cứu hộ chỉ khoảng 10 triệu đồng. Mô hình robot cứu hộ này được đánh giá là tiết kiệm rất nhiều kinh phí song để ứng dụng vào thực tế, cần nâng cấp và cải thiện nhiều hơn nữa.