Thành phố thông minh – nơi mà sự tự động hóa đang dần trở thành mục tiêu hướng tới trong việc đảm bảo cung cấp các dịch vụ thiết yếu cho cư dân. Câu chuyện này không chỉ dừng lại ở mức tiếp cận những dịch vụ phục vụ nhu cầu trong cuộc sống hàng ngày mà còn liên quan đến việc bảo vệ an toàn cho các cư dân đang sinh sống trong thành phố. An ninh công cộng, an toàn giao thông đều phụ thuộc rất nhiều vào cơ sở hạ tầng và các công trình công cộng trong khuôn viên thành phố như các tòa nhà, đường xá, cầu cống…
Trong quá khứ, việc kiểm tra an toàn của cơ sở hạ tầng như các công trình cầu giao thông thường là công việc thủ công, tốn kém và cần nhiều lao động. Chưa kể đến việc tiếp cận một số địa điểm như cầu giao thông, không phải lúc nào cũng dễ dàng cho các kỹ sư. Do số lượng lớn cầu giao thông và thời gian kiểm tra hạn hẹp, Canada hiện đang đối mặt với vấn đề tồn đọng trong việc kiểm tra an toàn các công trình cầu giao thông. Tuy nhiên, nhờ vào công nghệ hiện đại, việc giám sát, kiểm tra các công trình dân dụng giờ đây đã trở nên tự động và hiệu quả hơn bao giờ hết.
Năm 2019, quan hệ hợp tác giữa trường Đại học Waterloo và công ty Rogers đã mở ra một kỷ nguyên mới trong lĩnh vực giám sát và kiểm tra an toàn cầu đường giao thông. Chul Min Yeum và Sriram Narasimhan, hai giáo sư về kỹ thuật dân dụng và môi trường của trường Đại học Waterloo, đã nhận được các khoản tài trợ nhằm phát triển một hệ thống cảnh báo và giám sát cơ sở hạ tầng thành phố thông minh sử dụng công nghệ 5G. Đây là một bước tiến quan trọng trong việc áp dụng công nghệ tiên tiến như trí tuệ nhân tạo (AI) và máy học (ML) vào việc kiểm tra tính an toàn của các công trình dân dụng đang được sử dụng.
“Với sự phát triển gần đây của công nghệ robot, cảm biến, thực tế ảo và tăng cường, được hỗ trợ bởi những tiến bộ trong kết nối di động 5G, việc kiểm tra cơ sở hạ tầng dân sự từ xa hiện là một lựa chọn khả thi và hiệu quả”, ông Yeum chia sẻ.
Một bước tiến mới trong việc kiểm tra cơ sở hạ tầng chính là sự ra đời của nền tảng Kiểm tra Từ xa (RIP) – một sáng tạo từ hai giáo sư Yeum và Narasimhan cùng với các cộng sự Zaid Al-Sabbag, Max Midwinter và nhóm nghiên cứu từ Rogers. Nền tảng này đã cách mạng hóa việc kiểm tra thủ công thông qua việc áp dụng công nghệ rô-bốt, thực tế mở rộng (XR), thuật toán kiểm tra và kết nối công nghệ 5G.
Quy trình này bắt đầu với việc một rô-bốt được trang bị máy ảnh màu, máy ảnh nhiệt, cùng với khả năng phát hiện ánh sáng và phạm vi (LiDAR) tiến hành quét khu vực được kiểm tra. Rô-bốt quét cầu, truyền dữ liệu thời gian thực qua máy ảnh và LiDAR vào Máy tính biên đa truy cập (MEC) thông qua mạng 5G của Rogers.
Khi MEC nhận được dữ liệu, ứng dụng sẽ tạo ra một bản đồ 3D của cây cầu và phân tích nó sử dụng trí tuệ nhân tạo AI. Thanh tra viên, được trang bị thực tế tăng cường (AR), sẽ có thể đánh giá kết quả kiểm tra, tinh chỉnh và lập tài liệu về quá trình. Những kết quả này cũng được chia sẻ với người dùng thực tế ảo (VR) từ xa, thu hút sự quan tâm của họ vào quá trình kiểm tra.
Bản đồ 3D không chỉ cung cấp hình ảnh tổng thể của cây cầu mà còn lưu trữ thông tin về những thiệt hại và tài sản liên quan đến công trình. Một yếu tố quan trọng khác là việc phát hiện thiệt hại tự động. Kỹ thuật ML càng chính xác khi độ phân giải của dữ liệu thu thập càng cao. Hơn nữa, có thể thiết lập một ngưỡng để xác định mức độ chính xác của quá trình kiểm tra theo mong muốn.
Với sự hỗ trợ từ công nghệ AR, thanh tra viên có thể giám sát quy trình từ một khu vực an toàn gần đó và can thiệp kịp thời khi cần. Trong trường hợp cần hỗ trợ từ xa, thanh tra viên sử dụng VR có thể nhận bản đồ 3D của cây cầu và tương tác với thanh tra AR tại chỗ.
Đây là bước đột phá mới trong việc giám sát cầu cống. Thông qua quá trình này, họ có thể kiểm tra và xem xét mọi chi tiết, từ một vị trí an toàn, trên một bản đồ 3D cầu. Kỹ thuật RIP không chỉ giảm bớt rủi ro lao động mà còn tăng khả năng kiểm tra. Điều này sẽ dẫn đến việc duy trì an toàn cầu và hạ tầng cơ sở hạ tầng một cách hiệu quả hơn.
