Công nghệ drone dưới nước: Bản chất công nghệ và ứng dụng

Last updated on 21 December, 2025

Đại dương chiếm hơn 70% bề mặt Trái Đất, nhưng con người mới chỉ khám phá được chưa đầy 20% “thế giới xanh” ấy. Nếu như Flycam đã thay đổi hoàn toàn cách chúng ta nhìn bầu trời, thì công nghệ Drone dưới nước (UUV) đang mở ra một kỷ nguyên mới cho việc chinh phục đáy biển. Từ những thiết bị điều khiển từ xa (ROV) len lỏi trong các đường ống dầu khí, đến những robot tự hành (AUV) thực hiện nhiệm vụ quân sự bí mật, drone dưới nước không chỉ là “đôi mắt” mà còn là cánh tay đắc lực của con người ở độ sâu hàng ngàn mét. Bài viết này sẽ giúp bạn giải mã toàn bộ về “những chiến binh thầm lặng” dưới lòng đại dương.

Công nghệ drone dưới nước là gì?

Công nghệ Drone dưới nước (thường được gọi là UUV – Unmanned Underwater Vehicle) là các thiết bị robot không người lái có khả năng hoạt động chìm hoàn toàn trong môi trường nước.

Nếu như Flycam (drone trên không) mở ra góc nhìn từ bầu trời, thì drone dưới nước là “đôi mắt” giúp con người khám phá, làm việc và nghiên cứu ở những độ sâu mà thợ lặn khó có thể tiếp cận một cách an toàn.

Phân loại các công nghệ drone dưới nước

Cách phân loại giữa ROV và AUV dựa trên phương thức vận hành là cách phân chia phổ biến nhất hiện nay. Để bạn dễ hình dung sự khác biệt về cấu tạo và cách thức hoạt động của chúng, hãy cùng đi sâu hơn vào chi tiết:

ROV (Remotely Operated Vehicle) – Thiết bị điều khiển từ xa

Đây là dòng “robot có dây”, được ví như cánh tay nối dài của con người xuống đáy biển.

• Kết nối: Sử dụng một dây cáp chịu lực (tether) để truyền năng lượng và dữ liệu.
• Ưu điểm: Thời gian hoạt động gần như không giới hạn vì dùng điện từ tàu mẹ; người điều khiển có thể xử lý các tình huống phức tạp ngay lập tức thông qua camera trực tiếp.
• Hạn chế: Khoảng cách di chuyển bị giới hạn bởi độ dài của dây cáp; dây cáp có thể bị vướng vào chướng ngại vật dưới nước.

AUV (Autonomous Underwater Vehicle) – Thiết bị tự hành

Đây là dòng “robot độc lập”, hoạt động như một tàu ngầm không người lái thực thụ.

• Kết nối: Hoàn toàn không dây. Thiết bị được nạp lộ trình (mission plan) trước khi thả xuống nước.
• Ưu điểm: Có thể đi xa hàng trăm km, len lỏi vào các khu vực hẹp hoặc địa hình phức tạp mà không lo vướng dây; hoạt động âm thầm và hiệu quả cho việc lập bản đồ diện tích lớn.
• Hạn chế: Phụ thuộc vào dung lượng pin; nếu gặp sự cố bất ngờ, người điều khiển rất khó can thiệp kịp thời.

Bảng so sánh nhanh

Ngoài hai loại phổ biến này, hiện nay còn xuất hiện dòng Hybrid ROV/AUV (HROV) – loại robot “lai” có thể chuyển đổi giữa việc dùng dây cáp khi cần làm việc nặng và rút dây để tự do khám phá khi cần thiết.

Nguyên lý hoạt động của drone dưới nước

Để hiểu rõ hơn về cách các thành phần này phối hợp với nhau bên trong một thiết bị drone dưới nước, chúng ta có thể phân tích sâu hơn về nguyên lý hoạt động của từng bộ phận:

Hệ thống định vị và “Thị giác” (Sonar & Sensors)

Vì ánh sáng bị hấp thụ rất nhanh và sóng vô tuyến (Wi-Fi, GPS) không thể xuyên qua nước, drone phải dựa vào âm thanh:

• DVL (Doppler Velocity Log): Đo tốc độ di chuyển của drone so với đáy biển bằng hiệu ứng Doppler.
• Sidelooking Sonar / Multibeam Sonar: Quét đáy biển bằng chùm sóng âm để tạo ra hình ảnh 3D chi tiết về địa hình hoặc vật thể, ngay cả trong môi trường nước đục ngầu.
• IMU (Inertial Measurement Unit): Cảm biến gia tốc và con quay hồi chuyển giúp drone biết nó đang nghiêng hay thẳng đứng.

