Nghiên cứu sức bay của hải âu để chế tạo máy bay không người lái

Hải âu là một loài chim có tuổi thọ cao. Chúng có thể sống tới 60 năm. Đây cũng là một trong những loài chim có sải cánh dài nhất trên Trái Đất với chiều dài sải cánh tối đa lên tới 3,5m. Trọng lượng những con trưởng thành lên tới 10kg.

Chim biển dành phần lớn thời gian sống của mình trên bầu trời. Đặc biệt, năng lượng được chúng sử dụng khi bay còn ít hơn khi chúng đậu trên đất liền. Hải âu chỉ tìm tới đất liền khi cần giao phối.

“Trinh sát” rẻ mà hiệu quả

Nhận định về loài chim hải âu, các nhà khoa học cho biết, chúng là một trong những "du khách" nhạy bén nhất trong thế giới động vật. Chim hải âu có thể bay khoảng 804 km trong một ngày chỉ với một vài lần liệng đôi cánh dài. Qua các nghiên cứu cho thấy, chim hải âu có thể bay 8,5 triệu km trong cuộc đời của mình - tương đương với bay đến Mặt trăng và trở lại hơn 10 lần. Với sải cánh dài, lướt ở tốc độ thường vượt quá 80,47km/giờ, chim hải âu lớn có thể bay qua những dải mênh mông của biển trong vài phút và với đôi mắt sắc sảo, chúng được gọi là "những người lính gác biển".

Theo trang New Scientist, 169 con hải âu đã được tuyển chọn vào đội "đặc nhiệm" với lợi thế có thể bay hàng trăm cây số một ngày. Bầy hải âu được huấn luyện để tuần tra quanh khu vực Ấn Độ Dương hằng ngày. Nhóm nghiên cứu trang bị cho hải âu nhiều loại cảm biến, nặng khoảng 65g, có thể phát tín hiệu radar giúp xác định xem các tàu cá đang bật hay tắt thiết bị định vị của mình (định vị tắt là một trong những dấu hiệu tàu đánh bắt trái phép). Ngoài ra nó cũng giúp xác định tàu buôn người, ma túy dễ dàng…

Từ đó, các chuyên gia sẽ ghi nhận vị trí của các tàu này và tiến hành kiểm chứng. Phạm vi dò tìm của cảm biến lên đến 30km. Theo thống kê, 1/4 số tàu đánh bắt cá ở Ấn Độ Dương hiện nay đang hoạt động bất hợp pháp. Địa bàn rộng nhưng lực lượng tuần tra mỏng, trong khi các biện pháp quản lý hiện đại như dùng vệ tinh theo dõi lại khá đắt đỏ là những nguyên nhân chính khiến nạn đánh bắt cá trái phép vẫn phổ biến. Đánh bắt cá bất hợp pháp được cho là gây thiệt hại cho nền kinh tế toàn cầu lên tới 20 tỷ USD hoặc 30 tỷ USD mỗi năm, con số vượt quá tổng sản phẩm quốc nội hàng năm của khoảng một nửa các quốc gia trên thế giới.

Nhưng việc kiểm soát đại dương, nơi che phủ hơn 70% hành tinh của chúng ta, không phải là nhiệm vụ dễ dàng đối với các cơ quan thực thi pháp luật trên đất liền. Thuyền được đánh bắt hợp pháp thường được đăng ký và cấp phép, và do đó phải tuân thủ luật pháp về việc họ câu cá ở đâu và khi nào, và họ có thể bắt được bao nhiêu. Giám sát hoạt động nghề cá trên đất liền là một chuyện, nhưng đại dương mở được coi là vùng biển quốc tế và không phải là thuộc thẩm quyền của một quốc gia.

h-i âu-1.jpg -0
Hải âu có khả năng bay siêu xa không ngừng nghỉ.

Mới đây, Tiến sĩ (TS) Henri Weimerskirch từ Trung tâm nghiên cứu Khoa học Quốc gia Pháp thử nghiệm ý tưởng táo bạo khi muốn biến những chú hải âu thành "điệp viên" theo dõi các tàu cá vi phạm hay các tàu buôn người… Theo TS Henri Weimerskirch, đội hải âu sẽ là phương pháp mới, rẻ tiền nhưng hỗ trợ hiệu quả cho các hình thức theo dõi tàu hiện tại, hoặc có thể dùng kết hợp với nhiều phương thức khác trợ giúp cho lực lượng chuyên trách kiểm soát các vùng biển rộng lớn.

