Nước dằn có vai trò đặc biệt quan trọng trong việc đảm bảo an toàn cũng như nâng cao hiệu quả kinh tế cho tàu ở một số trạng thái tải trọng trong quá trình khai thác tàu. Nước dằn được bơm vào tàu trong các két chứa nước dằn (két ballast) được bố trí ở mũi tàu, đuôi tàu, các két nằm ở đáy đôi và mạn kép. Trong nước dằn có nhiều chất gây oxy hóa. Khi chứa nước dằn trong các két sẽ xảy ra hiện tượng ăn mòn bề mặt két dẫn tới ảnh hưởng đến độ bền kết cấu tàu, ảnh hưởng đến an toàn của tàu trong quá trình khai thác.

Chính vì vậy, theo yêu cầu, các két ballast cần phải được kiểm tra, đánh giá theo các quy định của cơ quan phân cấp tàu nhằm đảm bảo các két dằn trên tàu thực hiện tốt vai trò của mình cũng như góp phần đảm bảo sự an toàn của tàu trong quá trình tàu khai thác. Thực tế, khi điều kiện khai thác tàu cho phép, việc kiểm tra két ballast thường được thực hiện thủ công. Với không gian kín, môi trường két ballast có thể gây ra nguy hiểm đối với người kiểm tra do sự thiếu ô xy, tồn tại các khí độc, khí dễ cháy nổ... Có thể nói, kiểm tra két ballast trên tàu biển là một công việc mang đến những rủi ro sức khỏe ngắn hạn và dài hạn cho người kiểm tra.

Xuất phát từ thực tiễn ấy, một giải pháp mang tính kỹ thuật được đề xuất nhằm hạn chế những rủi ro cho con người, giảm thiểu chi phí trong công tác bảo trì, bảo dưỡng tàu. Đó là xây dựng hệ thống tích hợp gồm rô bốt, phần cứng và phần mềm cho phép điều khiển hoạt động của rô bốt trong quá trình kiểm tra két ballast. Rô bốt là trung tâm của hệ thống được thiết kế và chế tạo thử nghiệm với mong muốn có thể nhân rộng mô hình, chuyển giao công nghệ cho các cơ sở đào tạo, huấn luyện và các công ty vận tải biển tại Việt Nam. Hiện nay, ở các nước tiên tiến đã có công nghệ thiết kế và chế tạo rô-bốt kiểm tra tàu, rô-bốt kiểm tra két ballast. Ví dụ: Dự án thiết kế, chế tạo Roboship được thực hiện bởi Hà Lan và Đức từ năm 2011. Tuy nhiên, công nghệ luôn là vấn đề bí mật, không thể tiếp cận được.

Hiện nay trong nước chưa có công trình nào về thiết kế, chế tạo hệ thống thông minh có khả năng tự động kiểm tra không gian kín nói chung và rô-bốt phục vụ kiểm tra két nước dằn trên tàu biển nói riêng do đó với mục tiêu cố gắng đuổi kịp thế giới về mặt công nghệ, tập trung giải mã các công nghệ tiên tiến của nước ngoài, làm chủ công nghệ và tiến đến nội địa hoá sản phẩm là yêu cầu đặt ra. Phát triển công nghệ phục vụ ứng dụng thực tiễn và công tác đào tạo, huấn luyện để phát triển kinh tế biển Việt Nam, PGS. TS. Nguyễn Kim Phương và nhóm nghiên cứu tại Trường Đại học Hàng hải Việt Nam - Bộ Giao thông Vận tải đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm rô bốt phục vụ kiểm tra két nước dằn tàu biển” nhằm chế tạo thử nghiệm rô bốt có khả năng tự động khảo sát tình trạng của két nước dằn (két ballast) trên tàu biển. Rô bốt làm việc an toàn, tin cậy, đáp ứng được yêu cầu về kiểm tra tình trạng của két ballast trên tàu biển theo các quy định của tổ chức Hàng hải quốc tế (Thông tư MSC.158(78), MSC.215(82), MSC.261(84); Công ước SOLAS) và các quy 13 định của Việt Nam (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 21: 2015/BGTVT Sửa đổi 2: 2017),

