Dùng UAV cứu trợ vùng bị lũ lụt: Tại sao không

Biến đổi khí hậu đang đẩy tần suất và cường độ của các hình thái thời tiết cực đoan lên mức báo động. Ở Việt Nam, chuỗi bão và mưa lớn liên tiếp từ cuối tháng 9 đến đầu tháng 10 dẫn đến tình trạng lũ lụt nghiêm trọng ở 4 tỉnh miền Bắc gồm Thái Nguyên, Cao Bằng, Bắc Ninh, Lạng Sơn, hàng nghìn hộ dân bị cô lập.

Ngày 8/10, Bộ tư lệnh Quân chủng Phòng không - Không quân đã sử dụng 4 trực thăng đem theo hơn 8 tấn hàng hóa, cơ động cứu trợ, giúp đỡ nhân dân xã Vân Nham và xã Yên Bình (tỉnh Lạng Sơn) bị cô lập do lũ lụt, hậu quả của bão số 11 (Matmo) gây ra.

Trực thăng vẫn là phương tiện chủ lực cho các nhiệm vụ phức tạp và cần tải trọng lớn, nhưng cũng bộc lộ nhiều giới hạn rõ rệt trong nhiệm vụ cứu trợ, cứu nạn như thảm họa lũ lụt.

Khả năng vận hành của trực thăng chịu ảnh hưởng nhiều bởi điều kiện thời tiết, chẳng hạn gió giật mạnh, mưa lớn và trần mây thấp có thể gây nguy hiểm cho phi hành đoàn.

Hơn nữa, trực thăng cần không phận rộng và an toàn, khó khăn khi tiếp cận các khe núi, hẻm nhỏ hay khu vực dân cư chật hẹp, nơi người bị nạn thường mắc kẹt. Bên cạnh đó, chi phí vận hành quá cao cũng khiến trực thăng không kinh tế cho các nhiệm vụ vận chuyển nhu yếu phẩm nhỏ lẻ hoặc các nhiệm vụ trinh sát kéo dài.

Như chuyến bay cứu trợ của Quân chủng Phòng không - Không quân hôm 8/10, trong điều kiện địa hình bị ngập sâu và thời tiết xấu, phi hành đoàn buộc phải thả hàng trợ từ trên không.

Chuyến bay cũng đòi hỏi công tác phối hợp hiệp đồng từ nhiều cơ quan các ngành với nhiều nhân sự để cung cấp thông tin dẫn đường phải được thực hiện chính xác, an toàn tuyệt đối.

Chính từ những giới hạn thực tế này, phương tiện bay không người lái (UAV) trở thành giải pháp bổ sung hoàn hảo và đột phá. Với khả năng bay thấp, cơ động cực cao, chi phí vận hành thấp và có thể luồn lách vào những khu vực bị cô lập mà không đe dọa tính mạng con người, UAV được kỳ vọng trở thành lực lượng trọng yếu mới cho công tác cứu trợ.

Cứu nạn bằng UAV

Tại Việt Nam, UAV đã đi từ sân chơi công nghệ sang ứng dụng thực tiễn trong nhiều lĩnh vực dân sự như nông nghiệp thông minh, đo đạc bản đồ chính xác, và giám sát an ninh. Tuy nhiên, ứng dụng trong cứu hộ, cứu nạn (SAR) tại Việt Nam vẫn chỉ đang ở giai đoạn thử nghiệm. Dù vậy, nhiều tình huống khẩn cấp thực tế đã chỉ ra tiềm năng hiệu quả nếu có thể phát triển và ứng dụng rộng rãi trong công tác cứu hộ.

Trong đợt lũ lịch sử tại tỉnh Thái Nguyên, các thiết bị UAV của Viettel thực hiện 200 lượt vận chuyển nhu yếu phẩm (tương đương 5 tấn hàng hóa) và 30 lượt dẫn đường, giúp lực lượng cứu hộ xác định tuyến tiếp cận nhanh nhất đến các khu vực ngập sâu thuộc địa bàn xã Nga My.

Đặc biệt, UAV Viettel băng qua vùng ngập lụt, kịp thời mang thuốc và nhu yếu phẩm thiết yếu đến cho gia đình có em bé 4 tháng tuổi đang sốt cao, co giật. Đây là một minh chứng hùng hồn cho khả năng cung cấp hỗ trợ sinh tồn tức thời và liên tục, một nhiệm vụ mà các phương tiện truyền thống khó lòng đảm đương.

Câu chuyện cảm động khác phải kể đến là tại Gia Lai, nơi một chiếc UAV nông nghiệp trở thành "anh hùng". Vào trưa 3/7, anh Trần Văn Nghĩa (30 tuổi, trú tại xã Chư Sê) đang điều khiển UAV phun thuốc trừ sâu ở rẫy khoai lang thì nghe tiếng người dân hô hoán có trẻ nhỏ bị mắc kẹt giữa dòng nước lũ.

