Máy bay không người lái (UAV) là máy bay điều khiển từ xa không người lái, có động cơ, bay trong khí quyển nhờ cánh nâng. UAV đang và sẽ tiếp tục là một giải pháp tình báo, giám sát và trinh sát quan trọng trên internet trong quân sự hoặc các chiến trường.

UAV có thể được điều khiển tự động nhờ các thiết bị lắp đặt trên UAV và các thiết bị bổ trợ bên ngoài. UAV thường được ứng dụng dưới dạng tổ hợp. Mỗi tổ hợp UAV thường bao gồm một hoặc một số UAV và một trạm điều khiển mặt đất. Ngoài ra, có thể có thêm một số trạm thu xách tay để thu thông tin từ UAV truyền về.

Trong quân sự, khả năng thu thập và truyền dữ liệu địa lý, xác định và theo dõi mục tiêu bằng công nghệ nhận dạng đối tượng một cách nhanh chóng và hiệu quả, đồng thời giao chiến với kẻ thù trong các nhiệm vụ thường khó khăn, tốn thời gian hoặc nguy hiểm đối với quân nhân của quân đội thực sự. Các phi công mặt đất và các bộ phận khai thác cảm biến của UAV giúp các chiến binh, chỉ huy và các quân nhân chủ chốt khác thực hiện nhiệm vụ một cách nhanh chóng và có mục đích, nhưng giống như bất kỳ công nghệ quân sự nào, nó không hoàn hảo.

Việc truyền và xử lý dữ liệu thu được từ cảm biến từ môi trường để UAV và các nhà khai thác trên mặt đất cần phản hồi nhanh chóng và do đó, điện toán biên có thể giảm thiểu phần lớn sự chậm trễ này, như bạn sẽ thấy. Ví dụ, cũng có thách thức trong việc theo dõi hiệu quả các đối tượng và mục tiêu nằm trong các khu vực đô thị có lưu lượng truy cập cao với nhiều tòa nhà. Đây chỉ là một trong nhiều vấn đề không thể giải quyết bằng cách triển khai một vài máy chủ biên… hay có thể không?

Trong phần chia sẻ này, chúng ta sẽ thảo luận về 5 cách mà các máy chủ biên cải thiện các chương trình và ứng dụng UAV cho quân đội.

1. Cải thiện phân tích dữ liệu

Độ trễ thấp là lợi ích thường xuyên được đề cập tới điện toán biên và các máy chủ biên nói chung và nó vẫn là điều quan trọng nhất. Trong trường hợp khẩn cấp thực hiện nhiệm vụ quan trọng như chiến đấu tích cực, tàng hình và theo dõi mục tiêu, khả năng gửi và nhận tức thì rất quan trọng.

Độ trễ thấp mang lại cho các công nghệ quân sự như UAV khả năng theo dõi, thu thập, chuyển tiếp nhanh hơn. Bằng cách định vị các máy chủ biên gần hơn với khu vực quan tâm của UAV, các cảm biến của UAV có một trung tâm gần đó để gửi dữ liệu đi phân tích.

Thông thường, sự chậm trễ đáng kể trong quá trình truyền dữ liệu sẽ xảy ra nếu dữ liệu thu được bằng cảm biến buộc phải di chuyển một khoảng cách xa đến trung tâm dữ liệu đám mây ở xa để tính toán. Kết hợp điều này với lượng dữ liệu mạng dồi dào đã truyền đến và đi từ trung tâm dữ liệu, bạn đã gặp phải sự cố về khoảng cách lẫn băng thông. Triển khai máy chủ biên cục bộ ở các trạm mặt đất gần đó, trung tâm dữ liệu quy mô nhỏ hoặc các trường hợp chuyển tuyến thực sự có thể cắt giảm cả hai vấn đề này bằng cách di chuyển tính toán gần hơn với nguồn dữ liệu và giảm lưu lượng mạng lên đám mây, giúp cho việc phân tích dữ liệu mượt mà hơn, hiệu quả hơn trong quy trình thu thập thông tin tình báo cục bộ.

2. Theo dõi mục tiêu tốt hơn

Nghiên cứu được công bố vào năm ngoái đã chứng minh rằng việc triển khai một cụm điện toán biên gần các UAV hoạt động trong môi trường đô thị hóa hơn và giảm tải quá trình xử lý và phân tích video của UAV từ đám mây sang cụm điện toán cạnh nói trên có thể cải thiện việc theo dõi mục tiêu bằng cách giảm độ trễ mạng, cải thiện độ tin cậy.

Dữ liệu giám sát từ UAV thường được gửi đến đám mây để xử lý và phân tích, nhưng như chúng tôi đã đề cập, điều này thường không xảy ra sự chậm trễ trên diện rộng. Trong trường hợp theo dõi mục tiêu, việc giới thiệu các máy chủ biên đảm nhận quá trình xử lý và phân tích này ở cấp “địa phương” có thể là yếu tố xác định xem một UAV có mất hoặc duy trì mục tiêu hay không, đặc biệt là trong môi trường có nhiều tòa nhà văn phòng, nhà để xe, và lưu lượng người đi bộ và xe cộ cao.