"Cho đến nay, chúng tôi đã ghi nhận những thành công khi dùng phương pháp này" - TS Henri Weimerskirch nói. Từ tháng 12/2021 đến tháng 6/2022, đội chim hải âu của nhóm nghiên cứu đã bắt gặp 26% trong số 353 tàu đã tắt định vị. Ở vùng biển quốc tế, đội chim ghi nhận 36,9% số tàu đã tắt định vị, 5  tàu buôn lậu được phát hiện.

Melinda Conners, nhà sinh vật học bảo tồn nghiên cứu về hải âu Đại học Stony Brook (New York, Mỹ), nhận định đây là phương pháp thực sự thông minh. Không có tàu thuyền hay máy bay nào có thể sánh được với khả năng giám sát bao quát những vùng biển rộng lớn này của hải âu.

Thu thập dữ liệu quan trọng

Dữ liệu nghiên cứu cho thấy giới tính, tuổi tác hoặc tính cách của mỗi con chim ảnh hưởng đến khả năng con chim tiếp xúc với thuyền đánh cá như thế nào. Ví dụ, con đực có xu hướng tìm kiếm thức ăn ở phía nam, gần Nam Cực, nơi thuyền đánh cá hiếm hơn, trong khi con cái tìm kiếm xa hơn về phía Bắc, đưa chúng đến gần vùng nhiệt đới hơn và tiếp xúc với các điểm nóng của hoạt động đánh bắt cá. Để kiểm tra khả năng tuần tra của các loài chim, các nhà nghiên cứu đi đến khu vực làm tổ của những con hải âu lang thang (Diomedea exulans) và hải âu Amsterdam (Diomedea amsterdamensis) trên 3 đảo Crozet, Kerguelen và Amsterdam xa xôi ở phía nam Ấn Độ Dương. Sau khi chọn 169 cá thể ở các độ tuổi khác nhau, nhóm nghiên cứu đã gắn hoặc dán các bộ thu phát, mỗi bộ chỉ nặng 56,70g, vào lưng của những chú chim rồi thả cho chúng bay đi tự do.

Trong suốt 6 tháng, đội quân hải âu của nhóm nghiên cứu khảo sát hơn 50 triệu km vuông trên biển. Bất cứ khi nào những con chim xâm nhập trong vòng bán kính 4,83 km của một chiếc thuyền, nhóm nghiên cứu liền xác định tọa độ của chúng, sau đó tiến hành kiểm tra thông qua vệ tinh tới một cơ sở dữ liệu trực tuyến mà các quan chức có thể truy cập và kiểm tra chéo với các dữ liệu AIS (hệ thống thông tin liên lạc trợ giúp hàng hải, cho phép các tàu trao đổi những thông tin về nhận dạng vị trí, hướng, tốc độ với nhau hoặc trao đổi với các trạm trên bờ). Trong số 353 tàu cá được phát hiện, có đến 28% chiếc tắt AIS - một phát hiện khiến Weimerskirch hoàn toàn mất cảnh giác. Nhiều tàu đánh cá hoạt động gian trá ở vùng biển quốc tế, nơi có khoảng 37% tàu hoạt động không có AIS. So với các phương pháp công nghệ cao, đắt tiền như tuần tra bằng máy bay hoặc khảo sát vệ tinh, những con chim được gắn thẻ có vẻ là một lựa chọn rất kinh tế, Weimerskirch nói.

h-i âu-2.jpg -0
Bay liên tục nhưng không tốn nhiều năng lượng.

Bảo tồn loài

Trong số 22 loài hải âu lang thang trên các vùng biển của thế giới, có 8 loài đang bị đe dọa hoặc đang bị đe dọa nghiêm trọng, bao gồm cả loài hải âu Amsterdam. Một số trong những mối đe dọa liên quan đến sự tồn tại của chúng là những chiếc thuyền đánh cá mà chúng săn đuổi - đặc biệt các tàu sử dụng loại dây câu có móc kẹp chim và kéo chúng đến chết trong đau đớn. Weimerskirch nghi ngờ rằng ít nhất một vài con hải âu mà nhóm triển khai đã trở thành con mồi của những con tàu như vậy.

