Một chiếc drone hiện đại có thể nằm gọn trong ba lô, tự cất cánh, giữ vị trí giữa gió, tránh vật cản và quay lại điểm xuất phát khi pin yếu. Trông thân thiện như vậy, nhưng tổ tiên của nó sinh ra trong thế giới hoàn toàn khác: chiến trường, bia tập bắn và những thí nghiệm quân sự không người lái. Drone là câu chuyện về việc công nghệ điều khiển từ xa, định vị vệ tinh, pin nhẹ, camera số và thuật toán ổn định gặp nhau, biến một cỗ máy từng được thiết kế để bị bắn hạ thành đôi mắt bay của nhiếp ảnh gia, nông dân, đội cứu hộ và cả người giao hàng.

Nguồn gốc và hành trình ra đời

Trong Thế chiến thứ nhất, nhiều nước tìm cách chế tạo máy bay không người lái để tấn công hoặc trinh sát mà không hy sinh phi công. Ở Mỹ, Kettering Bug, còn gọi là ngư lôi bay Kettering, bay thử năm 1918. Nó là một máy bay hai tầng cánh nhỏ bằng gỗ và giấy bồi, mang đầu đạn, được phóng từ xe ray và dùng bộ đếm vòng quay động cơ cùng con quay hồi chuyển để ước lượng quãng đường trước khi bổ nhào xuống mục tiêu. Dù chưa kịp tham chiến hiệu quả, nó đặt ra ý tưởng cốt lõi của UAV: thân bay tự thực hiện nhiệm vụ đã lập trình.

Bước ngoặt thực dụng hơn đến từ mục tiêu bay. Năm 1935, máy bay điều khiển từ xa DH.82B Queen Bee của Anh được dùng làm bia cho pháo phòng không; cái tên Queen Bee thường được gắn với nguồn gốc của từ “drone”. Ở Mỹ, công ty Radioplane của Reginald Denny phát triển OQ-2 và các mẫu tiếp nối để huấn luyện xạ thủ phòng không. Hàng nghìn chiếc được sản xuất trong Thế chiến thứ hai, khiến drone đầu tiên được sản xuất hàng loạt không phải để tấn công mà để làm bia tập bắn có thể thu hồi và bay lại. Sau chiến tranh, UAV mở rộng sang trinh sát bằng phản lực, chiến tranh điện tử và nhiệm vụ dài ngày.

Nguyên lý hoạt động

Drone dân dụng phổ biến nhất là quadcopter, với bốn cánh quạt ở bốn góc. Không có cánh quạt đuôi như trực thăng; thay vào đó, hai cánh quay theo chiều kim đồng hồ và hai cánh quay ngược lại để triệt tiêu mô-men xoắn. Bộ điều khiển bay liên tục đọc dữ liệu từ con quay hồi chuyển, gia tốc kế, la bàn, khí áp kế, GPS và đôi khi là cảm biến quang học hoặc lidar. Nó điều chỉnh tốc độ từng mô-tơ hàng trăm lần mỗi giây để giữ thăng bằng, chống gió, leo cao, hạ thấp, quay đầu hoặc di chuyển ngang.

Người điều khiển không trực tiếp “giữ” drone thăng bằng như lái mô hình xưa. Họ ra lệnh ở mức ý định: tiến, lùi, lên, xuống, quay camera. Phần mềm biến các lệnh ấy thành thay đổi lực nâng rất nhỏ ở từng cánh quạt. Camera thường gắn trên gimbal ba trục để chống rung, còn liên kết vô tuyến truyền hình ảnh trực tiếp về tay cầm hoặc điện thoại. Điểm then chốt không chỉ là bay không người, mà là vòng lặp cảm biến, quyết định và điều khiển diễn ra liên tục.

Tác động và sự phát triển

Trong quân sự, UAV thay đổi trinh sát và tấn công chính xác, cho phép quan sát lâu dài mà không đặt phi công vào vùng nguy hiểm. Ryan Model 147 trong thời Chiến tranh Việt Nam, rồi Pioneer và Predator sau này, cho thấy drone có thể quan sát lâu dài. Chính sự trưởng thành của pin lithium, chip nhẹ, GPS và camera nhỏ đã đưa công nghệ này xuống thị trường dân sự.

Parrot AR.Drone năm 2010 phổ biến ý tưởng điều khiển bằng điện thoại, còn DJI Phantom năm 2013 làm cho quay phim trên không trở nên gần như “mở hộp là bay”. Từ đó drone đi vào điện ảnh, bất động sản, kiểm tra đường dây điện, lập bản đồ, phun thuốc trừ sâu, giám sát mùa màng, tìm kiếm cứu nạn và nghiên cứu môi trường. Nó cũng tạo tranh luận về riêng tư, an toàn hàng không và chiến tranh tự động. Drone vì thế vừa là công cụ sáng tạo dân sự, vừa là công nghệ lưỡng dụng khiến luật lệ phải chạy theo. Di sản lớn nhất của nó là hạ thấp độ cao của “góc nhìn từ trên trời”: thứ từng thuộc về trực thăng và vệ tinh nay có thể bắt đầu từ sân nhà.

Sự thật thú vị ít người biết

  • Kettering Bug mang theo khoảng 200 đến 300 pound thuốc nổ, nhưng không thực hiện nhiệm vụ chiến đấu nào trước khi chiến tranh kết thúc.
  • Queen Bee của Anh là máy bay mục tiêu có thể thu hồi và dùng lại, khác với nhiều vũ khí không người lái chỉ bay một lần.
  • Radioplane OQ-2/OQ-3 được sản xuất với số lượng hơn 9.400 chiếc trong Thế chiến thứ hai để huấn luyện pháo thủ phòng không.
  • Một trong những câu chuyện nổi tiếng của Radioplane là nữ công nhân Norma Jeane Dougherty từng được chụp ảnh tại nhà máy; bà sau này trở thành Marilyn Monroe.
  • DJI được thành lập năm 2006 tại Thâm Quyến, ban đầu gắn với bộ điều khiển bay cho người chơi mô hình trước khi Phantom làm bùng nổ thị trường tiêu dùng.

Hiểu lầm thường gặp

Hiểu lầm: "Drone chỉ là đồ chơi bay có camera." Nhiều drone tiêu dùng đúng là phục vụ giải trí, nhưng cùng một họ công nghệ còn có UAV trinh sát, mục tiêu huấn luyện, drone nông nghiệp, drone kiểm tra hạ tầng và hệ thống quân sự lớn. Kích thước nhỏ không làm mất đi tính nghiêm túc của nền tảng điều khiển bay phía sau.

Hiểu lầm: "Từ drone xuất phát từ tiếng vo ve của cánh quạt." Cách giải thích nghe hợp lý, nhưng nguồn gốc phổ biến hơn gắn với Queen Bee và cách gọi máy bay mục tiêu không người lái trong hải quân. Tiếng ồn là đặc điểm dễ nhận ra, không phải bằng chứng chắc chắn về tên gọi.

Hiểu lầm: "Drone tự bay hoàn toàn nên người điều khiển không quan trọng." Phần lớn drone vẫn cần người giám sát, chọn nhiệm vụ, xử lý tình huống và chịu trách nhiệm pháp lý. Tự động hóa giúp ổn định và tránh va chạm, nhưng thời tiết, nhiễu tín hiệu, chim, dây điện và lỗi cảm biến vẫn có thể khiến chuyến bay trở nên nguy hiểm.

Nguồn tham khảo