Lập trình di chuyển chính xác cho từng drone
Theo kế hoạch của UBND TP.HCM trong dịp kỷ niệm 50 năm thống nhất đất nước, thành phố sẽ tổ chức trình diễn ánh sáng quy mô 10.500 drone vào đêm 30/4. Ban tổ chức cho biết sẽ lập hồ sơ đề xuất xác lập kỷ lục Việt Nam về số lượng bay drone nhiều nhất tại một thời điểm. Trước đó một số tỉnh, thành phố trình diễn nhiều nhất hơn 4.000 drone.
Drone trình diễn ánh sáng xuất hiện trên thế giới từ những năm 2010 và màn trình diễn đầu tiên được ra mắt công chúng năm 2012, khi các công nghệ drone ngày càng tiên tiến và có khả năng vận hành tự động theo hệ thống bầy đàn (swarm drone).
Lý do chính khiến drone trình diễn ánh sáng được quan tâm là khả năng tạo ra các màn trình diễn rực rỡ, ấn tượng với nhiều hình ảnh, nội dung độc đáo. Sự linh hoạt trong triển khai, khả năng ứng dụng cao và sự sáng tạo vô hạn trong thiết kế đã khiến loại hình trình diễn công nghệ cao này trở thành một xu hướng được quan tâm trên thế giới, thu hút sự chú ý của công chúng.
Ông Nguyễn Minh Thắng, Đại diện Công ty cổ phần giải pháp kinh doanh Corex - đơn vị có hơn 3 năm kinh nghiệm thực hiện các chương trình trình diễn drone quy mô lớn cho biết quá trình chuẩn bị cho trình diễn drone bắt đầu bằng việc phác thảo kịch bản trình diễn.
Các kỹ sư sau đó sẽ lập trình 3D và chuyển động, rồi lập trình di chuyển chính xác cho từng drone trên hệ thống máy tính để tạo nên các hình ảnh sống động.
Toàn hệ thống sẽ được lập trình trước về vị trí các điểm bay, thời gian di chuyển và các hiệu ứng ánh sáng chính xác tới từng drone.
Ông Thắng cho biết quá trình chuẩn bị cho một buổi biểu diễn drone ánh sáng đòi hỏi sự chuẩn bị kỹ lưỡng. Sau khi lập trình, đội ngũ kỹ thuật sẽ có nhiều bước để kiểm tra mặt bằng và không gian bay.
Sau khi lập trình xong, đội ngũ kỹ sư sẽ thực hiện các bài bay thử nghiệm nhiều lần để kiểm tra tính chính xác và đồng bộ. Một buổi trình diễn drone được lập trình và điều khiển qua hệ thống điều kiển mặt đất và không trung với phần mềm chuyên dụng.
Khi buổi biểu diễn bắt đầu, hệ thống tự động điều khiển các drone theo bài lập trình, kết hợp giữa trạm điều khiển mặt đất và tín hiệu định vị GPS để đảm bảo drone di chuyển chính xác, tạo nên những màn trình diễn nghệ thuật.
Theo TS Đặng Xuân Ba, Giám đốc Trung tâm Robot thông minh, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, đề án của thành phố với trên 10.000 drone nên quy mô và không gian trình diễn sẽ lớn hơn. Do đó khoảng cách giữa các drone sẽ gần nhau hơn, có thể dưới 3 m. Vì vậy tín hiệu định vị GPS cần đảm bảo độ chính xác cao để drone hoạt động đúng vị trí.
“Do drone hoạt động trên một quỹ đạo được lập trình sẵn nên tín hiệu GPS cần đủ mạnh. Muốn làm được việc này, đường truyền internet không dây, cụ thể là công nghệ 4G hoặc 5G cần được trang bị với băng thông mạnh và ổn định để drone vận hành chính xác”, TS Xuân Ba nói.
Ngoài vấn đề kỹ thuật, ông cũng cho rằng yếu tố từ môi trường cũng không kém phần quan trọng.
Cụ thể, buổi trình diễn drone ánh sáng cần có thời tiết đẹp, lặng gió, không mưa. Bởi nếu trời có gió từ cấp 4 - cấp 5 sẽ ảnh hưởng đến hoạt động trình diễn do drone phục vụ biểu diễn ánh sáng có kích thước nhỏ.
Hệ thống điều khiển hiện đại được bảo mật bằng các lớp mã hóa
Về yếu tố an toàn, ông Nguyễn Minh Thắng cho biết, khi vào trình diễn các drone được xếp theo các vị trí không gian đã được lập trình từ trước. Toàn bộ vùng bãi đáp drone được bảo vệ nghiêm ngặt bởi các cơ quan chức năng và lực lượng an ninh trong suốt quá trình chuẩn bị và trình diễn để tránh các sự cố phát sinh từ phía ngoài.
