Những con tàu có thể làm thay đổi biển cả mãi mãi

Chris Baraniuk BBC Future

Tàu thông minh hơn trong tương lai sẽ cho phép các chủ tàu kiểm soát hiệu quả hơn sự di chuyển ?

Việc vận chuyển hàng hoá qua các đại dương là rất quan trọng trong nền kinh tế toàn cầu, nhưng tàu biển làm bẩn hành tinh đã sẵn bị ô nhiễm. Một số giải pháp thiết kế để sửa chữa có vẻ như được lấy trực tiếp từ khoa học viễn tưởng.

Tháng trước tại San Diego, California, một kỹ sư ngồi trước máy tính và cầm một cần điều khiển ở trên bàn phía trước. Ông không chơi video game, ông đang lái một tàu hàng đồ sộ cách bờ biển Scotland hàng ngàn Km.

Cần điều khiển này được kết nối trực tiếp với chiếc tàu đó, thông qua vệ tinh, cho phép ông kiểm soát động tác của nó một cách chính xác, hoàn toàn điều khiển từ xa bằng tay. Ông quan sát cẩn thận vị trí đang thay đổi của con tàu ảo được đánh dấu trên màn hình. Trong khi đó, trên boong của chính tàu này, những công nhân khác giám sát việc thử nghiệm này quan sát các thiết bị và cảm thấy con tàu bập bềnh dưới chân mình. Trong 4 giờ thử nghiệm (do hãng năng lượng và công nghệ Wärtsilä của Phần Lan tiến hành) con tàu được người đồng nghiệp của họ điều khiển cách đó nửa vòng trái đất.

Hãng Wärtsilä tin rằng các tàu thông minh hơn trong tương lai sẽ cho phép các chủ tàu kiểm soát hiệu quả hơn sự di chuyển của tàu, giảm được tiêu thụ nhiên liệu và chất thải. Đó là một ý tưởng đầy tham vọng để giải quyết một thách thức lớn của thế kỷ 21, trong đó chúng ta cùng nhau liên kết chặt chẽ hơn trong thương mại toàn cầu, nhưng cũng phải đối mặt với biến đổi khí hậu mà nó có thể làm thay đổi mô hình thời tiết, mực nước biển và ảnh hưởng nghiêm trọng đến hành trình của hàng hóa di chuyển từ A tới B.

Các tàu chở hàng của tương lai có thể đi khắp các đại dương mà không có người, và thay vào đó chúng được điều khiển từ xa, cách 5.000 dặm, giống như một trò chơi video.

Hơn thế nữa những tàu này có thể không có trưởng tàu, và đến một ngày nào đó có thể được điều khiển từ xa nhiều dặm không phải bởi con người, mà bởi máy tính.

Vận chuyển là một ngành công nghiệp khổng lồ, nhưng nó không được coi là có công nghệ cao nhất. Nhiều tàu chạy như mắc cửi trên các đại dương ngày nay là kềnh càng, là các gã khổng lồ ngốn săng dầu mạnh và đã không có thay đổi gì về cơ bản trong nhiều năm.

Liệu thiết kế tàu sẽ thay đổi nhiều trong tương lai sắp tới không? Và tự động hóa, mà chúng ta đã thấy nhiều trong các phương tiện giao thông đường bộ, cũng sẽ tới ngành đường thủy hay không?

Một động lực lớn để cải tiến các tàu trên thế giới là cuộc chiến chống ô nhiễm. Trên thực tế, chỉ 16 trong số các tàu lớn nhất là đủ sản sinh ra lượng khí thải bằng với của tất cả các ô tô trên hành tinh cộng lại. Nhưng tất nhiên các công ty lớn cũng đang tìm cách tối đa hóa lợi nhuận của họ.

Đây là những gì giống như một con tàu chở hàng được điều khiển từ xa bởi con người cách nửa vòng trái đất. Một mức độ nhất định về tự động hóa có thể cắt giảm chi phí đội ngũ thủy thủ.