Dựa trên các kết quả khảo sát thực tế về kết cấu két ballast, cũng như các mục tiêu chính cần đạt được của rô bốt, nhóm tác giả đã xác định phương pháp nghiên cứu và triển khai chế tạo, thử nghiệm thành công rô bốt phục vụ kiểm tra két nước dằn tàu biển, hoàn thành mục tiêu cũng như các nhiệm vụ nghiên cứu mà đề tài đặt ra đã được phê duyệt, cụ thể như sau:

- Tổng quan về kiểm tra két nước dằn trên tàu biển;

- Tổng quan về cảm biến sử dụng cho rô-bốt phục vụ kiểm tra két ballast tàu biển;

- Cơ sở lý thuyết về điều khiển tự động áp dụng cho rô-bốt tự hành;

- Thiết kế mô hình kiến trúc Master-Slave với kết nối không dây;

- Thiết kế, chế tạo trạm Slave để thu thập thông tin két, đóng gói dữ liệu và truyền về trạm Master;

- Thiết kế, chế tạo trạm Master để thu nhận dữ liệu từ Slave gửi về, giải mã tín hiệu, gửi tới máy tính (PC);

- Thiết kế, chế tạo xe tự hành, gắn trạm Slave, cho phép di chuyển trong không gian két để thu thập thông tin két;

- Xây dựng phần mềm điều khiển (điều khiển hệ thống cho trạm Slave, Master, điều khiển xe tự hành);

- Xây dựng phần mềm xử lý thông tin (Đóng gói, thu phát dữ liệu, quản lí dữ liệu);

- Thử nghiệm, đánh giá kết quả thử nghiệm rô-bốt phục vụ hoạt động kiểm tra két nước dằn tàu biển;

- Hiệu chỉnh và hoàn thiện rô-bốt phục vụ kiểm tra két nước dằn tàu biển;

- Hướng dẫn sử dụng và quy trình kiểm tra, bảo dưỡng rô-bốt phục vụ kiểm tra két nước dằn tàu biển;

- Kết quả kiểm tra, thử nghiệm rô-bốt được tổ chức độc lập có tư cách pháp nhân xác nhận.

Cho tới thời điểm hiện tại, các chủng loại rô bốt phục vụ kiểm tra két ballast tàu biển hiện còn chưa được sử dụng trên các tàu hàng trong nước. Do vậy, sản phẩm nghiên cứu của nhóm tác giả có tiềm năng thị phần lớn trong việc cung cấp công cụ kiểm tra két ballast cho đội tàu hàng hoặc chuyển giao công nghệ cho các các công ty vận tải biển tại Việt Nam nhằm đảm bảo an toàn cho các hoạt động kiểm tra két nước dằn trên tàu biển, góp phần nâng cao hiệu quả khai thác tàu, ngoài ra còn góp phần phục vụ công tác đào tạo, huấn luyện hàng hải tại Việt Nam.

Trên cơ sở kết quả đề tài đạt được, nhóm nghiên cứu kiến nghị Bộ giao thông vận tải, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam xem xét tiếp tục bố trí nguồn tài chính phù hợp để cải tiến, hoàn thiện rô-bốt kiểm tra két nước dằn tàu biển theo dự án sản xuất thử nghiệm nhằm tiến tới việc chuyển giao công nghệ và thương mại hóa sản phẩm. Kết quả nghiên cứu thành công rô-bốt phục vụ kiểm tra két nước dằn tàu biển tạo tiền đề và nền tảng cho nhóm nghiên cứu tiếp tục phát triển loại hình rô-bốt ứng dụng trong lĩnh vực hàng hải, khai thác tàu biển như: rô-bốt lặn làm việc trong môi trường ngập nước của két ballast, rô-bốt cạo hà vỏ tàu, rô-bốt theo dõi an ninh trên tàu...

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 19015/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

P.T.T (NASATI)