Các thí nghiệm của nhóm Weimerskirch cũng khó có thể khiến những con chim bị tổn hại: Thiết bị không làm thay đổi tuyến đường tự nhiên của chim và có thể dễ dàng được các nhà nghiên cứu loại bỏ hoặc rơi tự nhiên trong quá trình chim thay lông. Hơn nữa, dữ liệu mà những con hải âu thu thập được có thể giúp đội nghiên cứu ngăn chặn các cuộc "chạm trán" không mong muốn giữa tàu và chim biển. Để mở rộng phạm vi thu thập thông tin trên các đại dương mà hải âu thường không bay đến, nhóm nghiên cứu dự định sẽ sử dụng các loài lớn hơn, thường hay bay đến những vùng biển xa xôi. Có lẽ tất cả các vùng biển trên thế giới một ngày nào đó sẽ được theo dõi sát sao, ít nhất là nhờ vào "mắt chim". "Bản thân đó là một chiến thắng lớn để bảo tồn trên biển", Conners nói.

Tạo máy bay không người lái (drone) bay siêu xa

Các nhà khoa học dự định ứng dụng tuyệt chiêu bay 804 km không ngừng nghỉ của chim hải âu vào nghiên cứu drone (máy bay không người lái) chạy bằng năng lượng gió mục đích trinh sát biên giới, biển, hải đảo. Theo các nhà nghiên cứu, sở dĩ hải âu có thể bay quãng đường dài và tiêu hao rất ít năng lượng là do chúng biết cách sử dụng kỹ thuật mang tên là "dynamic soaring". Theo đó, kỹ thuật này cho phép chim hải âu có thể khai thác được năng lượng gió và sử dụng khi tốc độ gió lớn hơn 30 km/h.

Mới đây, các kỹ sư của Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), Mỹ đã ứng dụng bí mật bay tuyệt vời của loài chim hải âu để phát triển một mô hình động cơ bay có thể tối ưu hóa việc sử dụng và "thu hoạch" năng lượng gió nhiều nhất. Các nhà nghiên cứu cho hay, mô hình mới này sẽ rất hữu ích cho việc hiểu hơn về kỹ thuật bay có thể thay đổi ra sao khi mà mô hình gió và khí hậu biến đổi. Điều này giúp ích nhiều cho việc thiết kế các drone và máy bay chạy bằng gió có thể được sử dụng để thực hiện những hành trình dài, nhiệm vụ theo dõi ở các khu vực hẻo lánh trên thế giới.

Gabriel Bousquet, một sinh viên cao học thuộc Khoa Kỹ thuật cơ khí của MIT cho hay, nghiên cứu này có thể là một bước tiến quan trọng cho việc viết các thuật toán cho robot để có thể sử dụng năng lượng gió. Nghiên cứu này có cảm hứng được lấy từ cuộc thi về kỹ thuật "dynamic soaring" giữa các đối thủ điều khiển máy bay trên đỉnh núi. Michael Triantafyllou, Giáo sư về kỹ thuật cơ khí và đại dương tại MIT, đồng thời là một trong những tác giả của nghiên cứu này cho biết: "Những chiếc máy bay không người lái có thể bay 804 km/h chỉ trong một lần bay, mà không hề cần tới bất kỳ dụng cụ hỗ trợ nào. Điều này có vẻ kỳ lạ và khiến nhiều người thắc mắc là làm thế nào để có thể tiếp tục bơm năng lượng từ những thứ tưởng chừng như không có gì". Theo đó, những chiếc drone này có khả năng tăng cường năng lượng nhờ những luồng gió khác nhau. Kỹ thuật này cho phép drone di chuyển và điều chỉnh hướng bay theo những khu vực có gió lớn và duy trì khả năng bay trong một quãng đường dài.

Ứng dụng kỹ thuật bay của chim hải âu vào những chiếc drone hứa hẹn sẽ mang lại bước tiến công nghệ đột phá và tiết kiệm năng lượng. Nghiên cứu đột phá này được công bố trên tạp chí Interface.

h-i âu-3.jpg -0
Nghiên cứu hải âu để chế tạo drone.

