Tin Quốc tế

09/07/2014 GMT+7

Trực thăng không người lái - Robot trên cao làm việc thay con người

Vào tháng 10/2013, tập đoàn Yamaha Motor đã vừa cho ra mắt “FAZER” – sản phẩm máy bay trực thăng không người lái sử dụng cho công nghiệp mới nhất của hãng.

Mẫu máy bay này được trang bị hệ thống phun xăng điện tử, động cơ 4 kỳ xylanh đôi nằm ngang đối xứng và đạt tải trọng hơn 50% so với các mẫu hiện tại trên thị trường. Ngoài ra, FAZER còn sở hữu một hệ thống điều khiển mới giúp cho khả năng kiểm soát và hoạt động của cỗ máy được nâng lên một tầm cao mới. Là sản phẩm kế thừa của các mẫu trực thăng này, chiếc FAZER mới sẽ giúp hỗ trợ thực hiện các chính sách mạnh mẽ về nông nghiệp của chính phủ Nhật Bản, đồng thời đóng vai trò là sản phẩm chính trong việc phát triển ngành kinh doanh sản phẩm tự động của công ty thêm phong phú và mở rộng trên phạm vi toàn cầu – một trong những điểm quan trọng được nêu trong kế hoạch quản lý trung hạn của Yamaha Motor bắt đầu từ năm nay (khoảng thời gian 3 năm). Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng nhìn lại lịch sử phát triển và thương mại hóa các sản phẩm trực thăng không người lái của Yamaha Motor cũng như các tiềm năng của chúng trong thời gian tới.

Tạo ra một “thiết bị bơm phun chạy trên không” mà ai cũng có thể điều khiển được

Máy bay trực thăng không người lái sử dụng cho mục đích công nghiệp của Yamaha được điều khiển từ xa và có khả năng bay tự do trong không trung để phun các hóa chất cũng như hạt giống lên cây trồng trên phạm vi các khu đất rộng lớn hoặc cánh đồng bậc thang nằm trên các ngọn đồi. Chúng còn có thể được trang bị thêm các thiết bị chuyên dụng để bay tự động trên các quãng đường đã được định trước và thực hiện các nhiệm vụ khác như quay phim/chụp ảnh trên không, thu thập dữ liệu với các thiết bị cảm ứng. Phần thân bóng mượt siêu cool khiến những cỗ máy biết bay này như thể vừa bước ra từ một cuốn manga hay một bộ anime của Nhật Bản. Chẳng vậy mà những mẫu trực thăng không người lái của Yamaha đã từng được gọi là “robot trên không”

Yamaha Motor vẫn thường được biết đến bởi những sản phẩm sử dụng trên mặt đất như xe máy hay trên mặt nước như tàu, thuyền... Tuy vậy nếu nhìn lại nguồn gốc của công ty, ta có thể nhận ra là những mối liên hệ của nó với những sản phẩm hàng không còn lâu và dài hơn so với cả hai loại sản phẩm nói trên.

Trong thế chiến thứ II, Nippon Gakki (bấy giờ là công ty mẹ của Yamaha Motor) được giao nhiệm vụ sản xuất cánh quạt bằng gỗ cho các máy bay huấn luyện. Trên thực tế, “YA-1” – mẫu xe máy đầu tiên của Yamaha, đồng thời chính là sản phẩm thúc đẩy việc thành lập công ty TNHH Yamaha Motor – cũng được chế tạo bởi các thiết bị gia công giống như các thiết bị dụng cho các cánh quạt, lúc bấy giờ đang bị bỏ không vì chiến tranh. Chất xúc tác thật sự cho sự ra đời của các máy bay trực thăng không người lái của Yamaha Motor chính là vào năm 1983 khi Hiệp hội hàng không nông nghiệp Nhật Bản (một tổ chức ngoài của Bộ nông lâm nghiệp và thủy sản) giao nhiệm vụ cho công ty phải phát triển một máy bay điều khiển từ xa có khả năng phun hóa chất từ trên không. Đối với người nông dân, việc phun thuốc trừ sâu cũng như các hóa chất khác trên đồng lúa hay cây trồng trong những tháng nắng nóng của mùa hè là một công việc hết sức nặng nhọc và yêu cầu sức người, do phải đi lại trên các cánh đồng ngập nước tay cầm theo một bình xịt, còn trên lưng thì phải vác theo một bình đựng có trọng lượng nặng.

