Nhật Bản: Drone “bám” vào kết cấu thép để đo hầm ngầm không người – bước tiến mới trong tự động hóa xây dựng
Shimizu Corporation phát triển hệ thống đo mặt gương hầm bằng LiDAR và định vị tuyệt đối
19/05/2026
Annie Nguyễn
Một nhóm gồm 4 tổ chức tại Nhật Bản đã phát triển thành công hệ thống đo hình dạng mặt gương (tunnel face) trong thi công hầm núi theo hướng hoàn toàn không người, sử dụng drone có khả năng “bám dính” vào kết cấu thép trong hầm để thực hiện đo đạc bằng công nghệ LiDAR.
Hệ thống được phát triển với vai trò chủ đạo của Shimizu Corporation, phối hợp cùng các đối tác nghiên cứu và doanh nghiệp công nghệ tại Nhật Bản, trong đó có Osaka Institute of Technology.
Drone “neo” vào kết cấu thép để đo chính xác trong hầm
Hệ thống mới mang tên Perch-RIM, trong đó drone được trang bị nam châm điện để có thể:
- bay vào khu vực gần mặt gương hầm
- “bám” vào dầm thép chống đỡ (steel support)
- giữ vị trí cố định trong môi trường rung động và bụi cao
Sau khi cố định, drone sử dụng:
- cảm biến LiDAR để quét 3D bề mặt hầm
- hệ thống định vị tổng thể (total station) đặt phía sau để xác định tọa độ tuyệt đối
- camera và cảm biến môi trường để hỗ trợ giám sát
Từ đó, hệ thống tái tạo chính xác mô hình 3D của mặt gương hầm theo tọa độ tuyệt đối.
Loại bỏ hoàn toàn nguy cơ cho công nhân tại mặt gương hầm
Trước đây, việc đo đạc trong thi công hầm yêu cầu công nhân phải tiếp cận trực tiếp khu vực mặt gương – nơi tiềm ẩn nguy cơ:
- sạt lở
- đá rơi
- bụi và khí độc
- điều kiện không ổn định
Với hệ thống mới, toàn bộ quá trình:
- đo đạc
- quan sát
- đánh giá độ chính xác đào hầm
có thể thực hiện từ xa, giúp:
- giảm rủi ro tai nạn lao động
- tăng tốc độ thi công
- giảm chi phí nhân công và thời gian đo đạc
- chuẩn hóa dữ liệu đo theo thời gian thực
Thử nghiệm tại 3 công trình hạ tầng quy mô lớn
Công nghệ này đã được kiểm chứng tại các dự án thực tế:
- Tuyến hầm Cao tốc Chuo (Nhật Bản)
- Hầm Sanpira-yama trên tuyến cao tốc Yonago
- Hầm Oshima thuộc tuyến Shinkansen Hokkaido
Bước tiến tới xây dựng hầm “không người”
Hệ thống Perch-RIM không chỉ phục vụ đo đạc, mà còn mở rộng khả năng:
- giám sát liên tục trong hầm
- kiểm tra chất lượng đào
- quan trắc môi trường (bụi, khí độc)
- hỗ trợ vận hành từ xa
Các chuyên gia đánh giá đây là một bước quan trọng hướng tới mô hình:
“thi công hầm tự động hóa – không cần con người trực tiếp tại vùng nguy hiểm”
