Takenaka 竹中土木 và các đối tác phát triển hệ thống đánh giá đá từ xa bằng công nghệ phản hồi xúc giác – Tái tạo khả năng phán đoán bằng cảm nhận của chuyên gia

Takenaka 竹中土木 và các đối tác phát triển hệ thống đánh giá đá từ xa bằng công nghệ phản hồi xúc giác – Tái tạo khả năng phán đoán bằng cảm nhận của chuyên gia
Ngày 12 tháng 11 năm 2025 | Công nghệ & Sản phẩm |

Sơ đồ minh họa cấu trúc hai phần của Hệ thống đánh giá đá từ xa bằng phản hồi xúc giác:

• Bên điều khiển (操縦側 – Leader):
  Người vận hành điều khiển cánh tay robot từ xa thông qua thiết bị phản hồi xúc giác, tái hiện cảm giác khi dùng búa gõ vào đá. Hình ảnh thực tế tại vị trí thi công được truyền trực tiếp lên màn hình để kết hợp giữa cảm giác và quan sát hình ảnh.

• Bên vách hầm (切羽側 – Follower):
  Cánh tay robot gắn búa kiểm tra đá, camera và cảm biến khoảng cách, lắp trên xe nâng bánh xích cao 12 m. Dữ liệu lực phản hồi được truyền có dây về thiết bị điều khiển, giúp người vận hành “cảm nhận” được độ cứng – mềm của đá từ xa.

Cấu hình này giúp đánh giá độ cứng của đá một cách an toàn và chính xác, không cần người tiếp cận trực tiếp khu vực nguy hiểm hoặc không gian chật hẹp trong hầm.

Công ty Takenaka Civil Engineering cùng với Kaga Electronics và Motion Lib Inc. (TP Kawasaki, Giám đốc điều hành Takahiro Mizoguchi) đã phát triển một hệ thống đánh giá đá từ xa sử dụng công nghệ phản hồi lực – xúc giác (force-tactile feedback), giúp nhận biết độ cứng và đặc tính của đá gặp phải trong quá trình đào hầm. Hệ thống này tái hiện khả năng phán đoán bằng xúc giác của các kỹ sư lành nghề, cho phép thực hiện đánh giá địa chất từ xa. Thử nghiệm thực tế đã xác nhận các chức năng cơ bản, và nhóm phát triển hướng tới việc xây dựng phương pháp đánh giá định lượng khách quan thông qua dữ liệu vật lý như lực phản hồi và tốc độ khi gõ đá.

Hệ thống “Đánh giá đá từ xa” gồm hai phần: Leader (bên điều khiển) và Follower (bên thi công). Thông qua việc truyền dữ liệu có chứa thông tin về lực và cảm giác, người vận hành có thể điều khiển và cảm nhận như đang tiếp xúc trực tiếp với vật thể. Nhờ công nghệ phản hồi xúc giác, cảm giác dùng búa gõ vào đá được tái tạo chính xác. Toàn bộ thiết bị, bao gồm cả xe nâng, có thể điều khiển từ xa, giúp người vận hành làm việc an toàn từ phòng điều khiển. Hệ thống còn được trang bị tay cầm có phanh, chức năng dừng khẩn cấp và phục hồi từ xa, đảm bảo an toàn cao.

Thử nghiệm được tiến hành tại công trình hầm Yunokami số 2 trên quốc lộ 121, do Cục Phát triển vùng Tohoku (Bộ Đất đai, Hạ tầng, Giao thông và Du lịch Nhật Bản) đặt hàng. Tại vị trí cách cửa hầm 1.102,8 mét, các kỹ sư đã gõ vào vách đá từ phòng điều khiển đặt cách đó khoảng 200 mét. Nhờ phản hồi xúc giác, người vận hành có thể cảm nhận rõ ràng độ cứng – mềm của đá, tương tự như kiểm tra thủ công, nhưng từ vị trí an toàn.

Ba công ty đang phân tích mối tương quan giữa dữ liệu vật lý thu được và cường độ nén thực tế của đá, hướng tới việc xây dựng phương pháp đánh giá định lượng. Trong tương lai, họ dự kiến mở rộng ứng dụng công nghệ đánh giá vật chất từ xa này sang khảo sát địa chất và kiểm định công trình ở những khu vực khó tiếp cận hoặc nguy hiểm, góp phần nâng cao an toàn và hiệu quả trong ngành xây dựng.