Mặt khác, nếu sử dụng trực thăng hay máy bay nhẹ có người lái thì cũng có không ít những hạn chế lớn như phun phải các khu vực xung quanh. Một thiết bị phun bay trên không điều khiển từ xa sẽ là một đột phá lớn về công nghệ và có thể giải quyết các vấn đề của cả hai biện pháp hiện có. Tuy nhiên khi công việc phát triển bắt đầu thì người ta cũng nhanh chóng nhận ra là để giữ cho máy bay hoạt động một cách ổn định cũng đã khó chứ đừng nói là đáp ứng được nhu cầu “ai cũng có thể điều khiển và hoạt động theo ý muốn” với loại rotor quay ngược truyền thống của máy bay thường. Điều này làm việc tạo ra một thiết bị điều khiển tự động cho chiếc trực thăng trở nên tối cần thiết. Sau khi nhận ra điều đó, người đứng đầu đội phát triển lúc bấy giờ đã đề nghị phát triển một loại trực thăng khác hẳn so với loại rotor quay ngược truyền thống. “Hãy thử áp dụng các công nghệ đã có sẵn nằm trong những mẫu xe trực thăng điều khiển bằng sóng radio để phát triển một loại trực thăng thường, chuyên sử dụng cho việc phun tưới cây trồng mà không cần phải đến thiết bị điều khiển tự động.” Được sự hợp tác của các nhà sản xuất máy bay trực thăng hàng đầu Nhật Bản, nhóm nghiên cứu sau đó đã vạch ra một số các kế hoạch thiết kế cơ bản.

Tới năm 1986, bản mẫu máy bay trực thăng không người lái “R-50”, chạy bằng động cơ 100cc 11 mã lực, ra đời từ xưởng của Yamaha đã bay thành công lần đầu tiên. Sau khi một vài bước tiến đối với hệ thống của R-50 đạt đến mức chín muồi, trong một buổi thuyết trình nội bộ và trước sự chứng kiến của các thành viên quản lý hàng đầu, khả năng vượt trội của chiếc trực thăng đã được trình diễn và chứng minh một cách thuyết phục. Cuối cùng, Hiệp hội Hàng không nông nghiệp Nhật Bản cũng công nhận R-50 là mẫu trực thăng thay thế cho các mẫu máy bay tưới cây trồng truyền thống. Năm 1987, công ty quyết định thương mại hóa R-50 và chính thức sản xuất 20 chiếc để bán thử nghiệm. Tới năm 1989 khi mẫu R-50 được cải tiến ra mắt, thị trường cho các sản phẩm loại này cũng bắt đầu phát triển một cách nhanh chóng. Sau đó, RMAX series (giới thiệu năm 1997) và giờ là FAZER nối tiếp nhau trở thành sản phẩm tiêu chuẩn cho các mẫu trực thăng không người lái sử dụng cho mục đích công nghiệp ở Nhật Bản.

“Ưu điểm của R-50 là phần thân nhỏ gọn mặc cho tải trọng có thể lên đến 20kg, đặt vừa vặn lên xe tải để chuyên chở tới những nơi cần thiết và vì thế rất dễ sử dụng.” Trưởng nhóm phát triển giải thích thêm. “Bên cạnh đó, phần thân nhẹ nhàng nhưng cứng cáp cũng có thể dễ dàng được sơn màu bắt mắt để thuận tiện cho việc quan sát trên những cánh đồng rộng lớn, điều này đặc biệt quan trọng trong việc đảm bảo tầm nhìn cho người điều khiển. Cảm giác về kích thước cũng như thiết kế của phần thân ban đầu vẫn được giữ nguyên cho các phiên bản về sau này, kể cả khi chúng được thay đổi lớn về mặt hiệu suất và tính năng.” Ông bổ sung với một nụ cười tự hào.

Con người và những kỹ năng chính là điểm mấu chốt

Sử dụng trực thăng không người lái để phun hóa chất nông nghiệp đã cho phép việc tận dụng luồng khí tạo ra bởi các cánh quạt chính để giảm thiểu tối đa việc các luồng hóa chất này bị thổi tạt hay dạt tới những nơi không mong muốn và giúp chúng được phun một cách đồng đều hơn. Bên cạnh đó, khả năng xoay chuyển hướng của chiếc máy bay cũng làm rút ngắn thời gian và khối lượng công việc của những người nông dân, cho họ thêm thời gian để xử lý các công việc khác. Để phun một 1 héc ta ruộng lúa bằng máy phun thông thường mất khoảng 160 phút, song cũng với công việc này nhưng sử dụng phiên bản FAZER mới nhất chỉ mất có khoảng 10 phút. Tại Nhật Bản nơi việc thiếu nhân công cho công việc nhà nông cũng như tuổi tác trung bình của người nông dân vẫn đang ngày càng tăng cao, sự xuất hiện của những chiếc trực thăng không người lái rõ ràng là một tin tốt lành dành cho nền công nghiệp này.

