Robot có thể vượt các địa h́nh khó khăn, hiểm trở để ḍ t́m khoáng sản cũng như điều tra thực địa là sản phẩm của TS Trần Hữu Toàn cùng cộng sự, Trường Cao đẳng Công Thương TPHCM.
Mô h́nh robot ḍ khoáng sản.
Thay thế con người ở khu vực hiểm trở
TS Trần Hữu Toàn cho biết, Việt Nam có nguồn tài nguyên khoáng sản phong phú và đa dạng về chủng loại nhưng môi trường khai thác rất khắc nghiệt. Việc t́m kiếm, hỗ trợ cứu hộ rất khó khăn và khó kịp thời, nếu xảy ra tai nạn.
Robot cho thấy là một trong những giải pháp hỗ trợ hiệu quả. Với sự phát triển của khoa học công nghệ, ứng dụng robot vào các hoạt động khai thác tài nguyên đă và đang mang lại nhiều hiệu quả.
Một trong các ứng dụng nổi bật của các robot vượt địa h́nh là hỗ trợ người công nhân hầm mỏ trong các thao tác di chuyển, t́m kiếm, hỗ trợ cứu nạn trong lĩnh vực khai thác khoáng sản.
TS Trần Hữu Toàn và cộng sự đă tiến hành nghiên cứu, thiết kế và chế tạo một mẫu robot vượt địa h́nh nhằm hỗ trợ ḍ t́m khoáng sản và thu thập dữ liệu. Đề tài có tên “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô h́nh robot vượt địa h́nh ḍ t́m khoáng sản và thu thập dữ liệu phục vụ công tác đào tạo”.
Trên cơ sở các yêu cầu về công suất, tải, phương án truyền động và cơ cấu, nhóm nghiên cứu đă phát triển một nguyên mẫu robot địa h́nh, với tên gọi là MATRob (Mining Assistance Terrain Robot).
Để MATRob làm việc và thao tác hỗ trợ thu thập dữ liệu trong khai thác khoáng sản, các thiết kế điều khiển và lập tŕnh cho robot MATRob được thực hiện theo chế độ thời gian thực. Robot có bảng điều khiển và màn h́nh HMI dễ dàng thao tác.
Theo TS Trần Hữu Toàn, ở địa h́nh bằng phẳng thông thường, khi vận hành ở tốc độ chậm, robot được điều khiển từ xa đúng vị trí, tốc độ 100%. Tỉ lệ này sẽ giảm dần khi tăng tốc độ làm việc của robot hoặc với các địa h́nh cao, phức tạp. Điều này cho thấy, các tác động do sai số gia công, ma sát và sai số điều khiển đă ảnh hưởng đến MATRob khi vận động với tần suất cao và các địa h́nh ngoài thiết kế.
Đặc thù của các loại robot vượt địa h́nh là thay thế con người trong di chuyển, nên ngoài yếu tố chính xác khi thiết kế robot phải thỏa măn một số yêu cầu đặc biệt (bên cạnh các yêu cầu đáp ứng của các robot truyền thống) như khả năng nhận/truyền tín hiệu từ xa. Robot phải mang đến cho con người thông tin có được trong hầm mỏ, địa h́nh khai thác, đồng thời có thể cung cấp thông tin cơ bản về nguyên vật liệu t́m thấy trong hầm mỏ.
Để đánh giá về hiệu quả, tính ổn định của robot, nhóm đă sử dụng các thí nghiệm giả lập về vượt địa h́nh, xác định vật liệu, thu thập h́nh ảnh và dữ liệu. Kết quả cho thấy, robot phát hiện chính xác trên 90% các mục tiêu cài đặt, có khả năng phát hiện, ḍ t́m khoáng sản trong các khu vực hiểm trở như hầm sâu, nơi dễ xảy ra trượt lở. “Bước đầu thành công này mở ra những triển vọng nghiên cứu tiếp theo để đưa robot ứng dụng vào thực tế”, TS Trần Hữu Toàn cho hay.
Sẽ mở rộng ứng dụng của robot
TS Trần Hữu Toàn cho biết, robot hoạt động gần giống với máy ḍ quặng, sử dụng các điện cực để đo điện trường tự nhiên của Trái đất và có thể thu thập và nghiên cứu được những thay đổi bất thường xảy ra dưới ḷng đất. Thông qua những phần mềm có trên máy tính để tạo ra biểu đồ mặt cắt lớp địa chất để việc ḍ t́m quặng và khoáng sản dễ dàng hơn. Có thể phát hiện được những kim loại như đồng, bạc, vàng, ch́, thiếc, kim cương…
Thiết bị hoạt động dựa trên nguyên lư cộng hưởng điện từ, hiện tượng này xảy ra khi một phần tử hấp thụ năng lượng tương tự với tần số vật lư của nó. Robot sẽ phát đi một tín hiệu tần số vô tuyến ổn định và nhận được tín hiệu, từ đó xác định được vị trí các đối tượng kim loại.
Theo TS Trần Hữu Toàn, mục đích của nhóm nghiên cứu là làm chủ công nghệ, mang khoa học phục vụ sản xuất và bước đầu tạo sự cạnh tranh với sự phát triển các loại robot này cũng như giảm chi phí trong công nghệ khai thác mỏ, giảm thiệt hại kinh tế cho ngành công nghiệp khai thác.
Khi robot được đưa vào triển khai, việc thăm ḍ, khai thác mỏ sẽ dễ dàng hơn nhiều, tránh được những tai nạn không đáng có. Đề tài được đánh giá về hiệu quả ứng dụng thông qua các thí nghiệm giả lập xác định vật liệu, thu thập h́nh ảnh và dữ liệu về robot.
Mục tiêu định hướng lâu dài của đề tài là phát triển được các loại robot vượt địa h́nh bảo đảm các đặc tính kĩ thuật, đơn giản, dễ sử dụng, có giá thành cạnh tranh phục vụ cho nhu cầu sử dụng trong lĩnh vực khai thác khoáng sản nói riêng và mở rộng ứng dụng ở các lĩnh vực khác như thăm ḍ trữ lượng từng loại khoáng sản, dầu mỏ, điều tra khảo sát địa chất…