Đại diện Corex cho biết an toàn là yếu tố được quan tâm nhất trong mỗi buổi biểu diễn. Vì vậy mọi buổi trình diễn drone đều được thực hiện trong khu vực được cấp phép, có sự giám sát của các chuyên gia về an toàn bay.
Các phi công drone luôn có nhiều thiết bị giám sát môi trường trong suốt buổi biểu diễn để đảm bảo các drone di chuyển đúng quỹ đạo.
Các drone đều được trang bị hệ thống GPS và cảm biến để tự động điều chỉnh khi gặp phải sự cố, đồng thời hệ thống sẽ ngừng hoạt động khi phát hiện các bất thường.
Trong trường hợp phần mềm gặp lỗi hoặc quyền điều khiển bị mất, hệ thống của drone sẽ tự động chuyển sang chế độ an toàn, giúp drone tự động quay lại điểm khởi hành hoặc dừng lại tại chỗ.
Trong trường hợp khẩn cấp thì drone sẽ được cho rơi thẳng đứng tại chỗ. Đội ngũ điều khiển và kỹ thuật viên luôn có mặt tại chỗ để xử lý tình huống và đưa ra các giải pháp khắc phục.
Theo ông Thắng, các hệ thống trình diễn drone hiện đại đều có cơ chế bảo vệ tự động và có nhiều phương pháp giao tiếp dự phòng với drone. Việc này nhằm bảo vệ khỏi sự can thiệp từ bên ngoài trong trường hợp một phương pháp giao tiếp bị lỗi, giúp giảm thiểu rủi ro tối đa trong các tình huống khẩn cấp.
Trường hợp phần mềm quản lý bị tấn công, theo ông Thắng, đây được coi một rủi ro luôn được các cơ quan chức năng và công chúng quan tâm.
Tuy nhiên, các hệ thống điều khiển hiện đại đều được bảo mật bằng các lớp mã hóa và các biện pháp an toàn tiên tiến như đa phương thức giao tiếp với hệ thống drone trên không. Điều này giúp người quản lý có thể thay đổi cách thức giao tiếp khác trong trường hợp một cách thức bị lỗi.
Trong trường hợp xảy ra sự cố, hệ thống có khả năng chuyển sang chế độ hạ cánh an toàn hoặc ngừng hoạt động, đánh rơi drone tại chỗ ngay lập tức.
Các phi công và chuyên gia kỹ thuật cũng được trang bị các công cụ giám sát liên tục và sẵn sàng can thiệp ngay khi có dấu hiệu bất thường.
“Điều quan trọng là các phần mềm điều khiển và phần cứng luôn được cập nhật và bảo vệ bằng các biện pháp phòng ngừa tốt nhất”, ông Thắng cho biết.
Theo TS Đặng Xuân Ba, thực tế không chỉ các drone biểu diễn ánh sáng mà nhiều drone cỡ lớn khác cơ chế đảm bảo an toàn luôn là “tự hủy”, tức drone mặc định sẽ rơi xuống tại vị trí bay khi gặp sự cố. Bởi với trường hợp người quản lý không kiểm soát được drone do sự cố, thiết bị bay này có thể bay xa và rất nguy hiểm cho con người. “Do đó cơ chế tự hủy luôn là ưu tiên trong an toàn hoạt động của drone”, TS Ba nói.
Theo các chuyên gia, chi phí cho một buổi trình diễn drone phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: số lượng drone sử dụng, thiết bị drone là thế hệ mới hay thế hệ trước đây, độ phức tạp của kịch bản, thời gian diễn ra buổi biểu diễn, cũng như các yếu tố liên quan đến công tác an ninh và các chi phí chuyên gia kỹ thuật.
Ngoài ra, địa điểm biểu diễn cũng có thể ảnh hưởng đến chi phí, vì một số khu vực có thể yêu cầu đặc biệt hoặc có yêu cầu an toàn cao hơn. Xu hướng tương lai của trình diễn drone sẽ tiếp tục phát triển mạnh mẽ nhờ vào sự tiến bộ của công nghệ. Các màn trình diễn sẽ ngày càng trở nên sống động và ấn tượng hơn với các loại hình drone mới như drone trong nhà, drone hỏa thuật, drone khổng lồ, vision drone (drone có nhiều tính năng thông minh)…