Anh đã lái chiếc UAV ra giữa dòng nước, cho các nạn nhân đu, bám và cứu được 2 em nhỏ vào bờ. Anh cho biết chiếc UAV nông nghiệp của mình có thể tải được hơn 50 kg. Sự việc đã khẳng định việc sử dụng drone để kéo hoặc nâng người bị nạn hoàn toàn khả thi về mặt kỹ thuật.

Tại Việt Nam, trọng tải của các loại máy bay không người lái hiện nay có thể đạt trên 100 kg, đảm bảo nâng một người lên khỏi mặt đất.

Nếu có thể phát triển mở rộng thành công và được kiểm định chặt chẽ về an toàn và pháp lý, UAV không chỉ giúp giải cứu nạn nhân giữa dòng nước lũ mà còn ứng dụng thiết thực vào tình huống hỏa hoạn hay người bị mắc kẹt trên tầng cao.

Tinh thần tiên phong đang lan tỏa trong các doanh nghiệp khởi nghiệp Việt Nam. Một số đơn vị đã tự chế tạo mẫu UAV nội địa mang hàng hóa dưới 5 kg với tầm bay 20 - 25 km và thử nghiệm tại các vùng đồi núi.

Đáng chú ý hơn là các doanh nghiệp đang thử nghiệm giải pháp “UAV cứu trợ theo đội”, cho phép nhiều máy bay nhỏ hoạt động đồng thời, nhằm rút ngắn thời gian cứu trợ và giảm phụ thuộc vào điều kiện thời tiết.

Dù vậy, con đường để UAV dân dụng Việt Nam thực sự làm chủ bầu trời cứu nạn vẫn còn nhiều thách thức. Năng lực công nghệ lõi còn hạn chế, khi phần lớn thiết bị và các thành phần quan trọng như động cơ, chip điều khiển hay cảm biến phải phụ thuộc vào nhập khẩu.

Thêm vào đó, hạ tầng thử nghiệm và quản lý bay tầm thấp chưa hoàn thiện, thiếu một hành lang bay đạt chuẩn quốc tế.

Cuối cùng, nguồn vốn và chính sách hỗ trợ còn phân tán, chưa đủ mạnh để khuyến khích đầu tư dài hạn vào nghiên cứu và sản xuất UAV trong nước, làm chậm lại quá trình tự chủ công nghệ quan trọng này.

Mô hình UAV cứu trợ nổi bật trên thế giới

Nhiều nghiên cứu và báo cáo gần đây chỉ ra rằng việc ứng UAV cho hoạt động cựu trợ, cứu hộ cứu nạn giúp rút ngắn đáng kể thời gian thu thập dữ liệu hiện trường so với phương pháp truyền thống, đồng thời cung cấp độ chi tiết cao hơn cho việc lập bản đồ hậu quả lụt.

Các thuật toán AI còn có thể phân đoạn ảnh để xác định nhà bị ngập, đường bị sạt lở và đối tượng cần cứu ngay lập tức.

Tại Mỹ, trong bối cảnh thời tiết cực đoan ngày càng khó lường do biến đổi khí hậu, Cục Hàng không Liên bang Mỹ (FAA) cho phép triển khai UAV quy mô lớn lần đầu trong ứng phó khẩn cấp.

Đơn cử, trong trận bão Harvey năm 2017, hơn 300 phi vụ UAV được thực hiện trong 5 ngày tại bang Texas để đánh giá thiệt hại và hỗ trợ tìm kiếm người dân mắc kẹt trên mái nhà.

Cơ quan Quản lý Khẩn cấp Liên bang (FEMA) cũng đã sử dụng UAV để kiểm tra kết cấu của các cây cầu, đập và nhà cao tầng bị hư hại bởi cơn bão mà không cần đưa kỹ sư vào khu vực nguy hiểm. Đội UAV đã chụp và xử lý hơn 25.000 hình ảnh độ phân giải cao chỉ trong vài ngày. Tốc độ này giúp FEMA và các công ty bảo hiểm nhanh chóng đánh giá hơn 12.000 khu vực bị ảnh hưởng, đẩy nhanh quá trình cứu trợ và tái thiết.

Các báo cáo cho thấy, UAV giúp giảm trung bình 30% chi phí và thời gian cứu hộ so với phương án truyền thống.

Tại Nhật Bản, sau thảm họa động đất và sóng thần năm 2011, chính phủ nước này khởi động chương trình phát triển UAV phục vụ ứng phó thiên tai.

Trong trận động đất Hokkaido năm 2018, UAV được triển khai ngay lập tức để vẽ các mô hình 3D chính xác, giúp đội cứu hộ biết vị trí khối đất đã dịch chuyển và nơi có khả năng còn người mắc kẹt. Việc này đã rút ngắn thời gian khảo sát từ vài ngày xuống còn vài giờ, là yếu tố sống còn để tìm kiếm người mất tích.