Tuy vậy, vẫn tồn tại một trở ngại lớn gây ảnh hưởng đến quá trình nhân rộng những chiếc trực thăng không người lái: làm cho con người có được đầy đủ các kỹ năng cần thiết để hoạt động một chiếc máy bay loại này. Trong số những kiểu động cơ điều khiển bằng radio, máy bay trực thăng là khó để điều khiển nhất. Nếu so sánh với những loại trực thăng tiêu chuẩn điều khiển bằng radio có chiều dài ngắn hơn 1m, chuyển động của R-50 là mượt mà, nhẹ nhàng và dễ để điều khiển hơn, nhưng dễ đến đâu thì vẫn không thể so với khi điều khiển một chiếc máy cày. Vì lý do đó, ngoài việc tập hợp các chuyên gia điều khiển trực thăng có kinh nghiệm từ khắp mọi nơi trên cả nước để thành lập một đội công nhân phun cây trồng làm việc theo hợp đồng, một công ty TNHH mang tên Yamaha Skytech đã được thành lập vào năm 1988 để chuyên bán hàng và bảo trì các sản phẩm R-50. Làm việc với các hợp tác xã cũng như các doanh nghiệp sản xuất máy móc nông nghiệp..., công ty đã thiết lập một mạng lưới dịch vụ toàn quốc và “Skytech Academy” cũng được tổ chức để chuyên đào tạo những người điều khiển máy bay. Điều này đã cho phép các hợp tác xã nông nghiệp cũng như các nhóm nông dân trên cả nước có thể tự mua và điều khiển những chiếc trực thăng không người lái của mình mà không phải phụ thuộc hoàn toàn vào các đội phun cây trồng chuyên nghiệp.

Một trong những nhân tố nữa giúp đẩy nhanh việc nhân rộng R-50 là việc hoàn thành Yamaha Attitude Control System (YACS) vào năm 1995. Trong trường hợp người điều khiển gây ra bất cứ một lỗi nào khi hoạt động, hệ thống này sẽ tự động đưa trực thăng về trạng thái đứng yên lơ lửng đơn giản bằng cách gạt các ngón tay ra khỏi thiết bị điều khiển. Hệ thống mang đến sự bảo đảm tuyệt vời cho những người điều khiển và đưa trực thăng không người lái tiến lên một bước lớn tới gần hơn với mục đích ban đầu là tạo ra “một thiết bị mà bất cứ ai cũng có thể điều khiển và kiểm soát theo ý muốn.”

Với tiến bộ về công nghệ này, số lượng những người điều khiển máy bay đạt chuẩn đã tăng từ khoảng 3000 vào thời điểm năm 1995 khi hệ thống này được giới thiệu cho tới tầm 6000 vào năm 2000; đặc biệt là nhóm vợ và thế hệ tiếp theo của nhà nông đã tăng một cách mạnh mẽ. Gần đây hơn một số trường đại học và cao đẳng đã bắt đầu đưa việc đào tạo cách thức điều khiển trực thăng không người lái vào chương trình giảng dạy của mình, mang đến một nguồn cảm hứng tươi sáng nữa cho tương lai của nền nông nghiệp Nhật Bản. Ngoài ra, những đóng góp nói trên cũng có một vai trò lớn trong việc thúc đẩy bán hàng và mở rộng việc sử dụng chiếc máy bay này ở nước ngoài.   

Cung cấp giải pháp & mang đến vô vàn những triển vọng


 

Với YACS và những bước nhảy vọt lớn về độ ổn định khi bay mà nó mang lại, Yamaha đã bắt đầu khai phá thị trường tại những mảng không phải là nông nghiệp. Các thiết bị như máy quay, cảm biến thay vì sử dụng các máy phun chất lỏng hay bột, nay có thể áp dụng các giải pháp khác trong việc quay phim hay thực hiện khảo sát bằng cách tận dụng những lợi thế của trực thăng không người lái để tới những nơi mà con người không thể đến.

Động lực ban đầu đến từ nghiên cứu đưa ra từ giữa những năm 1990 nhằm quan sát các ruộng lúa từ trên cao, theo dõi sự tăng trưởng của lúa và phát hiện sâu bệnh có khả năng đe dọa mùa màng. Nếu hoạt động nằm trong phạm vi từ vùng mắt thường có thể thấy được cho tới độ cao khoảng 150m, chiếc trực thăng có thể được cho bay vào điểm mục tiêu, có hỗ trợ thêm các thiết bị khác như máy quay hay GPS trong trường hợp khó nhìn; tuy nhiên các hoạt động sẽ không thực hiện được nếu đường bay nằm ngoài vùng quan sát hoăc trong điều kiện có khói hay sương mù. Vì vậy, để các chuyến bay nằm ngoài phạm vi quan sát có thể diễn ra, công ty đã bắt đầu những nghiên cứu và phát triển một hệ thống bay độc lập giúp cho trực thăng có thể tự động bay theo những quãng đường đã được lập trình sẵn.

