Kỹ sư Việt Nam và hành trình đưa công nghệ UAV vươn ra thế giới

Sự ra đời của thiết bị bay không người lái (UAV) được coi là bước ngoặt lớn của công nghệ. Với sự cải tiến không ngừng, những chiếc UAV ngày càng hoạt động chính xác, hiệu quả hơn, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của đời sống như: vận chuyển hàng, ghi hình từ trên cao, canh tác nông nghiệp, biểu diễn nghệ thuật...

Với những ưu điểm vượt trội như: chi phí sản xuất thấp, dễ cải tiến, sử dụng linh hoạt, đa nhiệm, hiệu quả cao..., những thiết bị bay không người lái còn được nhiều quốc gia nghiên cứu, phát triển để đưa vào ứng dụng trong quân đội, sử dụng trong các nhiệm vụ trinh sát, cảnh báo sớm, chỉ thị mục tiêu, tấn công...

Cho đến thời điểm hiện tại, khí cụ bay vẫn là loại trang thiết bị hiện đại, phức tạp và được các quốc gia giữ bí mật đặc biệt. Tuy nhiên, các kỹ sư Việt Nam đã làm nên kỳ tích khi phát triển được thuật toán đặc biệt giúp máy bay không người lái (UAV) đạt độ chính xác tới 0,3 m, tương đương với các sản phẩm hiện đại trên thế giới.

Là người phụ trách dự án nghiên cứu khí cụ bay công nghệ cao của Tổng công ty Công nghiệp Công nghệ cao Viettel (Viettel High Tech), anh Nguyễn Thanh Đông cũng chính là tác giả của thuật toán điều khiển bay giúp sản phẩm của Viettel có độ chính xác vượt trội. Đây là kết quả của hơn 2 năm lăn lộn nắng gió thao trường của nhóm nghiên cứu.

Anh Nguyễn Thanh Đông - Trưởng phòng Điều khiển bay, Trung tâm Khí cụ bay thuộc Tổng công ty Công nghiệp Công nghệ cao Viettel (Ảnh: Viettel)

Xây dựng từ con số 0

Anh Nguyễn Thanh Đông cho biết, thuật toán điều khiển bay với độ chính xác cao này là sản phẩm đặc biệt khi xây dựng hoàn toàn từ số 0, không có tài liệu tham chiếu hay mẫu sản phẩm để phân tích ngược.

Dù Viettel High Tech đã có gần 10 năm nghiên cứu, chế tạo các loại khí cụ bay khác nhau, tích lũy được khối lượng nhất định tri thức, tuy nhiên, các thành viên trong nhóm vẫn không khỏi bất ngờ vì mọi thứ quá mông lung. Tiêu chuẩn, tính năng, đặc tính kỹ thuật, vận hành, ứng dụng, khai thác… hoàn toàn không có tài liệu tham khảo, thiết kế tham chiếu hay bất cứ nguồn dữ liệu nào khác.

Kỹ sư Việt Nam sẵn sàng chuyển sang lĩnh vực trí tuệ nhân tạo, bán dẫn - ngành xu thế trong tương lai (Ảnh: Viettel)

Để vượt qua sự mông lung ban đầu, nhóm nghiên cứu tìm mọi cách thu thập thông tin, chắt lọc từ những video trình diễn, mô phỏng dựng 3D phối cảnh dạng video.

Yêu cầu cốt lõi cho sản phẩm đặt ra là phải rẻ nhưng vẫn tin cậy và chính xác. Đây là ràng buộc đầu tiên cho thiết kế sản phẩm, từ quỹ đạo, hình dáng, cấu hình, thuật toán điều khiển đến các thành phần bên trong. Công việc được tiến hành khẩn trương để dựng nên một framework (khung thiết kế) hoàn chỉnh, tiến tới tối ưu các chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm.

Những phác thảo thiết kế đầu tiên được thành hình. Các chỉ tiêu kỹ thuật, yêu cầu tính năng cũng được mô tả để bắt tay vào chế tạo. Sau hơn 2 tháng làm việc liên tục, độ chính xác theo thiết kế ban đầu được đáp ứng.