Thử nghiệm của hãng Wärtsilä còn cần phải một thời gian nữa để trở thành một thực tế hàng ngày trong vận tải biển, người đứng đầu kỹ thuật số Andrea Morgante thừa nhận. Nhưng bởi vì các chủ tàu có thể cắt giảm chi phí một cách đáng kể bằng cách loại bỏ đội ngũ thuyền nhân trên tàu nên ông tin rằng điều nói trên là có tiềm năng.

"Bạn có thể tưởng tượng những hình thức mới của tàu kéo được điều khiển từ xa, để hỗ trợ các tàu thuyền trong bến cảng," ông nói. Một lựa chọn khác sẽ là các tàu vận chuyển hàng hoá quanh các cảng hoặc dọc theo bờ biển.

Trên thực tế, một hãng đã kết hợp với những hãng khác để thử nghiệm và triển khai các tàu hoàn toàn tự hành mà không cần người hoa tiêu là hãng Kongsberg của Na Uy.

Tàu Yara Birkeland, dự kiến sẽ hoàn thành vào năm tới, được tuyên bố là tàu vận tải tự hành đầu tiên trên thế giới.

Hãng đang chế tạo hai tàu, Hrönn và YARA Birkeland. Birkeland, một tàu container dài 80 mét cũng sẽ chạy hoàn toàn bằng điện và dự kiến sẽ hoạt động vào nửa cuối của năm 2018.

Peter Due, giám đốc về tự hành của hãng Kongsberg, ca ngợi sự chính xác của các cảm biến trên con tàu thử nghiệm của hãng.

"Một hệ thống có thể nhìn thấy một lon bia, bạn có thể không biết đó là bia Heineken hay Carlsberg nhưng bạn có thể thấy một lon đang trôi tới, ông giải thích. Việc học của máy tập luyện cho hệ thống biết loại vật thể nào là quan trọng để tránh, ông nói thêm.

"Một con hải âu thì không đáng phải lo nhưng nếu là một người đang bơi thì nó sẽ nhận ra và sẽ có hành động thích ứng."

Một báo cáo gần đây của đại học Southampton cho thấy tàu tự hành sẽ ra đời nhanh hơn dự kiến, vì chi phí kỹ thuật bị giảm và phải giải quyết vấn đề thiếu lao động trong một số khu vực của vận tải biển.

Tuy nhiên, như Due đã nói, các cơ quan như Tổ Chức Hàng Hải Quốc Tế (IMO) có lẽ sẽ phải mất vài năm để lập ra các quy định cho phép các tàu tự hành hoạt động trên vùng biển quốc tế. Tuy nhiên, trong vùng biển quốc gia, luật địa phương có thể cho phép áp dụng nhanh hơn các hệ thống này, ông nói thêm.

Bất kể ai hoặc cái gì đang lái những con tàu tương lai (có thể là con người hoặc robot?) thì việc thiết kế các con tàu thương mại lớn và phát ra khí thải đã sẵn sàng thay đổi. Và đó là một cách khác mà các phương tiện giao thông quan trọng này có thể làm giảm tác động của chúng lên hành tinh.

Thí dụ có thể làm các tàu bằng vật liệu composite như sợi thủy tinh và nhựa, mà chúng có thể làm giảm đáng kể trọng lượng của một số tàu và do đó cải thiện việc tiêu hao nhiên liệu và tăng khả năng chở hàng.

Liên Minh Châu Âu gần đây đã đưa ra một dự án, Fibreship, để phát triển vỏ tàu bằng vật liệu composite cho tàu chở hàng dài hơn 50 mét.

Đối với một số tàu, kể cả tàu chở khách, điều này có thể sẽ có lợi, Volker Bertram, giáo sư thiết kế tàu và giám đốc dự án của công ty DNV GL, nói.

Nhưng ông nói thêm rằng đối với những tàu lớn hơn, đặc biệt là để chở hàng nặng, thì thép sẽ vẫn là vật liệu được lựa chọn.

"Nếu bạn có một chiếc tàu chở dầu mà 90% trọng lượng tàu là dành cho hàng hóa, thì không cần phải chế tạo nó theo kiểu nhẹ." ông giải thích.

