Trong thời đại công nghiệp hoá và hiện đại hoá, sự phát triển nhanh chóng của nhiều lĩnh vực công nghiệp mũi nhọn như: công nghệ thông tin, công nghệ chế tạo cơ khí và công nghệ điện tử, tự động đã đóng một vai trò quan trọng trong xã hội. Cùng với sự tiến bộ về khoa học công nghệ là sự phát triển của xã hội, nhu cầu sống và làm việc của con người ở mức cao hơn, nhu cầu có những phương pháp huấn luyện an toàn và hiệu quả về thời gian, tiếp kiệm về chi phí trở nên cấp thiết.

Tại các cơ sở đào tạo, huấn luyện thử sóng trên biển đối với các học viên trong ngành hàng hải là yêu cầu bắt buộc. Các chương trình mô phỏng huấn luyện đáp ứng được yêu cầu thuần thục về thao tác khi khai thác các thiết bị trên tàu. Tuy nhiên, các phòng mô phỏng giả lập các đặc tính của thiết bị dưới dạng các thiết bị ảo chỉ cảm nhận được bằng quan sát. Việc xây dựng mô hình vật lý giúp học viên cảm nhận rõ việc tác động của sóng biển lên tàu trong quá trình huấn luyện là rất cần thiết. Do đó, hệ thống mô phỏng chuyển động ra đời đã tiết kiệm được rất nhiều thời gian và gần như triệt tiêu hoàn toàn những rủi ro trong khâu đào tạo, mang lại lợi thế về yếu tố con người trong những chương trình đào tạo cần độ thuần thục của thao tác cao và thậm chí tiềm ẩn nguy hiểm. Việc thiết kế, chế tạo robot song song sáu bậc tự do tạo dao động sóng biển sẽ là tiền đề giúp việc đào tạo và huấn luyện hàng hải có thể thực hiện trực tiếp trên bờ đạt được hiệu quả cao. Ngoài ra, kết quả nghiên cứu sẽ hỗ trợ cho các nghiên cứu tiếp theo về tính toán dao động của tàu, tính toán an toàn các thiết bị khi đặt trên môi trường có dao động sóng giả lập tác động.

Nhằm thiết kế, chế tạo Robot song song sáu bậc tự do tạo dao động sóng biển để giải quyết được vấn đề tào tạo và huấn luyện cho sinh viên ngành đi biển với việc thử sóng tại phòng tạo sóng thay cho việc phải lên tàu; thử nghiệm các thiết bị khác dưới điều kiện chịu tác động sóng biển; tạo môi trường sóng giả lập phục vụ mô phỏng đối với các thiết bị được trang bị trên tàu; mở rộng ứng dụng trong các lĩnh vực khác sử dụng Robot song song sáu bậc tự do; tăng khả năng làm chủ công nghệ, hỗ trợ các nghiên cứu liên quan đặc biệt trong lĩnh vực tự động hóa và hàng hải, TS. Phạm Văn Triệu và nhóm nghiên cứu tại Trường Đại học Hàng hải Việt Nam - Bộ Giao thông Vận tải đã hiện đề tài: “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo robot song song sáu bậc tự do tạo dao động sóng biển phục vụ đào tạo và huấn luyện hàng hải”.

Sau một thời gian triển khai thực hiện, đề tài đưa ra các kết luận như sau:

Đề tài đã hoàn thành tất cả các công việc được giao theo đúng tiến độ, đảm bảo chất lượng. Các sản phẩm khoa học và công nghệ của đề tài đáp ứng đầy đủ theo các yêu cầu đặt ra. Robot song song sáu bậc tự do tạo dao động sóng biển đã được đo kiểm độc lập bởi đơn vị có uy tín là Viện Vũ khí, Tổng cục Công nghiệp Quốc phòng. Do đó, kết quả nghiên cứu đảm bảo tính chính xác và tin cậy.

Các dạng sản phẩm chính của đề tài đã hoàn thành đúng hạn với kết quả tốt, các sản phẩm đó bao gồm: Sản phẩm khoa học công nghệ; Bản vẽ thiết kế; Các bài báo khoa học.

Kết quả mô phỏng cho thấy, Robot song song bám quỹ đạo đặt với thời gian đạt trạng thái xác lập ngắn ở các kịch bản dao động khác nhau.

Kết quả thử nghiệm cho thấy, Robot song song hoạt động theo đúng quỹ đạo mong muốn với độ chính xác cao. Do tính chất bố trí các chân song song nên khả năng chịu lực của Robot rất tốt ngay cả ở trạng thái tĩnh và trạng thái động.

Kết quả của nghiên cứu có thể ứng dụng trong tào tạo và huấn luyện hàng hải, mở rộng ứng dụng cho các nghiên cứu về dao động tàu, dao động các thiết bị đặt trên tàu khi chịu tác động của sóng biển. Đề tài có thể hỗ trợ các nghiên cứu về Robot trong việc phát triển các thuật toán điều khiển mới trong tương lai.

Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ được áp dụng hiệu quả vào thực tế đào tạo và huấn luyện hàng hải nếu được cấp phép để nâng cấp và tích hợp vào các hệ thống mô phỏng 3D được các cơ sở đào tạo trang bị. Tuy nhiên, quá trình này cần phải có kinh phí để triển khai việc kết nối và đồng bộ hóa dữ liệu giữa hệ thống mô phỏng hiện có và Robot song song được chế tạo do đó nhóm nghiên cứu mong muốn dự án được tiếp tục đầu tư giai đoạn tiếp theo để có thể tiến hành xây dựng và tích hợp hệ thống mô phỏng hoàn chỉnh trong tương lai.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 19486/2021) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

P.T.T (NASATI)