Thử nghiệm máy bay cánh dài vỗ được như cánh chim

Với khả năng bay đường dài mà không tốn nhiều năng lượng, chim hải âu là nguồn cảm hứng lớn để các kỹ sư hàng không nghiên cứu cải thiện hiệu suất máy bay. Dựa trên cấu trúc cánh đặc biệt của loài chim biển này, Hãng Airbus vào năm 2019 đã bắt tay phát triển AlbatrossONE với thiết kế đầu cánh có khớp nối, cho phép chuyển động linh hoạt khi gặp gió mạnh.

"Chim hải âu khóa khớp cánh ở vai để di chuyển đường dài, nhưng khi gặp gió giật, chúng có thể mở khóa khớp để điều hướng gió", trưởng nhóm dự án Tom Wilson mô tả. "Đầu cánh của AlbatrossONE cũng hoạt động theo cơ chế tương tự". So với phiên bản thử nghiệm đầu tiên vào năm ngoái, mô hình thứ hai có phần đầu cánh dài hơn 75%. Theo kỹ sư trưởng James Kirk, thiết kế đầu cánh đặc biệt cho phép máy bay lướt qua gió giật mà không truyền tải trọng uốn sang cánh chính, điều này có nghĩa là Airbus cần ít vật liệu hơn để gia cố cánh máy bay và do đó, làm giảm trọng lượng của phương tiện.

Ngoài ra, chiều dài đầu cánh cũng có thể được mở rộng mà không làm tăng thêm trọng lượng của cánh vì tải trọng phụ từ đầu cánh không truyền sang cánh chính. Sự mở rộng đáng kể về sải cánh với tác động tối thiểu lên trọng lượng sẽ làm giảm lực cản, dẫn đến giảm nhiên liệu đốt và lượng khí thải CO2. Lực cản do lực nâng gây ra chiếm khoảng 40% tổng lực cản của máy bay, nhưng con số này sẽ giảm khi chiều dài sải cánh tăng lên, Airbus giải thích.

"Vẫn còn rất nhiều công việc kỹ thuật cần hoàn thiện trước khi chúng tôi có thể chứng minh AlbatrossONE là một sản phẩm khả thi. Nhóm dự án muốn đạt được mục tiêu này để truyền cảm hứng cho các kỹ sư khác hiện thực hóa ý tưởng đầy tham vọng về máy bay tương lai", James chia sẻ.

Long Nguyễn

Các tin khác

Koral - Tên lửa đất đối không của Ukraine

Koral - Tên lửa đất đối không của Ukraine

Tên lửa đất đối không Koral (đôi khi cũng được viết là Coral) dường như đã ra mắt công chúng như một phần trong loạt hệ thống vũ khí nội địa mới của Ukraine được giới thiệu gần đây.

Những thử nghiệm độc đáo của NASA trong không gian

Những thử nghiệm độc đáo của NASA trong không gian

Các thí nghiệm trên tàu con thoi vũ trụ đã chỉ ra rằng vi khuẩn Salmonella, một nguồn gây ngộ độc thực phẩm phổ biến và đôi khi gây tử vong, trở nên độc hại hơn trong không gian. Đó là nghiên cứu được thực hiện trên chuyến bay STS-115 của tàu Atlantis năm 2006 và STS-123 của tàu Endeavour hai năm sau đó...

Báo động tình trạng ma túy xâm nhập học đường

Báo động tình trạng ma túy xâm nhập học đường

Những lọ tinh dầu nhỏ gọn, mang vẻ ngoài vô hại như dung dịch thuốc nhỏ mắt hay tinh dầu thuốc lá điện tử đang trở thành lớp vỏ ngụy trang tinh vi cho các chất ma túy thế hệ mới. Không chỉ dừng lại ở việc sử dụng, mà đau lòng hơn, nhiều em học sinh còn mua bán, tàng trữ ngay trong môi trường học đường, gióng lên hồi chuông cảnh báo về tình trạng mua bán ma túy ngày càng trẻ hóa.