Năm 2020, Bộ Quốc phòng Nhật Bản đưa vào vận hành dòng UAV SkyRanger R70, có thể cất hạ cánh trong gió mạnh và mang hàng cứu trợ 3 kg. Nhờ hệ thống định vị chính xác và khả năng hoạt động trong mưa, UAV này đã giúp tiếp tế sớm cho hàng chục nghìn người dân vùng Tohoku bị cô lập.

Được mệnh danh là "thủ phủ UAV" của thế giới với việc chiếm giữ hơn 70% thị phần UAV dân sự toàn cầu, năng lực sản xuất và quy mô triển khai của Trung Quốc ít có quốc gia nào sánh kịp. Không dừng lại ở các dòng UAV cỡ nhỏ và trung bình, Trung Quốc còn tập trung phát triển thiết bị bay không người lái vận tải siêu nặng.

Trong các thảm họa lớn như trận lũ lụt lịch sử tại Hà Nam năm 2021, các mẫu UAV công nghiệp tải trọng lớn, tiêu biểu là dòng DJI Matrice, đã được huy động để phục vụ hậu cần. Những thiết bị này có khả năng mang tải trọng lên tới hàng trăm kilôgam, thậm chí UAV vận tải chuyên dụng có thể đạt ngưỡng hơn 1 tấn trong các thử nghiệm, dùng để vận chuyển máy móc nhỏ, vật liệu xây dựng khẩn cấp hoặc lương thực số lượng lớn đến các làng mạc bị cô lập.

Bên cạnh đó còn là khả năng thiết lập cầu nối thông tin. Các đội cứu hộ Trung Quốc thường sử dụng UAV có dây, kết nối với nguồn điện mặt đất bằng cáp siêu nhẹ, cho phép máy bay hoạt động liên tục trong hơn 72 giờ ở độ cao ổn định để khôi phục tín hiệu 4G/5G.

Phương pháp này đảm bảo việc liên lạc thông suốt trong quá trình tìm kiếm, cứu nạn và điều phối, một yếu tố then chốt trong mạng lưới phản ứng quốc gia rộng lớn của Trung Quốc.

Tính năng đột phá của UAV

Có thể thấy, UAV không chỉ là một công cụ giám sát, mà là hệ thống thu thập dữ liệu thông minh, mang lại nhận thức tình huống nâng cao cho các đội ứng phó thảm họa. Khả năng tích hợp nhiều loại cảm biến và hoạt động linh hoạt giúp UAV trở thành thành phần không thể thiếu trong "giờ vàng" cứu nạn.

Thu thập dữ liệu thời gian thực: Khả năng thu thập dữ liệu tức thời của UAV là vô giá ngay sau khi thảm họa xảy ra. Được trang bị camera độ nét cao (HD) và các cảm biến chuyên dụng, UAV có thể khảo sát những khu vực rộng lớn bị ngập lụt một cách nhanh chóng.

So với trinh sát mặt đất, UAV cung cấp tầm nhìn toàn cảnh, giúp trung tâm chỉ huy xác định chính xác các khu vực bị ảnh hưởng nặng nề nhất, qua đó phân bổ lực lượng và vật tư hiệu quả hơn, cải thiện hiệu suất chung của chiến dịch cứu trợ.

Tìm kiếm và cứu nạn: Đây là đóng góp quan trọng nhất của UAV. Tốc độ và khả năng bao phủ diện tích nhanh chóng là thế mạnh tuyệt đối. UAV có thể bỏ qua các chướng ngại vật và nhanh chóng tiếp cận những khu vực xa xôi, cô lập mà các đội cứu hộ mặt đất không thể tới, đặc biệt quan trọng trong những giờ vàng sau thảm họa.

Các mẫu UAV mang cảm biến nhiệt (thermal/FLIR) có thể phát hiện thân nhiệt con người trong điều kiện tầm nhìn kém hoặc ban đêm, hỗ trợ đội mặt đất định vị người bị mắc kẹt.

Bên cạnh đó, UAV được sử dụng để lập mô hình 3D khu vực bị ngập, so sánh thay đổi mực nước theo ngày, từ đó tăng cường nhận thức tình huống và đưa ra quyết định dựa trên dữ liệu nhằm đảm bảo an toàn cho đội cứu hộ.

Vận chuyển, tiếp tế hàng cứu trợ: UAV tải nhẹ và trung có thể đưa lương thực, thuốc men, pin, phao cứu sinh nhỏ đến các nhóm người dân bị cô lập, đảm bảo nguồn lực đến được nơi cần thiết nhất trong thời gian ngắn nhất, đặc biệt khi đường bộ và đường thủy bị tê liệt.

Hỗ trợ kết nối tín hiệu: Trong trường hợp cơ sở hạ tầng viễn thông bị phá hủy, UAV có thể hoạt động như một trạm phát sóng di động trên không. Chúng thiết lập một liên kết truyền thông tạm thời, đảm bảo sự phối hợp không bị gián đoạn giữa các đội cứu nạn và cho phép người dân gửi tín hiệu khẩn cấp.

Hoa Vũ