Ngay sau khi các thiết bị mẫu được hoàn tất, Yamaha đã cho chạy liên tục các bài test trên hệ thống bay độc lập trong phạm vi có thể nhìn thấy được cho tới khi một cơ hội đã tới bất ngờ cho phép hệ thống này được sử dụng trong điều kiện thực tế thật sự. Vào tháng 3 năm 2000, tại miền bắc đảo Hokkaido của Nhật Bản đã xảy ra một vụ phun trào núi lửa ở núi Usu. Vụ phun trào đã thải ra một lượng lớn đá và tro tàn rơi phủ toàn bộ khu vực xung quanh. Tại những vùng ngoại bất nhập, các vụ phun trào nhỏ và khí thải độc hại vẫn tiếp tục thoát ra khiến cho việc khảo sát không thể thực hiện được trong suốt khoảng thời gian hơn nửa tháng. Theo yêu cầu của Viện nghiên cứu công trình công cộng của Bộ Xây dựng (lúc bấy giờ), Yamaha Motor đã mang trực thăng không người lái “RMAX 60”  để bay vào núi Usu. Máy bay sau đó được giao nhiệm vụ thực hiện một chuyến bay dài 1 tiếng trên quãng đường được lập trình sẵn 1.5km mỗi chiều và gửi về các đoạn băng video, hình ảnh tĩnh theo thời gian thực về tình hình địa hình cũng như địa chất của dãy núi cho căn cứ hoạt động ở mặt đất. Đây là thành tích lần đầu tiên trên thế giới đạt được. Không chỉ vậy, thành quả tuyệt vời của chiếc máy bay không người lái đã được công nhận một cách chính thức và một năm sau đó,  Cục phát triển khu vực Hokkaido trực thuộc Bộ Đất đai, Cơ sở hạ tầng, Giao thông và Du lịch đã đặt hàng 2 chiếc máy bay trực thăng không người lái độc lập RMAX G0. Những phiên bản kế thừa của chiếc trực thăng này ngày nay được sử dụng cho rất nhiều mục đích, trong đó có thực hiện các cuộc điều tra trên sông hồ, các cuộc khảo sát tại những nơi bị thiên tai, các buổi thao diễn tại những sự kiện diễn tập phòng chống thiên tai và còn nhiều hơn nữa. Một số các ví dụ khác là series trực thăng RMAX đã được dùng để giám sát việc đổ chất thải không hợp pháp tại các khu vực chân núi Fuji (2002), là một phần nằm trong các công tác chuẩn bị trước khi đăng ký di sản thế giới; hay khảo sát bãi triều tại bờ biển phía Nam đảo Kyushu và đo địa chấn cũng như từ tính trên mặt ngọn núi lửa Shinmoedake tại Kirishima, Kyushu. Tiềm năng to lớn của những chiếc máy bay trực thăng tiếp tục được chứng minh khi chúng được dùng cho các chuyến bay giám sát bức xạ xung quanh các nhà máy điện hạt nhân bị hư hại ở Fukushima sau khi vùng này bị động đất, sóng thần tấn công và bị đóng lại hoàn toàn. 

Dẫu vậy, mục đích sử dụng chính của trực thăng không người lái dùng trong công nghiệp vẫn là cho nông nghiệp. Tổng lượng máy bay trực thăng của Yamaha được đăng ký để phục vụ cho các công việc nhà nông là 120 vào năm 1991 với tổng diện tích đât canh tác chúng phun tưới được là 8,000 hecta. Tới 2000, các con số này đã đạt mức 1,100 máy bay được đăng ký với trên 260,000 hecta đất.  Tính cho đến năm 2013, tổng số máy bay trực thăng không người lái do Yamaha sản xuất được đăng ký là 2,458, chủ yếu là các mẫu trong series RMAX, sản phẩm kế thừa của R-50. Tính nguyên diện tích lúa mà chúng phụ trách đã là trên 1 triệu hecta, tương đương 35% diện tích lúa trồng của cả nước. Bằng cách tính đơn giản, điều này có nghĩa là cứ 3 bát gạo phục vụ cho một hộ gia đình của Nhật Bản thì có một là được trồng với hóa chất ngừa sâu bọ được phun bởi trực thăng không người lái của Yamaha.