Hiệu quả chuyển đổi số trong công tác tuyển sinh đầu cấp

Hiệu quả chuyển đổi số trong công tác tuyển sinh đầu cấp

Những ngày gần đây, các địa phương trên cả nước đang tất bật triển khai công tác tuyển sinh đầu cấp. Với thành phố đông dân, tập trung nhiều trường học như Thủ đô Hà Nội, công tác tuyển sinh càng được chú trọng thay đổi; từ khâu đăng ký dự thi, tra cứu thông tin đến công bố kết quả triển khai đồng bộ các nền tảng trực tuyến, mang lại sự thuận tiện và minh bạch hơn cho phụ huynh, học sinh.

Một quyết định tháo gỡ

Một quyết định tháo gỡ

Chiều 5/12/2025, với 439/443 đại biểu biểu quyết tán thành, Quốc hội đã thông qua thông Luật Giám định tư pháp sửa đổi, sẽ có hiệu lực từ ngày 1/5/2026. Luật này đã khôi phục “quyền” giám định pháp y thương tích trên người sống của các bác sĩ pháp y CAND…

Một vụ mạo danh và sự ra đời của pháp lý về danh tính

Một vụ mạo danh và sự ra đời của pháp lý về danh tính

Giữa thế kỷ XVI, tại một ngôi làng nhỏ miền Nam nước Pháp, một người đàn ông trở về sau nhiều năm mất tích và được cả cộng đồng thừa nhận là Martin Guerre. Ông được vợ chấp nhận, được gia đình đón nhận, thậm chí tham gia các tranh chấp tài sản như một chủ hộ thực sự. Chỉ có một sự thật mà không ai nhận ra trong nhiều năm: ông không phải Martin Guerre. Vụ án sau đó không chỉ là câu chuyện về một kẻ mạo danh, mà còn trở thành một trong những hồ sơ đầu tiên đặt nền móng cho tư duy pháp lý về danh tính con người - một vấn đề mà hơn 4 thế kỷ sau vẫn còn nguyên tính thời sự.

Chúng ta quá dễ bị tổn thương khi dữ liệu trở thành vũ khí

Chúng ta quá dễ bị tổn thương khi dữ liệu trở thành vũ khí

Cuộc tấn công bằng máy bay không người lái của Iran mới đây nhắm vào trung tâm dữ liệu của các hãng công nghệ lớn tại Trung Đông bất ngờ gióng lên hồi chuông cảnh báo đối với thế giới: cơ sở hạ tầng dữ liệu đã chuyển từ tài sản thương mại thành mục tiêu chiến lược.

Cuộc chạy đua tên lửa dẫn đường chính xác

Cuộc chạy đua tên lửa dẫn đường chính xác

Các cường quốc hàng đầu hiện đang bắt đầu hiểu được những thay đổi mang tính cách mạng do tiềm năng sử dụng rộng rãi các loại vũ khí chính xác tầm xa mang lại. Ở quy mô mà tên lửa chiến thuật có thể được sản xuất và triển khai hàng nghìn chiếc, tên lửa hành trình hàng chục nghìn chiếc và máy bay không người lái cảm tử tầm xa hàng triệu chiếc mỗi năm, tác động của chúng sẽ tương đương với vũ khí hạt nhân, ít nhất là ở cấp độ chiến thuật. Tất nhiên, giải pháp tối ưu sẽ luôn là sự kết hợp của cả hai, nhưng hoàn toàn có thể trong vòng 5 đến 10 năm tới, chính các loại vũ khí tầm xa, độ chính xác cao sẽ có khả năng giải quyết nhiệm vụ chính là đánh bại kẻ thù từ xa mà không cần sử dụng máy bay có người lái.

Những vũ khí mới Mỹ tấn công Iran được nâng cấp từ chính vũ khí nổi tiếng của Tehran

Những vũ khí mới Mỹ tấn công Iran được nâng cấp từ chính vũ khí nổi tiếng của Tehran

Cuộc chiến với Iran đang trở thành nơi thử nghiệm cho các loại vũ khí mới nhất của Mỹ. Quân đội Hoa Kỳ đã sử dụng một số loại vũ khí mới để thực hiện các cuộc tấn công chống lại Tehran. Chúng bao gồm tên lửa đạn đạo tầm ngắn và máy bay không người lái (UAV) tấn công giá rẻ. Loại này được Mỹ cải biên từ công nghệ UAV của Iran. Các nhà quan sát cũng phát hiện ra một biến thể mới của tên lửa hành trình phóng từ tàu chiến.

