Tàu tuần tra không người lái dùng sóng biển và AI của Trung Quốc hoạt động ra sao?

Tàu được đề xuất là gì?

Theo mô tả của các nhà nghiên cứu, hệ thống này là tàu tự hành cỡ nhỏ chạy chủ yếu bằng năng lượng sóng biển. Các thiết bị điện tử trên tàu – như cảm biến, hệ thống điều khiển và liên lạc – sẽ được cấp điện từ tấm pin mặt trời và pin lưu trữ.

AI trên tàu có nhiệm vụ xử lý nhiều chức năng quan trọng, bao gồm:

• Điều hướng tự động
• Tránh va chạm với tàu hoặc vật cản
• Phân tích dữ liệu cảm biến
• Quản lý nhiệm vụ tuần tra hoặc giám sát

Trong bài viết đăng trên tạp chí Naval and Merchant Ships, các nhà nghiên cứu cho rằng những tàu tự hành này có thể mang lại giá trị cho các nhiệm vụ thực thi pháp luật trên biển và bảo vệ quyền lợi hàng hải ở vùng xa bờ, nhờ khả năng hoạt động gần như im lặng và kéo dài nhiều tháng với rất ít sự can thiệp của con người.

Sóng biển được biến thành lực đẩy như thế nào?

Nguyên lý chính của hệ thống là công nghệ cánh thủy động lực dao động (oscillating hydrofoils) – một phương pháp đã được nghiên cứu và thử nghiệm trong nhiều tàu tự hành chạy bằng sóng.

Cấu trúc cơ bản gồm hai phần:

• Một thân hoặc phao nổi trên mặt nước di chuyển lên xuống theo sóng
• Một bộ cánh hoặc vây thủy động lực đặt dưới nước nối với thân tàu

Khi sóng biển nâng và hạ phần nổi, bộ cánh dưới nước sẽ trải qua chuyển động tương đối lên‑xuống. Chuyển động này khiến các cánh dao động hoặc vỗ trong nước, tạo ra lực nâng thủy động lực học đẩy tàu tiến về phía trước.

Nói cách khác, hệ thống này chuyển trực tiếp động năng của sóng biển thành lực đẩy, giúp tàu di chuyển mà không cần động cơ truyền thống. Các nghiên cứu về thủy động lực học cho thấy cánh dao động có thể tạo lực đẩy thông qua tương tác giữa cấu trúc chuyển động và dòng nước xung quanh.

Một số thiết kế còn dùng nhiều cánh thủy động lực liên kết dưới thân tàu. Khi sóng đi qua, chúng liên tục nghiêng và nâng‑hạ, tạo ra lực đẩy liên tục giúp tàu tiến lên.

Hệ thống năng lượng hỗ trợ

Trong mô hình này, năng lượng sóng chủ yếu dùng để di chuyển tàu, còn các hệ thống khác cần nguồn điện riêng. Thông thường sẽ gồm:

• Tấm pin mặt trời và pin lưu trữ
• Radar, camera hoặc cảm biến giám sát
• Liên lạc vệ tinh hoặc radio
• Bộ xử lý AI để điều hướng và nhận dạng mục tiêu

Sự kết hợp giữa năng lượng sóng và năng lượng mặt trời giúp tàu tiêu thụ rất ít năng lượng so với tàu chạy động cơ truyền thống.

Vai trò của AI trên tàu

AI không tạo lực đẩy, nhưng đóng vai trò quan trọng trong khả năng tự hành.

Phần mềm AI có thể hỗ trợ:

• Lập kế hoạch tuyến đường
• Điều hướng tự động
• Phát hiện và tránh tàu khác
• Phân tích dữ liệu từ cảm biến
• Nhận dạng tàu hoặc mục tiêu trên biển

Điều này đặc biệt quan trọng vì những tàu như vậy được thiết kế để hoạt động xa bờ trong thời gian dài, nơi việc điều khiển liên tục từ con người có thể khó khăn hoặc tín hiệu liên lạc không ổn định.

Vì sao các nhà nghiên cứu cho rằng chúng hữu ích cho tuần tra dài hạn?

Điểm hấp dẫn lớn nhất của tàu USV chạy bằng sóng là khả năng duy trì hiện diện lâu dài với chi phí rất thấp.

Các lợi thế chính bao gồm:

Hoạt động dài ngày

Nhờ dùng năng lượng sóng để di chuyển và năng lượng mặt trời cho thiết bị điện tử, tàu có thể hoạt động nhiều tháng mà không cần tiếp nhiên liệu.

Giảm rủi ro cho con người

Tàu không người lái loại bỏ rủi ro đối với thủy thủ khi làm nhiệm vụ ở vùng biển xa hoặc nhạy cảm về chính trị.

Giám sát ít tiếng ồn

Hệ thống chạy bằng sóng gần như không gây tiếng ồn lớn và có kích thước nhỏ, phù hợp cho các nhiệm vụ giám sát liên tục hoặc theo dõi môi trường biển.

Duy trì hiện diện ở vùng biển tranh chấp

Việc duy trì tàu tuần tra có người lái quanh các đảo, bãi đá hoặc khu vực xa bờ thường rất tốn kém. Các hệ thống tự hành có thể bổ sung cho lực lượng tuần duyên hoặc hải quân bằng cách cung cấp mạng lưới cảm biến giám sát liên tục.

Lưu ý: vẫn chủ yếu là ý tưởng nghiên cứu

Mặc dù thu hút sự chú ý về mặt chiến lược, thông tin công khai cho thấy dự án này hiện chủ yếu ở dạng đề xuất nghiên cứu hoặc định hướng công nghệ, chưa có bằng chứng rõ ràng về việc triển khai quy mô lớn các tàu tuần tra tự hành chạy bằng sóng này.

Tuy vậy, ý tưởng này phản ánh một xu hướng lớn hơn trong công nghệ hàng hải: kết hợp năng lượng tái tạo đại dương, robot tự hành và trí tuệ nhân tạo để tạo ra các nền tảng giám sát biển có thể hoạt động lâu dài ở xa bờ.

Nếu được phát triển thành công, những hệ thống như vậy có thể trở thành một phần của mạng lưới giám sát đại dương tự động trong tương lai.