Sinh viên Đại học Bách khoa chế tạo thành công robot chọn gốc cỏ để xịt thuốc

Robot diệt cỏ có tên là BK Delta, do 5 sinh viên năm cuối Viện Cơ khí, Đại học Bách khoa (Hà Nội) gồm Nguyễn Đức Anh, Nguyễn Mạnh Cường, Nguyễn Văn Hướng, Đàm Mạnh Tiến và Ngô Văn Chung, nghiên cứu chế tạo trong 7 tháng với sự giúp đỡ, hướng dẫn của TS Nguyễn Văn Tình và TS Nguyễn Ngọc Kiên (Viện Cơ khí).

Đây cũng là sản phẩm được nhiều chuyên gia đánh giá có tính đột phá trong nghiên cứu khoa học lại vừa tạo ra một sản phẩm rất có ích giúp đỡ người nông dân trong khâu phun thuốc diệt cỏ.

Robot chọn gốc cỏ để xịt thuốc lần đầu ra mắt đã được đánh giá là sản phẩm khoa học công nghê có tính ứng dụng cao

Được biết, ý tưởng chế tạo robot khởi nguồn từ nỗi ám ảnh của Chung – một trong những thành viên của nhóm nghiên cứu về những ngày nắng nóng mà trên lưng bố mẹ em phải đeo chiếc bình phun thuốc trừ cỏ sặc sụa mùi thuốc hóa học độc hại. Nhà của Chung ở Vĩnh Phúc, có hơn 1.000 m2 trồng đủ loại hoa màu như lạc, ngô, đỗ. Cứ mỗi vụ trồng phải mất 3 - 4 ngày phun thuốc diệt cỏ.

Hiện nay, phun thuốc diệt cỏ là khâu khó thuê nhân công nhất, do đây là công việc ảnh hưởng đến sức khỏe vì hóa chất độc hại. Làm thế nào để chế tạo robot thay sức người là điều Đức Anh và các bạn trong nhóm nghiên cứu ấp ủ.

Đầu tháng 2/2020 nhóm nghiên cứu bắt đầu đi khảo sát những cánh đồng trồng hoa màu xem những đối tượng nào phù hợp rồi dựng mô hình 3D của robot, giúp hình dung phần cơ khí và việc tính toán số liệu chính xác hơn. 

Đây cũng là công đoạn khó nhất mà nhóm phải giải quyết. Để tích hợp công nghệ, các bạn đã đưa vào hơn 1.500 bộ ảnh và lập trình cho con robot sau đó dạy cho robot học, nhận biết thông qua mạng Neural Network để phân biệt cỏ dại và hoa màu qua camera với độ chính xác được nhóm thử nghiệm lên tới 85%, thao tác xịt thuốc chính xác 97%.

Cận cảnh robot với bộ vi xử lý sẽ điều khiển hệ thống đến đúng vị trí kích hoạt bơm và xịt lượng thuốc phù hợp với vị trí của cỏ

“Robot nhóm chúng tôi nghiên cứu có chiều dài là 640mm, rộng là 540mm, cao là 750mm. Cánh tay của robot có bán kính 250mm, chiều cao là 220mm và tốc độ hoạt động thì robot có thể xịt thuốc khoảng 3 mét vuông/phút”, Đàm Mạnh Tiến – thành viên nhóm nghiên cứu robot chọn gốc cỏ để xịt thuốc.

“Nguyên lý hoạt động của con robot này là máy tính sẽ nhận ảnh từ camera và đưa vào hệ thống xử lý. Hệ thống xử lý ở đây sử dụng trí tuệ nhân tạo để phân biệt rau hay cỏ từ đó trích xuất khu vực làm việc của robot, gửi dữ liệu và tọa độ về bộ xử lý trung tâm thông qua bộ vi xử lý. Từ đây vi xử lý sẽ điều khiển hệ thống đến đúng vị trí kích hoạt bơm và xịt lượng thuốc phù hợp với vị trí của cỏ đã được nhận dạng trước”, Nguyễn Văn Hướng – thành viên của nhóm thuộc chuyên ngành Cơ điện tử ĐH Bách khoa Hà Nội cho hay.

Được biết, khung robot được nhóm nghiên cứu làm bằng thanh nhôm cứng, nhựa in 3D, được lắp 4 bánh xe. Đó đều là những chi tiết có trọng lượng nhỏ nhẹ để làm sao cho con robot có khối lượng nhỏ nhẹ nhất có thể, tăng tính linh hoạt cho robot.

Con robot này có tổng trọng lượng 14kg được thiết kế di chuyển trên luống rau bằng bánh xe cao su, vành sắt, tăng độ bám trên mặt đất. Ngoài ra, nó có thể di chuyển trên cả địa hình bằng phẳng và gồ ghề. 

“Người nông dân không cần đi theo robot mà có thể đứng tại một vị trí điều khiển robot trên cả cánh đồng mẫu lớn. Nhóm nghiên cứu đang cố gắng trong tương lai sẽ không cần sự can thiệp của người nông dân vào quá trình vận hành của robot.

Ngoài ra, nhóm nghiên cứu còn hướng tới cơ chế vận hành cho robot bằng năng lượng mặt trời, tối ưu thiết bị, cơ cấu để giảm giá thành giúp người nông dân có thể mua được”, Nguyễn Mạnh Cường thành viên của nhóm nghiên cứu cho hay.

Liên quan đến công trình nghiên cứu khoa học này, PGS.TS Lê Anh Tuấn – Giảng viên Trường Đại học Bách khoa Hà Nội nhận xét, robot diệt cỏ của nhóm sinh viên mang tính sáng tạo khoa học công nghệ rất cao, có nhiều tiềm năng để ứng dụng do có giá thành rẻ, phù hợp với nhiều điều kiện trong nông nghiệp. 

Tuy nhiên, hình thức của robot vẫn chưa thực sự nhỏ gọn và đẹp mắt. Nhóm cần nghiên cứu để tối ưu hóa các tính năng, cải tiến hình thức để có thể kết hợp thương mại hóa với các doanh nghiệp có nhu cầu.

Được biết, sau nhiều lần chạy thử và điều chỉnh thiết kế, sản phẩm robot diệt cỏ của nhóm đã hoàn thành với tổng chi phí khoảng 10 triệu đồng. Hiện, nhóm sẵn sàng chuyển giao sản xuất đại trà, khi đó giá thành có thể thấp hơn để phù hợp với điều kiện từng hộ nông dân. 

Đức Anh cho biết, nhóm dự định đưa robot đến các cuộc thi chế tạo trong nước để giới thiệu, từ đó mong muốn nhận được những lời góp ý cải tiến sản phẩm cũng như những lời mời hợp tác chuyển giao từ phía doanh nghiệp.

Hoàng Thanh