BÁO CÁO
ỨNG DỤNG MÁY BAY KHÔNG NGƯỜI LÁI (DRONE)
PHỤC VỤ CHĂM SÓC CÂY TRỒNG TRÊN DIỆN TÍCH LỚN

tại Hội thảo
Techmart Nông nghiệp Công nghệ cao và Công nghệ sau Thu hoạch 2024

  Ngày 28 tháng 11 tại Trung tâm Thông tin và Thống kê Khoa học và Công nghệ (CESTI, thuộc Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM) cùng với sự tham gia của 120 CN&TB trong và ngoài nước của 50 doanh nghiệp, viện, trường, Sở Khoa học và Công nghệ,… trên địa bàn TP.HCM và các tỉnh, thành khác. Chương trình hội thảo tập trung vào ứng dụng công nghệ cao trong nông nghiệp, bao gồm các chủ để về…, trong đó đặc sắc nhất là việc sử dụng thiết bị bay không người lái (UAV), cụ thể là drone. Hiện nay, việc ứng dụng drone trong việc phun thuốc, tưới tiêu, xạ,… không chỉ giúp giảm chi phí nhân công mà còn đảm bảo an toàn cho nông dân trong quá trình canh tác, đặc biệt hữu ích đối với trường hợp diện tích canh tác lớn. 

Liên quan đến vấn đề này, tiến sĩ Đặng Xuân Ba – Giám đốc Trung tâm Robot thông minh, Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TpHCM đã trình bày bài báo cáo tại Hội thảo với tiêu đề "Ứng dụng máy bay không người lái (drone) phục vụ cho việc chăm sóc cây trồng trên diện tích lớn". Với sự kết hợp nổi bật của robot và kỹ thuật IoT, công nghiệp 4.0 đang thay đổi cách thức sản xuất và mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn cho ngành nông nghiệp.

Drone nông nghiệp DRA60 do Trung tâm Robot Thông Minh - TS. Đặng Xuân Ba và các sinh viên nghiên cứu phát triển.

Để đưa viễn cảnh này vào thực tế, tại Việt Nam cần có khả năng sản xuất được máy bay không người lái (drone). Tuy nhiên Tiến sĩ Đặng Xuân Ba đã nhấn mạnh thêm một điểm rằng phát triển một sản phẩm máy bay không người lái có thể vận hành hiệu quả theo thời gian và hoàn cảnh cần phải chú ý không chỉ chất lượng phần cứng mà còn phải chú trọng phần mềm, cụ thể có thể hiểu rằng là hệ thống điều khiển drone.

Hiện tại trên thị trường đang có sẵn rất nhiều công ty trong và ngoài nước phân phối sản phẩm drone với rất nhiều mẫu mã đa dạng. Tuy nhiên, một số người tiêu dùng vẫn gặp khó khăn trong việc phát triển thêm tính năng mới và bảo trì bảo dưỡng đối với các sản phẩm nhập khẩu từ nước ngoài. Hơn nữa, sản phẩm ngoại nhập vẫn tồn tại những đặc điểm không phù hợp đối với điều kiện canh tác tại Việt Nam. TS. Đặng Xuân Ba bày tỏ mong muốn rằng tại Việt Nam có thể tự phát triển được một hệ thống điều khiển drone hiệu quả và có thể tự phát triển các tính năng theo từng nhu cầu khác nhau của người nông dân.

Cụ thể, hệ thống điều khiển hiện nay đang gặp nhiều thách thức trong việc thích nghi với môi trường và đảm bảo độ chính xác. Việc áp dụng các phương pháp điều khiển mới là cần thiết để cải thiện hiệu suất. Vấn đề trọng yếu trong việc thiết kế hệ thống vận hành thiết bị bay không người lái chính xác bao gồm: (i) giải đáp các thông tin về các yếu tố nhiễu động bên trong lẫn bên ngoài hệ thống và (ii) đề ra chiến lược điều khiển phù hợp với các thông số môi trường. Hai yếu tố trên rất quan trọng để tối ưu hóa hiệu suất của thiết bị bay.

Hệ thống điều khiển được chia thành ba lớp: lớp điều khiển góc, lớp điều khiển vị trí và lớp thích nghi với môi trường. Mỗi lớp có nhiệm vụ quan trọng trong việc duy trì sự ổn định của drone.

Đối với vòng điều khiển vị trí, tiến sĩ Đặng Xuân Ba đã phân tích sơ bộ về phương pháp xác định vị trí khởi hành và vị trí kết thúc hành trình dựa theo các phương trình tính toán của từng quy trình vận hành. Bên cạnh đó, góc la bàn, góc nghiêng và góc lăn là các yếu tố then chốt giúp drone xác định hướng bay chính xác, việc sai lệch góc la bàn có thể dẫn đến sai hướng và không đạt được mục tiêu, trong khi đó, sai lệch góc nghiêng và góc lăn có thể ảnh hưởng đến hành trình và tốc độ di chuyển của drone. Ngoài ra, drone được trang bị khả năng thích nghi thông minh, nói cách khác khả năng tự điều chỉnh các tham số điều khiển để phù hợp với môi trường bay khác nhau hoặc các tình huống không lường trước giúp tối ưu hóa hoạt động của các thiết bị như thiết bị bay và robot.

Sau khi đã xây dựng được hệ thống điều khiển hoàn chỉnh cho drone và có thể thu thập các thông số khách quan của môi trường, tiến sĩ Đặng Xuân Ba đề cập đến bước mô phỏng trước khi đưa vào thực tế. Mô phỏng là một bước rất quan trọng để phát hiện và khắc phục các vấn đề, điều này đảm bảo sản phẩm cuối cùng đạt tiêu chuẩn chất lượng cao nhất. Việc áp dụng mô phỏng trong nghiên cứu giúp cải thiện độ chính xác và hiệu quả của các hệ thống điều khiển giúp tiết kiệm thời gian và nâng cao chất lượng sản phẩm.

TS. Đặng Xuân Ba đưa ví dụ về thông số mô phỏng.

Sau cùng ông cũng nhắc nhở người sử dụng cần phải đảm bảo an toàn khi sử dụng drone, đặc biệt trong nông nghiệp. Cần có các công nghệ và phương pháp để quản lý rủi ro và tối ưu hiệu suất hoạt động.

Báo cáo nhận được nhiều sự quan tâm và phản hồi tích cực đến từ các doanh nghiệp và cá nhân tham dự hội thảo. Với mục tiêu đẩy mạnh sự phát triển của nền khoa học, công nghệ tại Việt Nam, tập thể Trung tâm Robot Thông Minh và Tiến sĩ Đặng Xuân Ba hy vọng rằng có thể sử dụng kiến thức và niềm đam mê của mình để tạo động lực cho các doanh nghiệp, cá nhân thỏa chí sáng tạo. Với hy vọng rằng trong một ngày không xa thiết bị bay không người lái sẽ là một trợ thủ đắc lực cho nền Nông nghiệp Việt Nam và khắp các nước trên thế giới. 

Sản phẩm drone nông nghiệp của các công ty tham gia hội thảo.

Quang cảnh của khu vực khách mời tham dự thuyết trình.

TS. Đặng Xuân Ba trình bày bản ghi kết quả nghiên cứu vào thực tế.