Drone không cánh quạt

Dự án chế tạo drone của Undefined đang gây được sự chú ý bởi nó dùng nguyên lý đẩy hoàn toàn khác với các drone thông thường. Thay vì dùng cách quạt để tạo ra luồng khí phản lực, drone sử dụng nguyên lý ion hóa.

Nó tích hợp hai lưới điện cực xếp chồng lên nhau, được thiết kế để tạo ra điện trường cao áp có khả năng ion hóa các phân tử oxy và nitơ trong không khí. Quá trình này sẽ giải phóng các electron mang điện tích dương và tạo ra “ luồng gió ion" giúp đẩy drone bay lên.

Dự án máy bay không người lái mang tên Silent Ventus là giai đoạn tiếp theo của thử nghiệm mô hình động cơ ion hóa quy mô nhỏ, một trong số đó là “con chuột bay” Orville được thực hiện vào năm 2003. Hiện Undefined triển khải công nghệ mới mang tên "Air Tantrum" hứa hẹn mang lại lực đẩy cao gấp rưỡi so với hiện tại, có thể giúp nâng các vật có kích thước lớn là trọng lượng nặng hơn.

Undefined lần đầu tiên trình diễn công nghệ của mình vào năm 2020 với chuyến bay chỉ kéo dài đúng... 25 giây. Trái ngược với cái tên “Im lặng” của mình, Silent Ventus gây ra tiếng ồn lên tới 90dB, tức là ồn hơn hẳn so với các drone dùng cách quạt thông dụng hiện nay. Mới đây, nguyên mẫu này đã được cải tiến và thực hiện chuyến bay ổn định trong 4 phút rưỡi với độ ồn cũng được giảm xuống mức 75dB. Dự kiến, đến cuối năm nay phiên bản cập nhật sẽ có thể bay 15 phút liên tục và độ ồn cũng sẽ được cải thiện hơn nữa.

Tuy nhóm phát triển đưa ra những nhận định rất khả quan, nhưng quanh dự án này đang có rất nhiều câu hỏi chưa được giải đáp, ví dụ như khả năng đổi hướng hay thay đổi vận tốc ra sao? nếu ngoài trời gặp gió thì nó sẽ phản ứng như thế nào?... Dù sao thì đi chăng nữa thì đây cũng là một thử nghiệm mang tính đột phá, ít nhất là về mặt khai phá công nghệ mới.

Drone quăng lưới

Mẫu drone mang tên Lamat do Aleksey Zaitsevsky, do một cựu hacker người Litva phát triển chuyên dùng để đánh chặn, nói chính xác hơn là bắt sống các drone khác khi chúng lọt vào vùng bảo vệ.

Lamat là dạng quadcopter nhưng bốn cánh quạt không gắn cố định mà nối với thân chính bằng dây, giúp nó dễ dàng treo ở trên không cũng như tải được trọng lượng nặng. Quan trọng hơn, sau khi thực hiện nhiệm vụ “bắt tù bình” các hệ thống cánh quạt có thể dễ dàng tháo ra và lắp vào thân khác để thành một chiếc drone mới sẵn sàng cất cánh cho chuyến bay tiếp theo.

Lamat có hình dáng khá lạ với thân chính hình thoi khi bay lên sẽ nằm thẳng góc với mặt đất, bốn cánh quạt nằm xung quanh. Sau khi bay lên không trung, nó sẽ tiếp cận với mục tiêu rồi tự động buông khung lưới để cánh quạt của drone mục tiêu mắc vào, vô hiệu hóa tác dụng của chúng. Cùng lúc đó, 4 cánh quạt của Lamat sẽ bung ra và nối với thân chính bằng các sợi dây, như vậy dù cho nó không có khả năng tha con mồi về tổ, nhưng cũng giúp cho việc tiếp đất nhẹ nhàng hơn, đảm bảo drone bị bắng sống không vỡ vụn, còn bản thân cũng chỉ bị thương tích ở mức tối thiểu, có thể tái chế và tái sử dụng. Trong lúc rơi, nó cũng phát ra tiếng bip bip để chủ nhân có thể dễ dàng định vị và tìm ra nó.

Sản phẩm hiện đang được hoàn thiện và được đánh giá là có tiềm năng sử dụng cao, không chỉ trong quân đội mà kể cả đối với các cơ sở kinh doanh cũng như cá nhân.

Drone biết bò

Máy bay không người lái có nhiều công dụng, nhưng trong một số trường hợp không cần góc nhìn cao thì di chuyển trên mặt đất là lựa chọn tốt hơn bởi khi đó chắc chắn sẽ tiết kiệm pin hơn. Mẫu drone biết bò HUUVER kết hợp cả khả năng bay như trực thăng lẫn bò như... xe tăng.

