Sự hỗ trợ từ Robot vào các hoạt động khai thác của con người đã và đang mang lại nhiều ứng dụng hiệu quả, đặc biệt trong những điều kiện môi trường khắc nghiệt, độc hại. Cùng với xu hướng sử dụng robot hỗ trợ khai thác, các thiết bị di động, đặc biệt là các Robot vượt địa hình ra đời nhằm hỗ trợ con người trong thu thập thông tin, do thám và khắc phục sự cố, thảm họa. Một trong các ứng dụng nổi bậc của các Robot vượt địa hình là hỗ trợ người công nhân hầm mỏ trong các thao tác di chuyển, tìm kiếm, hỗ trợ cứu nạn trong lĩnh vực khai thác khoáng sản.

Đặc thù của các loại robot vượt địa hình là thay thế con người trong di chuyển, nên ngoài yếu tố chính xác khi thiết kế robot phải thõa mãn một số yêu cầu đặc biệt (bên cạnh các yêu cầu đáp ứng của các robot truyền thống) như khả năng nhận/truyền tín hiệu từ xa, phải mang đến cho con người thông tin có được trong hầm mỏ, địa hình khai thác đồng thời có thể cung cấp thông tin cơ bản về nguyên vật liệu tìm thấy trong hầm mỏ.

Với mong muốn có thể làm chủ công nghệ, mang khoa học phục vụ sản xuất và bước đầu tạo sự cạnh tranh với sự phát triển các loại Robot này cũng như giảm chi phí trong công nghệ khai thác mỏ, giảm thiệt hại kinh tế cho ngành công nghiệp khai thác, nhóm nghiên cứu Trường Cao đẳng Công Thương TP. Hồ Chí Minh do TS. Trần Hữu Toàn đứng đầu đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình robot vượt địa hình dò tìm khoáng sản và thu thập dữ liệu phục vụ công tác đào tạo”.

Nhận thức được tầm quan trọng, những thách thức về học thuật cũng như xu hướng phát triển của các loại robot này, nhóm thực hiện đề tài tập trung nghiên cứu, thiết kế và chế tạo một mẫu robot vượt địa hình. Những nghiên cứu ban đầu về đặc tính động học của các loại robot di động (mobile robot) giúp cho đề tài có những cơ sở để phân tích đặc điểm và xác định các yêu cầu thiết kế.

Dựa vào những yêu cầu về mặt công suất và hỗ trợ tải, các phương án truyền động và các lựa chọn cơ cấu, nguồn truyền động được đưa ra. Từ đó, đề tài phát triển một nguyên mẫu của Robot địa hình tại trường Cao đẳng Công Thương TP. Hồ Chí Minh với tên gọi là MATRob (Mining Assistance Terrain Robot) với các bản vẽ thiết kế, chế tạo và tiến hành gia công nguyên mẫu của Robot. Để MATRob làm việc và thao tác hỗ trợ thu thập dữ liệu trong khai thác khoáng sản, các thiết kế điều khiển và lập trình cho robot MATRob được thực hiện dựa trên nền tảng chế độ điều khiển thời gian thực, kèm theo một bảng điều khiển các chế độ làm việc và màn hình HMI cho người sử dụng.

Đề tài được đánh giá về hiệu quả ứng dụng thông qua các thí nghiệm giả lập xác định vật liệu, thu thập hình ảnh và dữ liệu về robot.

Mục tiêu định hướng lâu dài của đề tài là phát triển được các loại robot vượt địa hình đảm bảo các đặc tính kĩ thuật, đơn giản, dễ sử dụng, có giá thành cạnh tranh phục vụ cho nhu cầu sử dụng trong lĩnh vực khai thác khoáng sản nói riêng và mở rộng ứng dụng ở các lĩnh vực khác liên quan.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 17039/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

P.T.T (TH)

Sự hỗ trợ từ Robot vào các hoạt động khai thác của con người đã và đang mang lại nhiều ứng dụng hiệu quả, đặc biệt trong những điều kiện môi trường khắc nghiệt, độc hại. Cùng với xu hướng sử dụng robot hỗ trợ khai thác, các thiết bị di động, đặc biệt là các Robot vượt địa hình ra đời nhằm hỗ trợ con người trong thu thập thông tin, do thám và khắc phục sự cố, thảm họa. Một trong các ứng dụng nổi bậc của các Robot vượt địa hình là hỗ trợ người công nhân hầm mỏ trong các thao tác di chuyển, tìm kiếm, hỗ trợ cứu nạn trong lĩnh vực khai thác khoáng sản.

Đặc thù của các loại robot vượt địa hình là thay thế con người trong di chuyển, nên ngoài yếu tố chính xác khi thiết kế robot phải thõa mãn một số yêu cầu đặc biệt (bên cạnh các yêu cầu đáp ứng của các robot truyền thống) như khả năng nhận/truyền tín hiệu từ xa, phải mang đến cho con người thông tin có được trong hầm mỏ, địa hình khai thác đồng thời có thể cung cấp thông tin cơ bản về nguyên vật liệu tìm thấy trong hầm mỏ.

Với mong muốn có thể làm chủ công nghệ, mang khoa học phục vụ sản xuất và bước đầu tạo sự cạnh tranh với sự phát triển các loại Robot này cũng như giảm chi phí trong công nghệ khai thác mỏ, giảm thiệt hại kinh tế cho ngành công nghiệp khai thác, nhóm nghiên cứu Trường Cao đẳng Công Thương TP. Hồ Chí Minh do TS. Trần Hữu Toàn đứng đầu đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình robot vượt địa hình dò tìm khoáng sản và thu thập dữ liệu phục vụ công tác đào tạo”.

Nhận thức được tầm quan trọng, những thách thức về học thuật cũng như xu hướng phát triển của các loại robot này, nhóm thực hiện đề tài tập trung nghiên cứu, thiết kế và chế tạo một mẫu robot vượt địa hình. Những nghiên cứu ban đầu về đặc tính động học của các loại robot di động (mobile robot) giúp cho đề tài có những cơ sở để phân tích đặc điểm và xác định các yêu cầu thiết kế.

Dựa vào những yêu cầu về mặt công suất và hỗ trợ tải, các phương án truyền động và các lựa chọn cơ cấu, nguồn truyền động được đưa ra. Từ đó, đề tài phát triển một nguyên mẫu của Robot địa hình tại trường Cao đẳng Công Thương TP. Hồ Chí Minh với tên gọi là MATRob (Mining Assistance Terrain Robot) với các bản vẽ thiết kế, chế tạo và tiến hành gia công nguyên mẫu của Robot. Để MATRob làm việc và thao tác hỗ trợ thu thập dữ liệu trong khai thác khoáng sản, các thiết kế điều khiển và lập trình cho robot MATRob được thực hiện dựa trên nền tảng chế độ điều khiển thời gian thực, kèm theo một bảng điều khiển các chế độ làm việc và màn hình HMI cho người sử dụng.

Đề tài được đánh giá về hiệu quả ứng dụng thông qua các thí nghiệm giả lập xác định vật liệu, thu thập hình ảnh và dữ liệu về robot.

Mục tiêu định hướng lâu dài của đề tài là phát triển được các loại robot vượt địa hình đảm bảo các đặc tính kĩ thuật, đơn giản, dễ sử dụng, có giá thành cạnh tranh phục vụ cho nhu cầu sử dụng trong lĩnh vực khai thác khoáng sản nói riêng và mở rộng ứng dụng ở các lĩnh vực khác liên quan.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 17039/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

P.T.T (TH)