Các nhà nghiên cứu đã xem xét liệu việc cài đặt một mạng cục bộ gồm các camera an ninh mặt đất và chuyển tải phân tích dữ liệu video của UAV trên đám mây tới một nhóm cục bộ gồm điện thoại di động, máy tính xách tay, các máy chủ biên, được gọi chung là cụm điện toán biên, sẽ là một chiến lược hiệu quả để giảm thiểu sự chậm trễ trong quá trình xử lý dữ liệu và do đó, cho phép UAV theo dõi mục tiêu ổn định.

Đầu tiên, một UAV thu thập video về một mục tiêu theo cách thức thời gian thực, sau đó nó truyền dữ liệu đến cụm điện toán mặt đất để phân tích và nhận dạng mục tiêu, sau đó kết quả được đưa trở lại UAV để hướng dẫn theo dõi thêm... Thứ hai, khi UAV sắp mất dấu mục tiêu, nó cần yêu cầu hệ thống camera giám sát mặt đất tiếp tục theo dõi, đồng thời thu thập thông tin xung quanh và truyền về cụm máy tính gần đó để tính toán và ghi nhận. Sau khi tìm thấy lại mục tiêu bằng camera mặt đất, UAV có thể bay đến vị trí liên quan để tiếp tục theo dõi theo thông tin vị trí địa lý của camera mặt đất ... Thứ ba, trong trường hợp xấu nhất, mục tiêu mất dấu hoàn toàn, tất cả dữ liệu video từ các camera gần đó cần được lấy ngay tại nơi mất mục tiêu, để tìm lại mục tiêu. Để nhanh chóng tìm lại mục tiêu, bạn có thể tải một lượng lớn các nhiệm vụ tính toán vào một cụm máy tính mặt đất gần đó.

3. Cải thiện mạng lưới tổng thể

Với việc phân tích dữ liệu cục bộ được cải thiện và giảm độ trễ mạng và lưu lượng, các chỉ huy và các nhà lãnh đạo quân sự chủ chốt khác có thể tận dụng bức tranh hoạt động chung triển khai nhiệm vụ hiệu quả hơn.

Bạn sẽ cảm giác như thế nào khi phải đợi kết quả của một máy chủ bị mắc kẹt bởi các yêu cầu, cho dù máy chủ này được đặt tại văn phòng của bạn hay tại một trung tâm dữ liệu đám mây ở xa. Việc truy xuất tệp có thể mất vĩnh viễn. Ứng dụng xảy ra gián đoạn. Gửi một tệp hoặc tải một trang web đơn giản có thể là một cơn ác mộng. Yêu cầu cho một hành động cụ thể từ ứng dụng của bạn sẽ không còn nữa. Bây giờ, hãy mở rộng vấn đề này sang không gian chiến đấu, nơi nhiều cảm biến và thiết bị tương tác với nhau liên tục yêu cầu dữ liệu từ đám mây. Sự chậm trễ và gián đoạn gây ra bởi một mạng lưới như vậy sẽ gây ra khó khăn như thế nào?

Bằng cách đưa các máy chủ biên vào kiến trúc mạng chiến thuật, sự chậm trễ trong xử lý dữ liệu giữa các cảm biến của UAV, các cảm biến IoT được triển khai - chẳng hạn như các cảm biến gắn với binh lính - các trạm điều khiển mặt đất, chỉ huy và điều khiển cũng như các thiết bị IoT cục bộ khác và các thiết bị quân sự được giảm thiểu. Một mạng con đã được tạo ra với mục đích giảm tải tính toán từ đám mây. Và vì sự chậm trễ trong quá trình truyền và xử lý dữ liệu hiện đã giảm và lưu lượng mạng tổng thể giảm xuống, các chỉ huy trên khắp Lục quân, Hải quân, Thủy quân lục chiến và Không quân có thể xem chiến trường hoặc khu vực quan tâm nói chung với mức độ chính xác thời gian thực cao hơn, giúp tăng tốc độ ra quyết định quan trọng và thực hiện nhiệm vụ tổng thể hiệu quả hơn.

Tiềm năng thị trường UAV Việt Nam

Nếu như trước đây, UAV (thiết bị bay không người lái) chủ yếu được sử dụng trong lĩnh vực quân sự thì ngày nay với tính ưu việt của nó, UAV đã và đang được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của đời sống kinh tế xã hội. 

Ảnh VOV

Trong tương lai, UAV có thể được sử dụng rộng rãi cho đa dạng khách hàng. Ví như Cảnh sát biển, sử dụng UAV để giám sát thực thi pháp luật trên biển. Hải quan, Công an, sử dụng UAV để chống buôn lậu, chống tội phạm, giám sát giao thông trên bộ. Ủy ban Quốc gia tìm kiếm-cứu nạn, sử dụng UAV để tìm kiếm trên biển hoặc ở những vùng hiểm trở. Ủy ban Phòng chống lụt bão Trung ương, sử dụng UAV để quan sát trực tiếp các vùng bị thiên tai, đánh giá thiệt hại thực tế, trên cơ sở đó có kế hoạch trợ giúp kịp thời. Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, sử dụng UAV để phục vụ công tác phòng chống phá rừng, cháy rừng, kiểm tra các rừng cà phê, rừng cao su, các cánh đồng rộng lớn. Bộ Tài nguyên và Môi trường, sử dụng UAV phục vụ công tác điều tra, quy hoạch sử dụng đất, tìm kiếm tài nguyên trên. Bộ Giao thông Vận tải, sử dụng UAV để trợ giúp việc lập dự án làm cầu đường, nhất là ở vùng rừng núi...