Cái tên HUUVER được coi là viết tắt của cùm từ “Hybrid UAV-UGV for Efficient Relocation of Vessels” tạm dịch là drone đa năng hiệu suất cao, được phát triển thông qua một dự án do Liên minh Châu Âu tài trợ. Các đối tác chính dẫn đầu là Cervi Robotics/Dronehub của Ba Lan, hợp tác với Đại học LUT (Phần Lan), Rectangle (Ba Lan), Gina Software (Cộng hòa Séc), Bladescape (Áo), Brimatech Services (Áo) và NTT Data đến từ Tây Ban Nha.

Drone được gắn tám cánh quạt đảm bảo cho nó có thể thực hiện các động tác bay lượn hoàn hảo trong vòng 20 phút sau khi được nạp đầy pin. Đây không phải là kỷ lục đối với drone, tuy nhiên khả năng bò trên mặt đất của nó lại rất đáng nể. Khi thực hiện nhiệm vụ di chuyển trên mặt đất, nó sẽ sử dụng cặp bánh dạng dây cu-roa được lắp bao quanh bên ngoài, tương tự như cơ chế vận hành của xe bánh xích. Ở trạng thái này, khả năng hoạt động của nó tăng cao một cách đáng kể, lên tới 10 giờ cho mỗi lần sạc pin lithium.

Trên mẫu thử nghiệm, các nhà phát triển gắn bộ thiết bị gồm máy ảnh chụp ảnh nhiệt FLIR và camera Sony 4K gắn trên gimbal giúp nó có thể thực hiện các hoạt động ghi hình và giám sát hoàn hảo. Bên cạnh đó, drone cũng được trang bị đầy đủ các tính năng để có thể hoạt động an toàn và độc lập, sử dụng bộ vi xử lý Nvidia Jetson AGX Xavier, hệ thống định vị vệ tinh Galileo, cảm biến Velodyne Puck LITE LiDAR,... Mẫu drone đa năng này đã hoàn thành thử nghiệm và bước sang giai đoạn phát triển thành các model mang tính thương mại và thực thi.

Drone nhện

Dự án mang tên SPIDAR của Đại học Osaka là một cỗ máy khá phức tạp, được coi như một chú robot có khả năng di chuyển giống như nhện nhưng đồng thời cũng có thể cất mình lên không trung. Hệ thống truyền động của nó khá phức tạp và phương thức di chuyển cũng phức tạp không kém. Để có thể “nhấc” chân lên, nó sử dụng hệ thống cánh quạt servo thổi theo các hướng khác nhau, và khi tất cả các quạt cùng hướng xuống đất, hiển nhiên chú robot này có thể bay lên.

Cái tên SPIDAR khá giống với spider - con nhện, tuy nhiên nó là tên viết tắt từ cụm từ khá rắc rối “SPherYovector cally and Distributed rotors assisted TOirground amphibious quadruped Robot”, tạm dịch là Robot lội nước 4 chân sử dụng quạt véc-tơ phân tán.

Spidar có 4 chân và 16 khớp nối, mỗi chân được trang bị các cánh quạt đẩy, có thể cung cấp lực đẩy theo bất kỳ hướng nào. Các cánh quạt có khả năng xoay cực kỳ linh hoạt, thậm chí vuông góc với chân, đem lại tính đa dạng cho chuyển động của robot. 8 viên pin được bố trí trên những mối nối sẽ cung cấp năng lượng cho nó bay trong vòng 9 phút, còn nếu chỉ “đi bộ” thì thời gian này sẽ tăng lên gấp đôi.

Hiện phổ ứng dụng của mẫu robot này chưa rõ ràng, thời gian hoạt động cũng như khả năng mang vác của nó cũng chưa cao. Tuy nhiên, xét về mặt công nghệ, đây là một hướng đi mới và có thể sẽ tìm thấy ứng dụng thích hợp trong tương lai.

Drone ong thợ

Chính xác thì mẫu drone đến từ DeeBot, công ty có trụ sở tại Hàng Châu được gắn cái tên Fly Elephant -Con voi bay! Có thể thấy, hình dáng bên ngoài của drone này hơi giống tai của con voi xòe rộng, được chia ra làm ba khoang với một cặp cánh quạt cho mỗi khoang. Ở chính giữa là một cấu trúc có hình loa xoè rộng ở phía đầu và thuôn dần về cuối. Chính giữa phần đuôi chính là vòi in, từ đây vật liệu sẽ được đùn ra để thực hiện công việc in 3D. Theo nhà sản xuất, “mực in” có thể là chất dẻo, bê tông hoặc vật liệu khác có khả năng in 3D.