Hãng Eco Marine Power, có trụ sở ở Nhật, đang thiết kế cánh buồm cứng gắn các tấm pin mặt trời có thể lắp đặt cho tàu chở hàng.

"Khi chúng tôi bắt đầu, thì việc lắp tấm pin mặt trời lên thành buồm cứng là không khả thi, nhưng công nghệ luôn được cải tiến và chi phí sẽ giảm," Greg Atkinson, giám đốc và trưởng ban công nghệ, giải thích.

Ông nói bất kỳ tàu nào sử dụng Aquarius vẫn sẽ cần một động cơ và nguồn nhiên liệu truyền thống, nhưng gió và năng lượng mặt trời có thể được sử dụng thêm vào để giảm tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch.

Về phần năng lượng tái tạo, ông tin rằng khoảng 80% sẽ đến từ sức gió lên cánh buồm và thêm 20% từ các tấm pin mặt trời.

Hãng Eco Marine hy vọng sẽ thử nghiệm hệ thống này trên biển với một tàu chở hàng rời, một loại tàu thương mại lớn chở loại hàng như quặng sắt, than đá hay ngũ cốc.

Vào thế kỷ 21, đại dương đang bị tràn ngập bởi các tàu chở hàng bằng nhiên liệu hóa thạch, làm trầm trọng thêm sự thay đổi khí hậu. Nhưng các tàu tương lai có thể chạy bằng năng lượng mặt trời.

"Đây là các tàu nhắm đúng mục tiêu cho công nghệ này," Atkinson giải thích. "Các tàu này sẽ đi khá chậm và đi ở một số vùng thuận lợi hơn về gió."

Cũng có những hệ thống khác ở những nơi khác trên thế giới, mà kế hoạch là phát triển một con tàu chở hàng có những cánh buồm cứng, lần này là một tàu chở xe ô tô có thể chở tới 2.000 xe.

Nhưng có thêm các chi phí liên quan đến thiết kế kiểu này, và cả sự rủi ro. Những chiếc buồm cứng, dĩ nhiên, có thể là nguy hiểm khi có gió lớn, đặc biệt nếu chúng không thể gập lại hoặc gập xuống dưới sàn tàu.

"Cũng có chút lo ngại là rất nhiều ý tưởng được đưa ra, và thông qua rất nhiều ấn phẩm, nhưng chúng ta thấy tương đối ít việc lắp đặt," Bertram nhận xét. Ông chỉ ra rằng công nghệ kỹ thuật số đang trợ giúp các nhà thiết kế tàu và giúp họ mô phỏng chính xác hơn cách mà các con tàu sẽ phản ứng trong các điều kiện khác nhau trên biển. Ông tin rằng kết quả của công việc này có thể là tiết kiệm hiệu xuất năng lượng được một vài phần trăm.

Và các kỹ thuật như in 3D có lẽ sẽ thay đổi cách sản xuất một số thành phần của tàu. Một chân vịt in 3D nguyên mẫu đã được sản xuất gần đây bởi một tập đoàn các công ty vận tải ở Rotterdam, Hà Lan.

Tất nhiên, nếu một bộ phận bị hỏng khi đang đi trên biển và cần phải thay thế thì in 3D ngay trên tàu có thể là một triển vọng hấp dẫn đối với các người chủ của một số tàu lớn nhất thế giới.

Những con tàu tương lai này, những tàu khổng lồ được điều khiển từ cách nửa vòng trái đất giống như một đồ chơi, được chế tạo từ các vật liệu của tương lai làm giảm lượng khí thải và có khả năng dùng năng lượng mặt trời, là những con quái vật to lớn của biển mà chúng có thể làm thay đổi mãi mãi bộ mặt của đại dương.

Source : http://www.bbc.com/vietnamese/vert-fut-41435554

Những tài liệu liên quan đến tàu tự động :

World’s First Electric, Self-Driving Ship to Launch Next Year

Youtube
https://www.youtube.com/watch?v=5VBD7hVRhx0
https://youtu

Trở lại