Thầy trò làm phao cứu sinh thông minh cứu người ở vùng sông nước, mưa lũ

Thầy trò Trường Cao đẳng Đà Nẵng phát triển phao điều khiển từ xa, trong khi nhóm sinh viên Đại học Đà Nẵng lại chế tạo phao cứu sinh thông minh có khả năng chủ động tìm đến người gặp nạn bằng công nghệ định vị và cảm biến.

Phát triển phao cứu sinh điều khiển từ xa

Ông Hồ Viết Hà – hiệu trưởng Trường Cao đẳng Đà Nẵng, đồng thời là chủ nhiệm đề tài phao cứu sinh điều khiển từ xa – cho biết ý tưởng phát triển sản phẩm này xuất phát từ đặc thù sông nước tại Việt Nam nói chung và thành phố Đà Nẵng nói riêng, với hệ thống sông ngòi, kênh rạch dày đặc và đường bờ biển dài. 

Trong bối cảnh thiên tai, mưa lũ ngày càng diễn biến phức tạp, nguy cơ tai nạn đuối nước luôn hiện hữu, trong khi công tác cứu hộ vẫn phụ thuộc nhiều vào sức người.

Theo nhóm dự án, phương pháp cứu hộ truyền thống buộc lực lượng cứu nạn phải trực tiếp bơi ra tiếp cận nạn nhân, dễ gặp nguy hiểm trong điều kiện sóng lớn, nước xiết và khó tận dụng “thời gian vàng” để cứu sống người gặp nạn. 

Vì vậy nhóm không đặt mục tiêu tạo ra một thiết bị hoàn toàn mới, mà tập trung phát triển, cải tiến các mẫu phao đã có trên thị trường theo hướng chịu tải tốt hơn, bền hơn, vận hành ổn định, chính xác và đặc biệt là giảm giá thành để phù hợp điều kiện trong nước.

Mỗi giảng viên, sinh viên trong nhóm dự án đảm nhận các mảng khác nhau từ thiết kế kết cấu, thông số kỹ thuật đến đảm nhiệm lập trình… Sau gần năm tháng nghiên cứu, chế tạo và thử nghiệm, thầy trò Trường Cao đẳng Đà Nẵng đã hoàn thiện mẫu phao cứu sinh điều khiển từ xa sử dụng vật liệu composite, được kỳ vọng hỗ trợ hiệu quả cho công tác cứu hộ tại bãi biển, khu vực sông nước và trong mùa mưa lũ.

Thiết bị được thiết kế theo tư duy module hóa với ba khối chức năng chính gồm khối cơ khí – vỏ phao, khối động lực và khối điều khiển – điện tử. Vỏ phao dạng chữ U, thiết kế khí động học, trên thân tích hợp còi và đèn báo hiệu. Người cứu hộ có thể điều khiển phao từ bờ bằng tay điều khiển sử dụng sóng vô tuyến 2.4 GHz, với tầm hoạt động ổn định khoảng 500 – 800m.

Theo thầy giáo Hồ Viết Hà, phao có thể hỗ trợ cứu cùng lúc 1-2 người, có khả năng nổi tốt và tiếp cận nhanh nạn nhân trong khu vực nước sâu hoặc dòng chảy mạnh. “Nhờ tận dụng linh kiện sẵn có trong nước và chủ động khâu thiết kế, nếu sản xuất và chuyển giao, giá thành sản phẩm dự kiến chỉ khoảng 15 – 20 triệu đồng, thấp hơn nhiều so với các thiết bị nhập khẩu”, thầy Hà cho biết.

Trong giai đoạn tới, nhóm nghiên cứu tiếp tục nâng cấp sản phẩm theo hướng tích hợp định vị, tự hành và từng bước nghiên cứu ứng dụng xử lý ảnh, trí tuệ nhân tạo (AI) để phao có thể tự nhận diện người gặp nạn, giảm phụ thuộc vào điều khiển thủ công trong những tình huống khẩn cấp.

Phao thông minh chủ động tìm đến người đuối nước

Trong khi đó, một hướng tiếp cận khác đến từ nhóm sinh viên gồm Nguyễn Văn Tài, Nguyễn Đức Trãi, Trần Thị Minh Nguyệt (Trường ĐH Kinh tế – Đại học Đà Nẵng), cùng Đặng Thành Sơn, Trần Văn Phúc (Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng). Nhóm đặt mục tiêu chế tạo một loại phao cứu sinh chủ động, ứng dụng công nghệ để tự tìm đến người gặp nạn – phương án hiện chưa phổ biến tại Việt Nam, trong khi các sản phẩm tương tự trên thế giới có giá rất cao.

Nghiên cứu được nhóm triển khai từ tháng 8-2022, hướng đến phục vụ du lịch đường thủy, du thuyền và các khu vực có nguy cơ tai nạn cao. Phao được làm bằng sợi composite, thiết kế hình chữ U, có thể treo sẵn trên mạn thuyền hoặc bờ sông, hồ và được cố định bằng khóa chốt điện từ. Phía đuôi phao gắn hai động cơ điện, cho tốc độ tối đa khoảng 20 km/h.

Người sử dụng được trang bị vòng tay tích hợp cảm biến áp lực và định vị GPS. Khi người rơi xuống nước, cảm biến vượt ngưỡng cài đặt sẽ kích hoạt tín hiệu gửi về bộ điều khiển trung tâm. 

Đồng thời hệ thống GPS trên vòng tay và trên phao truyền dữ liệu vị trí để so sánh, từ đó kích hoạt phao gần nhất tự động mở chốt và di chuyển đến vị trí người gặp nạn.

Nhóm đã thử nghiệm thiết bị tại một cảng cá ở Đà Nẵng. Trong điều kiện sóng nhỏ, gió nhẹ, phao tiếp cận người gặp nạn trong bán kính khoảng 180m trong vòng hai phút. Để đảm bảo tính sẵn sàng khi xảy ra sự cố, nhóm còn xây dựng ứng dụng di động quản lý toàn bộ hệ thống phao, theo dõi vị trí, tình trạng hoạt động, pin và kết nối với các đơn vị cấp cứu địa phương.

Tuy vậy, nhóm cũng thẳng thắn nhìn nhận những thách thức kỹ thuật khi đưa thiết bị ra môi trường biển. Theo Nguyễn Văn Tài (thành viên nhóm), tín hiệu GPS có độ trễ trong điều kiện sóng lớn, gió mạnh, ảnh hưởng đến khả năng định vị chính xác. 

Nhóm đang nghiên cứu bổ sung kết nối bằng sóng vô tuyến để tăng độ ổn định, đồng thời nâng cấp động cơ để phao hoạt động tốt hơn trong điều kiện khắc nghiệt.