Trong các lĩnh vực nông nghiệp ngoài lúa trồng cũng vậy, Yamaha Motor đã làm việc với một loạt các viện và tổ chức nghiên cứu để mở rộng hơn nữa việc sử dụng các máy bay trực thăng không người lái. Mục đích là để đóng góp vào sự phát triển của các công nghệ giúp cải thiện hiệu quả và lợi nhuận, đồng thời làm giảm gánh nặng của nhà nông trong các công việc nặng nhọc và mệt mỏi. Cùng lúc với việc mở rộng thêm những loại cây trồng có thể phun được như vườn cây ăn quả, rau, lúa mì/lúa mạch và đậu nành... Yamaha cũng đang củng cố thêm cho hệ thống canh tác lúa trồng trong đó mọi công đoạn ngoại trừ thu hoạch đều được thực hiện bởi trực thăng không người lái. Việc gieo thẳng lúa giống vào cánh đồng là một trong những lĩnh vực thu hút được nhiều sự chú ý của nèn công nghiệp dạo gần đây. Tại Nhật Bản, gạo thường được cho tăng trưởng bằng cách ban đầu cho nảy mầm trong vườn ươm và để lớn tới một kích thước nhất định trước khi được cấy vào các ruộng lúa ngập nước. Nếu lúa giống, sau khi được tráng qua bột sắt hoặc vôi, có thể được gieo trực tiếp vào ruộng  bằng trực thăng không người lái, thì ta có thể loại bỏ được rất nhiều chi phí và sức lao động bỏ ra để nuôi cây giống trong vườn ươm.

Việc này cũng đồng thời giúp giảm tỷ lệ gieo trồng bị hỏng (rễ của cây không đứng vững được trong đất trồng và bị nổi trôi trên ruộng lúa ngập nước). Mặc dù phương pháp này vẫn chưa được áp dụng nhiều và cần phải hoàn chỉnh thêm, vào tháng 6/2013, chính phủ Nhật Bản đã chính thức thông qua một chiến lược phát triển với mục tiêu giảm 40% chi phí sản xuất lúa so với mức trung bình trên cả nước hiện nay, đưa thêm động lực để hoàn thiện phương pháp này. Về định hướng phát triển trong tương lai của những ngành UMS, một đại diện bán hàng của công ty nói: “Mẫu FAZER mới giới thiệu vào năm 2013 được ứng dụng những công nghệ tiên tiến và tiếp thu tất cả các ý kiến phản hồi từ trước đến nay trong quá trình phát triển công nghệ bay độc lập. Cách thức điều khiển cũng dễ dàng và an toàn hơn bao giờ hết nhờ những tính năng như kiểm soát tốc độ. Mục tiêu tiếp theo của chúng tôi là đưa công nghệ và những bí quyết đã phát triển tại Nhật Bản đây tới những vùng trời của thật nhiều quốc gia  khác trên thế giới. Tại Hàn Quốc, nơi canh tác lúa gạo thường được thực hiện trên quy mô lớn, chúng tôi đã đưa hơn 150 chiếc máy bay RMAX trong 10 năm trở lại đây và hiện chúng được sử dụng cho những mục đích như phun hóa chất nông nghiệp, phun thuốc khử trùng để ngăng ngừa bệnh lở mồm long móng ở các trang trại chăn nuôi. Năm 2011, chúng tôi đã giới thiệu những chiếc trực thăng của mình tới Úc, nơi chúng được dùng để tiêu diệt cỏ dại trong trại chăn nuôi, các khu vực khai thác mỏ, trên tường của các đập nước, xung quanh những đường dây điện áp và nhiều hơn thế nữa.

Việc sử dụng thử nghiệm để hoàn thiện cuối cùng cũng đã được thực hiện ở Mỹ tại các vườn nho và Thái Lan cho canh tác lúa gạo.  Kỳ vọng của chúng tôi là mở rộng được nhiều hơn nữa những ngành tận dụng được những điều mà chiếc trực thăng này làm được. Tôi nghĩ điều này hoàn toàn có thể thực hiện được bằng cách dùng FAZER và RMAX làm nền tảng, kết hợp thêm các thiết bị, phần mềm, và kinh nghiệm đã có để hỗ trợ các hoạt động trong nông nghiệp cũng như các lĩnh vực giải pháp với nhiều mục đích và trong nhiều điều kiện khác nhau.

Yamaha Motor Việt Nam tổng hợp

Tin liên quan

Tin Nổi bật