Bài cuối
Nhận diện tử thần trong lòng đất bằng thuật toán
Với sự cho phép của Cục Tuyên huấn (Tổng cục Chính trị) và lãnh đạo Viện Tự động hóa Kỹ thuật Quân sự / Viện KH-CN quân sự, tôi được tiếp xúc với Trung tá - Tiến sĩ Vũ Quốc Huy, đại diện cho nhóm nghiên cứu phát triển tổ hợp thiết bị dò tìm bom mìn, vật nổ (BMVN) sau chiến tranh bằng công nghệ 4.0.
1. Tiến sĩ Vũ Quốc Huy sinh năm 1980, tốt nghiệp chuyên ngành Tự động hóa, Đại học Bách khoa Hà Nội và làm việc tại Viện từ năm 2003 đến nay. Anh cho biết, Trung tâm Công nghệ xử lý bom mìn (BOMICEN) là đơn vị đầu ngành trong toàn quân về kỹ thuật dò tìm, xử lý bom mìn vật nổ (BMVN). Hiện nay, việc rà phá bom mìn chủ yếu vẫn dựa vào các máy dò mìn cầm tay, do người lính công binh trực tiếp thực hiện trên thực địa. Theo “Quy trình kỹ thuật dò tìm, xử lý BMVN”, khi máy dò chỉ thị có tín hiệu, người lính phải dò thành vệt chữ thập để xác định vị trí tâm tín hiệu, dùng cờ đỏ đánh dấu sát bên cạnh tâm tín hiệu. Sau khi dò tìm, công việc đào kiểm tra, xử lý tín hiệu đến độ sâu 30cm yêu cầu dùng máy dò mìn, thuốn kiểm tra lại vị trí đã đánh dấu; dùng xẻng nhỏ đào hố có miệng rộng khoảng 0,5 đến 0,6m (tùy theo độ lớn của tín hiệu), thận trọng bóc dần từng lớp đất từ trên xuống và từ mép vào tim hố, vừa đào vừa kiểm tra; khi thấy tín hiệu thì dùng dao găm để bới đất xung quanh cho lộ hẳn vật gây tín hiệu, từ đó xác định loại BMVN để có phương án xử lý theo quy trình kỹ thuật. Quá trình dò tìm, xử lý BMVN luôn có sự tham gia trực tiếp của con người cho thấy việc làm chủ công nghệ thiết kế, chế tạo các tổ hợp thiết bị hỗ trợ người lính công binh dò, đào, xúc, gắp BMVN đang hết sức cấp thiết, nhằm giảm thiểu thiệt hại về người trong việc khắc phục hậu quả bom mìn.
Hiện nay, nhiều nước trên thế giới đã tạo ra nhiều loại máy móc và tổ hợp thiết bị có khả năng dò tìm, phá hủy, đào, xúc, gắp BMVN. Sau giai đoạn phát triển các loại máy thuần cơ khí, các nước đã phát triển các máy (hoặc robot) rà phá tự động. Công nghệ tự động hóa có thể thay thế con người đảm nhiệm được nhiều nhiệm vụ phức tạp với tốc độ và hiệu quả cao. Nhóm nghiên cứu của Tiến sĩ Vũ Quốc Huy đã đề xuất một phương pháp tự động nhận diện và phân loại các loại bom mìn dựa vào trí tuệ nhân tạo. Đầu tiên là thu thập dữ liệu ảnh của các loại bom mìn trong chiến tranh. Bước thứ hai, xây dựng mô hình nhận diện; dựa vào thuật toán học sâu, học truyền để huấn luyện mô hình phân loại thông qua các đặc trưng. Bước thứ ba, kiểm tra đánh giá tối ưu hóa mô hình. Quá trình huấn luyện và đánh giá mô hình có thể được thực hiện nhiều lần để thu được mô hình tối ưu. Và bước cuối cùng là nạp mô hình vào thiết bị để thực hiện chức năng phân loại các loại bom mìn chụp được.
Bộ Quốc phòng đã giao cho các cơ quan, đơn vị chủ động nghiên cứu, đầu tư các trang thiết bị công nghệ trong công tác xử lý bom mìn như các loại máy dò mìn, dò bom và một số trang thiết bị khác như áo giáp, bộ công cụ xử lý tín hiệu, tháo gỡ mìn, tháo ngòi, máy cưa - cắt, cứu thương... Đây là những thiết bị, công cụ hiện đại hỗ trợ rất tốt hoạt động rà phá bom mìn hiện nay tại Việt Nam. Tuy nhiên, với số lượng bom mìn rất lớn còn đang tồn tại trên khắp lãnh thổ thì các trang thiết bị này là chưa đủ. Ở nhiều nơi, người lính công binh vẫn đang phải sử dụng các đầu dò cầm tay và các dụng cụ thô sơ (dao găm, thuốn) để dò tìm, đào xúc BMVN.
