Robot CC - hệ thống cảnh báo cháy và chữa cháy bằng robot

Nhóm tác giả Nguyễn Văn Hóa Vũ, Mai Hồ Duy Tân - sinh viên Trường Đại học bách khoa TP.HCM vừa chế tạo thành công hệ thống cảnh báo cháy và chữa cháy bằng robot. Đây là đề tài đã đoạt huy chương bạc giải “Thiết kế, chế tạo, ứng dụng lần II - năm 2014”, do Trung tâm phát triển khoa học và công nghệ trẻ, Thành đoàn TP.HCM tổ chức.

Đại diện nhóm tác giả, bạn Nguyễn Văn Hóa Vũ chia sẻ, hệ thống gồm 2 thành phần gồm trạm giám sát có khả năng quan sát, phân tích phát hiện có cháy trong một khoảng không gian nhất định. Trạm này sẽ thông báo đến cho con người thông qua Internet, SMS, gọi điện nếu xảy ra cháy và báo đến robot giám sát gần đó nhất để robot di chuyển đến không gian có lửa và thực hiện công việc chữa cháy.

Robot giám sát là robot có được khả năng tương tự như một trạm giám sát lưu động, có thể điều khiển bằng tay hoặc chạy tự động theo hành trình cho trước. Robot được trang bị một bình chữa cháy CO₂, có thể dập lửa ngay khi phát hiện hoặc khi có thông báo từ trạm giám sát cố định nào đó. Ngoài ra, robot có thể được điều khiển bằng tay để đi vào không gian cháy, nơi mà con người khó có thể tiếp cận tìm kiếm nạn nhân bị mắc kẹt trong đám cháy và chữa cháy.

Hệ thống là một khối hoàn chỉnh được phối hợp giữa nhiều trạm giám sát và robot với nhau. Trạm giám sát và robot đều có điểm chung là trang bị camera có khả năng nhận diện được lửa. Để nhận diện được vùng không gian tồn tại lửa, phải sử dụng đến thị giác máy tính kết hợp với một hệ thống cảm biến phức tạp. Cơ bản về thị giác máy tính là khả năng phân tích màu lửa, phân tích xu hướng phát tán của ngọn lửa trong không gian. Qua những bước phân loại, đánh giá, nhận xét, nhóm tác giả lập trình cho máy tính học những dữ liệu này theo phương pháp máy học để máy tính có thể tự đánh giá và đưa ra những nhận xét đúng đắn đâu là lửa, đâu không phải lửa. Theo đó, một camera hồng ngoại được gắn song song với hướng của camera chính và được điều chỉnh cho trùng vào khung hình mà camera chính thu được. Nhiệm vụ của camera hồng ngoại này là xác định giả sử có vùng nào đó trong không gian được camera chính nhận dạng là màu lửa thì camera hồng ngoại sẽ xem xét vùng màu đó có nguồn hồng ngoại phát ra hay không.

Bên cạnh đó, để giảm thiểu tối đa các sai sót do máy tính gây ra, cần trang bị 2 hệ thống cảm biến gồm các cảm biến như cảm biến nhiệt độ, cảm biến khói, cảm biến khí... Và tìm cách bố trí các cảm biến này trong không gian sao cho phù hợp với khả năng xảy ra cháy tại khu vực đó. Đối với trạm giám sát cố định, thuật toán nhận diện lửa có những khác biệt nhỏ so với thuật toán nhận diện lửa của robot nhưng cơ bản vẫn dựa trên thị giác máy tính.

Robot hiện có thể hoạt động trên địa hình bằng phẳng như nhà xưởng, văn phòng, trường học... Trong khi di chuyển trên những đường thẳng cố định, robot luôn nhìn xung quanh để tìm kiếm nguồn nhiệt. Khi phát hiện ra nguồn phát nhiệt, robot sẽ xác định đó có phải là lửa hay không và mức độ nghiêm trọng của ngọn lửa này như thế nào. Robot sẽ liên tục phun CO₂ từ bình chữa cháy được trang bị sau lưng cho đến khi ngọn lửa bị dập tắt. Trong quá trình chữa cháy, robot sẽ gọi điện, nhắn tin liên tục tới những số điện thoại được cài đặt trước và gửi tọa độ GPS tới lực lượng cứu hỏa gần nhất nếu ngọn lửa vượt quá tầm kiểm soát. Ngoài ra, robot cũng có thể được điều khiển bằng tay để đi vào vùng có lửa, tìm kiếm nạn nhân bị mắc kẹt trong đám cháy, thông qua camera được gửi về máy tính bằng wifi.

Về hướng phát triển sản phẩm trong thời gian tới, theo bạn Hóa Vũ, hiện robot CC đang trong quá trình phát triển để thông minh hơn. Nhóm cũng đang tìm hiểu nhiều hơn về Kinect để mang lại cho robot khả năng tự vẽ ra bản đồ 3D để nó có thể hoạt động trong môi trường không được biết trước. Tính năng này giúp robot có thể tự tìm thấy người mắc kẹt trong đám cháy. Ngoài ra, robot cũng sẽ được trang bị thêm nhiều loại bình chữa cháy khác nhau như bột khô, CO₂, nước... để dập những đám cháy từ những nguyên nhân cháy khác nhau.

Theo Khoahocphothong