Khi các sinh viên lãnh đạo của Đội xe thám hiểm sao Hỏa thuộc Đại học Northeastern quyết định sẽ tham gia Giải đua xe thám hiểm quốc tế Canada mùa đông đầu tiên, họ nghĩ rằng đây sẽ là một hoạt động thực hành tốt hơn bất kỳ điều gì khác.
Họ không mong đợi mình sẽ chiến thắng cuộc thi. Tuy nhiên, đó chính xác là những gì đã xảy ra.
Đội Đông Bắc đã giành huy chương vàng vào tháng trước, đánh bại Đại học McMaster để giành vị trí cao nhất với số điểm là 237,71 so với 137,13 của McMaster.
"Điều đó thực sự rất lớn đối với chúng tôi về mặt tinh thần đồng đội", Brooke Chalmers, sinh viên năm thứ ba tại Northeastern và là người dẫn đầu về tích hợp và đồng dẫn đầu về phần mềm cho nhóm xe tự hành trên sao Hỏa, cho biết. "Tôi thực sự cảm thấy rằng tất cả những giờ làm việc mà chúng tôi đã bỏ ra trong những tuần trước đó đã được đền đáp theo một cách nào đó".
Đây là chiến thắng đầu tiên của câu lạc bộ sáu năm tuổi này, gồm các sinh viên theo học chuyên ngành khoa học máy tính, kỹ thuật và khoa học đời sống.
Nhóm nghiên cứu gồm khoảng 50 sinh viên của trường đại học đã làm việc chăm chỉ để phát triển và thử nghiệm xe tự hành mới nhất: Watney, Mark V.
Với trọng lượng 50 kg (110 lb.), xe tự hành này có khung gầm bằng hợp kim nhôm 5052, sáu bánh xe bằng nylon in 3D, một cánh tay rô-bốt có bộ phận gia công cuối cánh tay (EOAT), một mô-đun phát hiện sự sống để thu thập mẫu và 14 camera trên tàu.
Cuộc thi của Canada được chia thành bốn thử thách được thiết kế để đưa xe tự hành của học sinh vào các môi trường mô phỏng tương tự như các nhiệm vụ mà xe tự hành có thể phải hoàn thành khi ở trên bề mặt sao Hỏa. Mỗi thử thách được xếp hạng bằng thang điểm 100-.
Ví dụ, trong Thử thách khéo léo của cánh tay, học sinh được giao nhiệm vụ điều khiển cánh tay rô-bốt của xe tự hành để khôi phục nguồn điện cho khu cắm trại. Thử thách này bao gồm việc điều khiển rô-bốt qua bốn bảng điều khiển, nơi cánh tay rô-bốt phải nhấn nút và lật công tắc, Jason Kobrin, sinh viên năm thứ tư tại Northeastern và là đồng trưởng nhóm vận hành cơ khí cho nhóm xe tự hành trên sao Hỏa, giải thích.
Nhóm nghiên cứu Đông Bắc thiết kế lại cánh tay robot để tăng cường sức mạnh
Trong số bốn đội tham gia thử thách, Northeastern đạt điểm cao nhất với số điểm là 49,49.
Kobrin cho biết nhóm đã dành cả năm qua để hoàn thiện việc thiết kế lại cánh tay của robot, vốn từng là một trong những điểm yếu của xe tự hành trong các cuộc thi trước. Giờ đây, nó là một trong những điểm mạnh nhất của xe tự hành. Cánh tay robot có sáu bậc tự do và có thể mang tải trọng lên đến khoảng 10 kg (22 lb.).
"Để cải thiện điều đó, năm nay chúng tôi đã thiết kế lại cánh tay để sử dụng động cơ tốt hơn và dễ điều khiển hơn", ông cho biết.
Kobrin cho biết, bằng cách tham gia các cuộc thi này và thông qua các cuộc thử nghiệm thường xuyên, nhóm nghiên cứu đã có thể thu hẹp phạm vi các thiếu sót của xe tự hành và cải thiện khả năng của xe. Bằng cách làm việc trên xe tự hành, sinh viên cũng có cơ hội cải thiện kỹ năng của chính mình.
"Mỗi tuần, đó là sự cải tiến liên tục", ông lưu ý. "Cho dù đó là thêm một phần mới của mã phần mềm [hay] thiết kế một giá đỡ mới cho máy ảnh của chúng tôi, mỗi cải tiến nhỏ đều tạo ra sự khác biệt lớn".
Kobrin nói thêm: "Thật sự rất ấn tượng khi mọi người đều có thể thiết kế và chế tạo được con robot này hoạt động tốt nhưng vẫn có thể điều khiển nó trong những tình huống áp lực cao và đạt được các mục tiêu mà chúng tôi đang hướng tới".
Nhóm nghiên cứu cho rằng sự kiện kéo dài hai ngày được tổ chức tại Thác Niagara, Ontario, sẽ là bước đệm tuyệt vời để kiểm tra khả năng của máy trước khi nhóm tham gia Cuộc thi xe tự hành của trường đại học (URC) hàng năm sắp tới. URC là cuộc thi xe tự hành trên sao Hỏa hàng đầu dành cho sinh viên của Mars Society được tổ chức tại Trung tâm nghiên cứu sa mạc sao Hỏa bên ngoài Hanksville, Utah.
Cuộc thi URC đã là hoạt động quen thuộc của nhóm khi đã tham gia thử thách vào các năm 2019, 2022 và 2023. Cuộc thi đã bị hủy vào năm 2020 và 2021 vì đại dịch.
Chalmers cho biết: "Chúng tôi tham gia cuộc thi này với suy nghĩ, 'Được rồi, chúng ta sẽ coi đây là cơ hội để chuẩn bị cho URC. Chúng ta sẽ thử nghiệm nhiều thứ để đảm bảo mọi thứ đều hoạt động tốt'".
Địa hình khó khăn và sự phấn khích của đội
Đội đã có màn trình diễn tốt nhất trong Winter Transversal Challenge, với số điểm hoàn thành là 84,72. Đối với thử thách này, xe tự hành phải lăn qua địa hình hiểm trở và không bằng phẳng trong khi tránh chướng ngại vật.
Chalmers cho biết: "Tất cả các thử thách đều liên quan đến việc xe tự hành di chuyển trên một địa hình khó khăn nào đó, nhưng thử thách này tập trung hoàn toàn vào điều đó".
Với chiến thắng chung cuộc, Chalmers cho biết cô hy vọng các thành viên mới sẽ hào hứng tham gia.
"Hầu hết mọi người trong nhóm đã nói về điều này với bạn bè và gia đình của họ và nói về những gì chúng tôi đang làm, điều đó thực sự tuyệt vời", cô nói. "Tôi biết một số người bạn của tôi đã bày tỏ sự quan tâm đến việc tham gia nhóm kể từ đó. Thật thú vị khi có điều gì đó để nói và có điều gì đó để thể hiện cho tất cả những nỗ lực mà chúng tôi đã bỏ ra".