Trước đòi hỏi của thực tế cuộc sống, Viện Tự động hóa Kỹ thuật quân sự đã phối hợp với Trung tâm Công nghệ xử lý bom mìn và Viện Kỹ thuật cơ giới quân sự triển khai thực hiện đề tài “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo tổ hợp thiết bị dò tìm BMVN, có khả năng đào, xúc, gắp BMVN ở độ sâu 1,5m”, phục vụ phát hiện và hỗ trợ xử lý bom mìn sau chiến tranh (mở rộng khả năng xử lý bom mìn chống khủng bố). Theo thiết kế, tổ hợp thiết bị bao gồm một xe chuyên dụng chở các robot rà bom mìn (RRBM), robot gắp vật nổ (RGV) và trung tâm điều khiển, giám sát bằng sóng vô tuyến. RRBM có thể dò mìn bộ binh, áp dụng cho tất cả các dự án phục vụ việc khai hoang, phục hóa đất canh tác, đất nông nghiệp, bảo đảm an toàn cho nhân dân. Ngoài ra có thể dò bom nằm gần mặt đất. Thay vì phải cầm tay máy dò trực tiếp trên thực địa, người lính công binh sẽ điều khiển từ xa RRBM ở cự ly đến 500m thông qua hệ thống camera 360 độ quan sát toàn cảnh thực hiện các công việc dò tìm, đào, xúc, gắp BMVN. Kết quả phát hiện BMVN sẽ được truyền về trung tâm điều khiển, chờ lệnh thực hiện thao tác đào, xúc, gắp với các đầu công cụ phù hợp. RGV cũng được điều khiển từ xa có nhiệm vụ luồn sâu quan sát trong không gian hẹp và mang vật nổ đồng bộ để phá hủy bom mìn nguy hiểm, có vùng sát thương lớn. RGV chỉ thực hiện nhiệm vụ trong khu vực bị hạn chế về không gian và làm nhiệm vụ đặc thù khác như chống khủng bố, đảm bảo an ninh, an toàn; được thiết kế, chế tạo theo mẫu robot Grizzly hiện có tại Trung tâm Công nghệ xử lý bom mìn. Các robot RRBM và RGV đều được tích hợp hệ thống GPS và các thiết bị thu phát không dây tốc độ cao có khoảng cách trao đổi dữ liệu trên 500m, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người thực hiện nhiệm vụ.
2. “Bom mìn sót lại sau chiến tranh còn tồn tại, ở nhiều nơi trên đất nước ta cần được dọn dẹp sạch. Đây là công việc đặc thù, nguy hiểm nên cần phải có lực lượng chuyên trách đảm nhiệm. Song để giải trừ được hết bom mìn sau chiến tranh thì rất cần sự chung tay của cả xã hội, từ việc nâng cao nhận thức cho đến đóng góp trí tuệ khoa học kỹ thuật, công nghệ. Trang thiết bị rà phá BMVN, nếu được đầu tư, ứng dụng công nghệ mới chắc chắn sẽ có những sản phẩm thiết thực” - Vũ Quốc Huy nói với tôi.
Giải pháp phân loại bom mình dựa vào hình ảnh và thuật toán học sâu ở nước ta là một nghiên cứu mới, được kỳ vọng có thể tích hợp vào tổ hợp thiết bị dò tìm BMVN. Sau khi chế tạo xong, tổ hợp sẽ được đưa vào thử nghiệm đánh giá bằng các kịch bản khác nhau. Việc nhận biết loại BMVN rất quan trọng, giúp cung cấp thông tin sơ bộ về loại bom, mìn phát hiện, hỗ trợ để người lính công binh quyết định xử lý bom bi thì như thế nào, bom dẫn đường thì phải làm sao... Ví dụ, nếu không phải là BMVN thì thu gom về nơi quy định; nếu là BMVN thì xử lý an toàn rồi mới thu gom về nơi quy định; nếu là BMVN không an toàn cho thu gom, vận chuyển hoặc vật nổ lạ thì đánh dấu bằng cờ đỏ chờ xử lý riêng.
“Vì liên quan tới tính mạng con người nên tổ hợp sau thiết kế, chế tạo cần phải được đánh giá rất cẩn thận. Sản phẩm vật lý đã manh nha, hiện các bộ phận cấu thành tổ hợp còn đang rải rác. Nếu thành công sẽ còn nhiều câu chuyện về sau, chứ hiện thời chưa chia sẻ được nhiều. Mình không kỳ vọng làm được hơn nước ngoài mà chỉ mong muốn thiết kế, chế tạo được sản phẩm thiết thực bằng chính khoa học, công nghệ và con người Việt Nam, với mục đích hỗ trợ người lính công binh thực hiện nhiệm vụ, làm sao giảm bớt nguy cơ thương vong và đảm bảo an toàn cho người lính. Mình mong chờ tổ hợp hoàn thành và được đưa vào ứng dụng thực tế”, Trung tá - Tiến sĩ Vũ Quốc Huy chia sẻ. Và tôi cũng thầm mong như vậy.