Sau khi được đùn ra từ vòi in, nó sẽ định hình và khô cứng lại, tạo nên hình dạng của công trình. Nhờ vào bản vẽ và phần mềm điều khiển, Fly Elephant sẽ thực hiện công việc xây dựng từ không trung chính xác tới 0,1mm và tất nhiên là có khả năng tạo ra những hình thù phức tạp nhất. Đương nhiên, nó cũng có thể thực hiện công việc tại những nơi có điều kiện phức tạp nhất như tại các vùng sa mạc, địa cực hay thậm chí là trên... sao Hỏa.

Sau khi có màn trình diễn ấn tượng tại Triển lãm thương mại TCT Châu Á, DeeBot vẫn đang tìm kiếm khách hàng để thương mại hóa sản phẩm của mình theo dạng OEM, họ sẽ tiếp tục hoàn thiện thiết kế theo yêu cầu của khách hàng và thậm chí xuất xưởng những chú voi bay gắn thương hiệu của đối tác. Tuy nhiên, cho tới nay vẫn chưa thấy sản phẩm nào được bán thương mại trên thị trường.

Drone tàu ngầm

Nói một cách chính xác, đây là một hệ thống tổ hợp của hai drone, một có khả năng bay và một có khả năng hoạt động ngầm dưới nước.

Được gọi là Hệ thống Máy bay không người lái tích hợp Sea-Air, nguyên bản gần đây đã được trình diễn tại công viên giải trí Hakkeijima Sea Paradise ở thành phố Yokohama, Nhật Bản. Đây là công trình hợp tác tay ba giữa hãng viễn thông Nhật Bản KDDI, nhà sản xuất máy bay không người lái Prodrone và công ty chế tạo robot dưới nước Qysea.

Hệ thống được tích hợp drone đa năng đến từ Prodrone và mẫu drone lặn ngầm (ROV) Fifish Pro V6 Plus của Qysea. Drone tích hợp sẽ bay từ căn cứ ra điểm định vị cần thả tàu ngầm và hạ cánh ngay trên mặt nước, giữ nổi bởi sáu phao gắn xung quanh. Từ đây, Fifish Pro V6 Plus sẽ được tách ra và thực hiện các tác vụ ngầm tối đa ở độ sâu 150m dưới nước nhờ sự trợ giúp của camera 4K và đèn định vị LED có độ sáng 6.000 lumen.

Tất nhiên, ROV không hoàn toàn tách rời khỏi “máy bay mẹ” mà vẫn được kết nối thông qua một sợi cáp, sau khi hoàn thành công việc nó sẽ được kéo lại và drone sẽ chở nó về vị trí xuất phát ban đầu. Tất nhiên, ngoài khả năng quay phim chụp ảnh dưới nước, mẫu drone này có thể được sử dụng để kiểm tra, bảo trì hoặc sửa chữa các phương tiện ngầm, giám sát hoạt động nuôi trồng thủy sản cũng như các nghiên cứu khoa học khác.

Drone cứu đói

Mẫu drone do nhóm nghiên cứu tại Trường Bách khoa Liên bang Thụy Sĩ ở Lausanne (EPFL - Swiss Federal Institute of Technology in Lausanne) phát hành có thiết kế rất đơn giản, hình dáng cũng không mấy hấp dẫn nhưng lại rất... ngon - theo đúng nghĩa đen. Mẫu drone này được phát triển để vừa làm công việc do thám, vừa có thể cung cấp thực phẩm để duy trì sự sống cho người bị mắc kẹt trong các tình huống khẩn cấp như trong hầm mỏ, hay động đất, bị cô lập bởi nước lũ…

Drone vốn có khả năng cơ động cao, nhưng lại vận chuyển được rất ít hàng hóa, thông thường không quá 10 – 20% tự trọng của chúng. Để khắc phục nhược điểm này, các nhà sáng chế đã thử nghiệm chế tạo các bộ phận của drone từ thực phẩm, có thể lên tới 50% tự trọng của nó. Nhóm phát triển còn cho biết, trong trường hợp thực phẩm này không được sử dụng, nó cũng sẽ phân hủy dễ hơn, an toàn hơn cho môi trường, trong khi các bộ phận khác có thể tái sử dụng.

Trong mô hình thử nghiệm, cánh của drone được làm từ bánh gạo, có thể cung cấp tới 300 kcal, bên cạnh đó nó còn đeo theo được 80g nước – dù chỉ là một ngụm - nhưng thực sự mang tính sống còn trong điều kiện khẩn cấp. Hiện nhóm nghiên cứ đang tiếp tục tìm kiếm các giải pháp dùng thực phẩm có năng lượng cao cũng như tăng sức chở của mẫu drone thú vị này.

(Bài đăng ấn phẩm in Tạp chí Điện tử và Ứng dụng số 02 tháng 04/2023).