Robot nông nghiệp "song sinh kỹ thuật số" (Digital Twins)

Trong thế giới hiện đại, công nghệ đang đóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực, đặc biệt là nông nghiệp. Một trong những đổi mới nổi bật là việc sử dụng robot nông nghiệp, giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và tiết kiệm tài nguyên. Tuy nhiên, việc điều khiển những robot này trong những môi trường phức tạp như cánh đồng hay vườn cây thường gặp nhiều khó khăn. 

Để giải quyết những thách thức trong việc điều khiển robot nông nghiệp, các nhà nghiên cứu đã phát triển một hệ thống sử dụng công nghệ gọi là "song sinh kỹ thuật số". Điều này có nghĩa là mỗi robot sẽ có một "bóng kỹ thuật số", tức là một phiên bản ảo của nó. “Bóng” này cho phép người điều khiển theo dõi và hỗ trợ robot trong thời gian thực mà không cần có mặt tại hiện trường.

Theo một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Discover Applied Sciences, các nhà khoa học đã đề xuất một phương pháp kết hợp truyền thông không dây tầm xa (LoRa), môi trường mô phỏng, khái niệm song sinh kỹ thuật số và Internet of Robotic Things (IoRT) để cho phép vận hành từ xa một robot nông nghiệp với một song sinh kỹ thuật số. Phương pháp này nhằm mục đích hỗ trợ robot điều hướng các tình huống phức tạp mà không cần cơ sở hạ tầng mạng cao cấp.

Nghiên cứu đã tập trung vào việc sử dụng mạng LoRa (Long Range) để tạo điều kiện cho việc giao tiếp giữa một robot mô phỏng và một robot thực tế. Mạng LoRa cho phép truyền dữ liệu ở khoảng cách xa, lên đến 3000 m mà không cần đến cơ sở hạ tầng mạng phức tạp. 

Hệ thống này bao gồm một "bóng kỹ thuật số" của robot, tức là một phiên bản ảo phản ánh chính xác hoạt động của robot thực. Người điều khiển có thể theo dõi và gửi lệnh cho robot thông qua giao diện đồ họa, giúp họ nắm bắt thông tin thời gian thực về tình trạng và vị trí của robot. Điều này không chỉ cải thiện tính an toàn trong quá trình làm việc mà còn giúp robot điều hướng chính xác hơn trong các tình huống khó khăn.

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng tỷ lệ mất gói tin trong quá trình truyền thông là khoảng 12% khi robot hoạt động ở khoảng cách 2300 m. Mặc dù có một số thách thức như độ trễ và sự ổn định của tín hiệu, nhưng hệ thống vẫn hoạt động hiệu quả. Robot có thể cập nhật đường đi của mình dựa trên thông tin từ "bóng kỹ thuật số", từ đó di chuyển một cách tự động. 

Phương pháp này không chỉ có ứng dụng trong nông nghiệp mà còn có thể được áp dụng trong các lĩnh vực khác như cứu hộ, thám hiểm và ứng phó thảm họa. Nghiên cứu này không chỉ chứng minh tính khả thi của công nghệ song sinh kỹ thuật số mà còn mở ra nhiều cơ hội mới cho việc cải thiện quy trình sản xuất nông nghiệp và các lĩnh vực liên quan.