Tuy nhiên, tiến thêm bước nữa để đạt tới tiêu chuẩn chung trên thế giới lại khiến nhóm nghiên cứu đi vào bế tắc. Nhóm đã phải vật lộn cả năm trời với hàng loạt chuyến bay thử, nhiều đêm thức trắng chỉ để cải thiện kết quả một chút, không thể tiến tới mức kỳ vọng.

Thách thức là dữ liệu thu được không phải chỉ 1 - 2 lần bay thử mà phải hàng nghìn chuyến khác nhau. Nhóm nghiên cứu đã phải tiến hành bay thử ban ngày, buổi tối về lấy số liệu để phân tích, họp nhóm, rút kinh nghiệm.

Thời tiết càng khắc nghiệt, quyết tâm càng vững vàng

Nghiên cứu chế tạo thành công các sản phẩm công nghiệp công nghệ cao không chỉ diễn ra trong phòng lab hiện đại. Tiêu chuẩn công nghiệp đòi hỏi sản phẩm phải được thử nghiệm trong mọi điều kiện khắc nghiệt, đảm bảo hoạt động tin cậy, bền bỉ trong bất cứ tình huống nào.

Giữa cái nắng trưa hè tháng 7, các kỹ sư vẫn hì hụi trên đường băng sân bay Hòa Lạc, tranh thủ những khoảng thời gian nghỉ ngơi của sân bay để thử nghiệm sản phẩm mới.

Nắng đã khổ nhưng mưa lại càng vất vả hơn. Nhóm nghiên cứu đã có thời gian tìm bão để thử sản phẩm. Nghe dự báo có bão ở đâu, cả nhóm lại xông vào, tìm đúng địa điểm tâm bão sẽ đi qua để đi "đón". Để sản phẩm có thể bay thử trong trong điều kiện khắc nghiệt nhất, con người cũng chịu đựng chính cái khắc nghiệt đó.

Trước những cơn bão lớn, lều không thể chịu nổi sức gió tâm bão, các kỹ sư dầm mưa, giữ cọc lều che mưa lớn cho các thiết bị bên trong. Anh Nguyễn Thanh Đông cho biết, sau mỗi lần đón bão, ít nhất 1 - 2 người trong nhóm khi về sẽ bị ốm. Nhưng điều này không thể ngăn được quyết tâm của các kỹ sư Việt.

Thành tựu vượt xa kỳ vọng

Trong một lần đi công tác, khi ngồi chờ tại sân bay, anh Đông đã lấy giấy bút ngồi tính toán, tư duy lại mọi thứ. Các công thức được viết ra, đường mô phỏng được vẽ lại, bỗng nhiên trong khoảnh khắc, anh thấy có vẻ hướng tiếp cận mà nhóm theo đuổi nhiều tháng nay có gì không đúng.

Một thuật toán mới kèm theo các thuật toán hiệu chỉnh được viết lại ngay tại phòng chờ sân bay. Khi thuật toán mới được áp dụng, sản phẩm UAV như được lột xác với "bộ não" mới, với độ chính xác tiến tới dưới 1m - tốt hơn nhiều so với tiêu chuẩn 1,5m phổ biến trên thế giới.

Thuật toán mới đã giúp sản phẩm UAV vượt qua các thử nghiệm của Viettel High Tech, liên tục đạt những kỳ tích như: vượt qua thử nghiệm đạt độ chính xác 0,6m; hoàn thành xuất sắc nghiệm thu sản phẩm với Bộ Quốc phòng đạt độ chính xác tới 0,3m.

Đặc biệt, trong đợt diễn tập lớn của Bộ Quốc phòng tổ chức, trời bất ngờ nổi gió lớn, tất các thiết bị của các đơn vị khác không yên tâm cất cánh. Trong khi đó, thiết bị của Viettel vẫn tự tin cất cánh trình diễn các bài theo đúng kế hoạch. Tất cả kết quả đều vượt xa tiêu chuẩn ban đầu và các sản phẩm tương tự của các nước tiên tiến trên thế giới.