Data “nóng” lên sàn “chợ đen”

Data “nóng” lên sàn “chợ đen”

Bỗng một ngày nào đó, người ta bàng hoàng khi phát hiện hình ảnh của mình bị rao bán trên mạng với cảnh nhạy cảm, bị cắt ghép, chắp vá thành những món hàng “nóng” và bị trao đổi, mua bán như mớ rau, cân cá trên “chợ đen”. Đây là thực trạng đáng báo động, ảnh hưởng nghiêm trọng đến danh dự và nhân phẩm con người, gây ra nhiều hệ lụy xấu cho cộng đồng và xã hội...

DNA và vụ án “giết người chưa từng gặp”

DNA và vụ án “giết người chưa từng gặp”

DNA của một người vô gia cư Mỹ được tìm thấy dưới móng tay một nạn nhân bị giết, nhưng anh chưa từng gặp người đó trong đời, và từ nghịch lý này, một sự thật lộ ra: thứ được coi là bằng chứng chắc chắn nhất lại có thể đẩy một người vô tội đến sát bờ vực bị kết án.

Công nghệ kỹ thuật số tham chiến tại Trung Đông

Công nghệ kỹ thuật số tham chiến tại Trung Đông

Khi công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) và các công cụ kỹ thuật số ngày càng được sử dụng nhiều trong hoạt động quân sự, chiến sự giữa Mỹ, Israel và Iran cho thấy cách thức tiến hành chiến tranh đang thay đổi nhanh chóng. Khi dữ liệu trở thành mục tiêu và AI trở thành công cụ ra quyết định, ranh giới giữa chiến tranh truyền thống và chiến tranh công nghệ cao gần như bị xóa nhòa.

AI tái định nghĩa ưu thế quân sự?

AI tái định nghĩa ưu thế quân sự?

Mới đây, một công ty công nghệ quốc phòng Trung Quốc tuyên bố hệ thống AI của họ đã phát hiện tín hiệu từ máy bay ném bom tàng hình B-2 của Mỹ và dấu hiệu huy động quân sự nhiều tuần trước khi cuộc xung đột với Iran leo thang.

Tên lửa bí ẩn từ vũ trụ của Israel

Tên lửa bí ẩn từ vũ trụ của Israel

Việc Israel sử dụng tên lửa Blue Sparrow đã thu hút sự chú ý toàn cầu vì quỹ đạo bay bất thường, tốc độ cao và khả năng tấn công các vị trí được phòng thủ kiên cố mà không cần nhiều cảnh báo.

Vụ rò rỉ hơn 16 tỷ mật khẩu lớn nhất lịch sử

Vụ rò rỉ hơn 16 tỷ mật khẩu lớn nhất lịch sử

Hơn 16 tỷ mật khẩu và thông tin đăng nhập bị phơi bày trên không gian mạng đã tạo ra cú sốc lớn đối với giới an ninh toàn cầu. Vượt ra ngoài con số kỷ lục, vụ rò rỉ đã phơi lộ một thực tế đáng lo ngại: các lỗ hổng an ninh đang âm thầm kết nối, và chuyển hóa thành mối đe dọa có tính hệ thống.

Cuộc chiến quyền lực kỹ thuật số

Cuộc chiến quyền lực kỹ thuật số

Việc kiểm soát các tuyến cáp quang ngầm dưới biển, huyết mạch của mạng Internet toàn cầu, đã trở thành chiến tuyến mới trong cuộc chiến giành quyền lực kỹ thuật số. Trong các vùng biển tranh chấp, sức mạnh thường được coi là một màn trình diễn.

ChatGPT - vũ khí của nữ sát thủ

ChatGPT - vũ khí của nữ sát thủ

Một phụ nữ 21 tuổi ở Hàn Quốc vừa bị cáo buộc đã sử dụng phần mềm ChatGPT để giúp trả lời các câu hỏi khi cô ta lên kế hoạch cho một loạt vụ giết người khiến hai người đàn ông thiệt mạng và một người khác bất tỉnh trong giây lát.