Hệ thống đẩy và Cân bằng (Thrusters & Buoyancy)

Khác với drone trên không, drone dưới nước phải đối mặt với lực cản của nước lớn hơn rất nhiều:

• Bố trí động cơ: Thường có từ 3 đến 8 động cơ (thrusters) được đặt theo các trục khác nhau (ngang, dọc, chéo) để giúp thiết bị có thể “đứng im” (hovering) giữa dòng nước chảy xiết.
• Hệ thống điều chỉnh độ nổi: Một số drone cao cấp sử dụng các túi khí hoặc khoang chứa nước để thay đổi trọng lượng riêng, giúp chúng nổi lên hoặc lặn xuống mà không cần tốn năng lượng chạy động cơ.

Vỏ bảo vệ và Cơ khí chính xác

Càng xuống sâu, áp suất càng tăng khủng khiếp (cứ mỗi 10m độ sâu, áp suất tăng thêm khoảng 1 atm).

• Vật liệu: Các khớp nối và nắp đậy thường có gioăng cao su kép (O-rings) để chống rò rỉ tuyệt đối.
• Tản nhiệt: Nước biển xung quanh đóng vai trò là chất làm mát tự nhiên cho các linh kiện điện tử tỏa nhiệt bên trong lớp vỏ kín.

Cánh tay robot (Manipulators)

Đây là bộ phận biến drone từ một “camera di động” thành một “công nhân cơ khí”:

• Bậc tự do (DoF): Cánh tay càng nhiều khớp (bậc tự do) thì càng linh hoạt trong việc vặn vít, nhặt mẫu vật địa chất hoặc cắt dây cáp.
• Phản hồi lực: Một số hệ thống hiện đại cho phép người điều khiển trên bờ “cảm nhận” được lực cản khi cánh tay chạm vào vật thể.

Ứng dụng của drone dưới nước

Công nghiệp Dầu khí và Năng lượng tái tạo

Đây là lĩnh vực sử dụng drone dưới nước (đặc biệt là ROV) nhiều nhất.

• Kiểm tra kết cấu: Drone thực hiện quét siêu âm để phát hiện vết nứt hoặc sự ăn mòn trên chân đế giàn khoan và các cột turbine gió ngoài khơi.
• Lắp đặt cáp ngầm: Hỗ trợ rải cáp quang viễn thông hoặc cáp điện xuyên đại dương, đảm bảo chúng nằm đúng rãnh kỹ thuật.

Ngành Nuôi trồng Thủy sản (Aquaculture)

Drone giúp hiện đại hóa cách thức chăn nuôi hải sản:

• Vệ sinh lưới tự động: Thay vì phải thuê thợ lặn cạo hàu và tảo bám trên lưới (việc vốn rất nguy hiểm và tốn kém), drone có thể trang bị chổi quét chuyên dụng để làm sạch lưới định kỳ.
• Giám sát sinh trưởng: Sử dụng camera AI để đếm số lượng cá, ước tính trọng lượng và phát hiện sớm các dấu hiệu bệnh tật mà không gây stress cho vật nuôi.

Nghiên cứu Khoa học và Khảo cổ học

Công nghệ AUV cho phép con người chạm đến những vùng “vô tận” của đại dương:

• Bản đồ 3D xác tàu: Drone có thể chụp hàng ngàn bức ảnh độ phân giải cao để dựng lại mô hình 3D của các tàu đắm cổ mà không làm hư hại di vật.
• Lấy mẫu ở độ sâu cực lớn: Tại các rãnh đại dương sâu hơn 6.000m, nơi áp suất có thể nghiền nát hầu hết mọi thứ, drone chuyên dụng là phương tiện duy nhất giúp lấy mẫu vi khuẩn và địa chất.

An ninh và Quốc phòng

Trong quân sự, drone dưới nước hoạt động như những “vệ binh im lặng”:

• Phát hiện vật cản: Rà soát đáy biển tại các cảng quân sự để phát hiện thiết bị nghe lén hoặc vật liệu nổ.
• Tàu ngầm không người lái (XLUUV): Các dòng drone kích thước lớn có khả năng tuần tra tự động hàng tháng trời trên các vùng biển tranh chấp để thu thập tình báo.

Xu hướng tương lai: Sự kết hợp giữa AI và Drone

Hiện nay, các nhà phát triển đang tích hợp Trí tuệ nhân tạo (AI) để drone có thể:

• Tự nhận diện mục tiêu: Tự động phân loại cá, rác thải nhựa hoặc hư hại trên đường ống mà không cần con người quan sát màn hình 24/7.
• Hoạt động theo bầy đàn (Swarm): Nhiều drone nhỏ phối hợp cùng nhau để quét một vùng diện tích biển rộng lớn trong thời gian ngắn nhất.

Một số ví dụ về ứng dụng công nghệ drone dưới nước

Vụ tấn công tàu ngầm Kilo tại Biển Đen (Tháng 12/2025)

Đây được coi là một cột mốc lịch sử trong tác chiến hải quân hiện đại.

• Sự kiện: Ukraine tuyên bố sử dụng drone dưới nước tự sát mang tên “Sub Sea Baby” để tấn công và vô hiệu hóa một tàu ngầm lớp Kilo của Nga ngay tại cảng Novorossiysk.
• Ý nghĩa: Đây là lần đầu tiên trong lịch sử, một thiết bị không người lái dưới nước (UUV) được sử dụng thành công để tấn công một tàu ngầm có người lái. Nó mở ra kỷ nguyên “săn tàu ngầm giá rẻ”, nơi các thiết bị nhỏ bé có thể đe dọa những “quái vật” thép trị giá hàng trăm triệu USD.

Cuộc tìm kiếm tàu lặn Titan (Tháng 6/2023)

Trong thảm kịch tàu lặn Titan bị nổ tung khi đang tham quan xác tàu Titanic, drone dưới nước đóng vai trò then chốt trong việc tìm ra sự thật.

• Thiết bị: Robot Victor 6000 (Pháp) và các ROV của Hải quân Mỹ.
• Vai trò: Ở độ sâu gần 4.000m – nơi con người không thể trực tiếp chạm tới – các drone này là phương tiện duy nhất có thể lặn xuống, sử dụng camera và sonar để quét đáy biển. Chính ROV đã phát hiện ra các mảnh vỡ của tàu Titan cách mũi tàu Titanic khoảng 500m, giúp kết thúc chiến dịch tìm kiếm quốc tế kéo dài 5 ngày.

Siêu Drone dưới nước “Cá voi Orca” và các biến thể XXL (2024 – 2025)

Các cường quốc quân sự đang chạy đua phát triển các dòng drone siêu lớn (XLUUV).

• Ví dụ: Mỹ với dự án Boeing Orca và Trung Quốc với các mẫu drone dưới nước kích thước khổng lồ được thử nghiệm tại Biển Đông vào cuối năm 2024.
• Khả năng: Những drone này có kích thước tương đương tàu ngầm mini, có khả năng hoạt động tự hành hàng tháng trời, đi xa tới hơn 10.000 hải lý mà không cần tàu mẹ. Chúng được thiết kế để rải thủy lôi, trinh sát tầm xa hoặc thậm chí mang theo các drone nhỏ hơn bên trong.

Tại Việt Nam: Drone “Made in Vietnam” (Cuối 2024 – 2025)

• Sự kiện: Tại Triển lãm Quốc phòng Quốc tế Việt Nam 2024 và các diễn đàn công nghệ năm 2025, các mẫu drone dưới nước (UUV/ROV) nội địa đã được giới thiệu.
• Ứng dụng: Không chỉ dùng trong quốc phòng, các doanh nghiệp Việt Nam bắt đầu ứng dụng drone dưới nước để kiểm tra đập thủy điện, giám sát lồng bè nuôi cá tại các tỉnh ven biển và khảo sát chất lượng nước tự động, giúp giảm thiểu rủi ro cho thợ lặn.

Bạn có biết? Hiện nay đã có những loại drone “lai” có thể vừa bay trên không vừa lặn xuống nước để quay phim, ví dụ như dòng Hydrus hoặc các biến thể tích hợp phao của DJI giúp nghiên cứu san hô rất hiệu quả.

Kết luận

Tổng kết lại, công nghệ Drone dưới nước không còn là khái niệm viễn tưởng mà đã trở thành công cụ thiết yếu trong nền kinh tế biển hiện đại. Mặc dù vẫn còn những thách thức về truyền tải dữ liệu và áp suất môi trường, nhưng với sự tích hợp của Trí tuệ nhân tạo (AI) và vật liệu mới, các thiết bị này đang ngày càng nhỏ gọn, thông minh và mạnh mẽ hơn. Từ việc bảo vệ chủ quyền biển đảo đến nghiên cứu biến đổi khí hậu, drone dưới nước sẽ tiếp tục là mũi nhọn công nghệ giúp chúng ta giải mã những bí ẩn cuối cùng của đại dương, đồng thời mở ra những cơ hội kinh tế chưa từng có.

Tham khảo

Ứng dụng công nghệ giám sát sản xuất nông nghiệp

Công nghệ GIS – hệ thống thông tin địa lý