Xe điện hai bánh "made in Vietnam"

Giữa dòng xe đông đúc ở TP HCM, một sinh viên trường Đại học Bách khoa TP HCM đã chế tạo chiếc xe hai bánh tự cân bằng, hướng tới khả năng di chuyển linh hoạt hơn trong không gian chật hẹp. Tác giả là Phạm Ngọc Anh Tùng, người phát triển mẫu xe chạy điện với mong muốn giảm ảnh hưởng tới môi trường, đồng thời tạo phương tiện nhỏ gọn cho điều kiện giao thông thường xuyên ùn tắc. Sản phẩm này gây chú ý bởi chỉ có hai bánh chính, nhưng vẫn có thể tự giữ thăng bằng, di chuyển và dừng lại thuận tiện nhờ hệ thống điều khiển được thiết kế riêng. Ý tưởng của Tùng xuất phát từ cách con người giữ cơ thể cân bằng trên đôi chân, kết hợp với sự cơ động vốn có của những phương tiện di chuyển bằng bánh. Về nguyên lý, nếu các bánh xe liên tục được điều khiển để đưa trọng tâm của robot về phía dưới, toàn bộ hệ thống có thể duy trì trạng thái đứng vững. Cách tiếp cận ấy biến một bài toán tưởng như phức tạp thành mô hình thực tế, nơi cơ khí, điện tử và điều khiển phối hợp để chiếc xe không dễ đổ. Chiếc xe hai bánh tự cân bằng sử dụng điện, nhờ đó hạn chế ô nhiễm môi trường so với những phương tiện dùng nhiên liệu truyền thống trong cùng mục đích di chuyển. Bộ điều khiển được xây dựng theo hướng tiết kiệm năng lượng, giúp xe dễ lái, dễ kéo đẩy, đồng thời không tạo nhiều khó khăn cho người sử dụng khi cần dừng lại. Với tốc độ thấp, phương tiện có thể chạy vòng quanh văn phòng, đi ngang qua cửa ra vào và hoạt động trong những khoảng không mà xe bốn bánh khó tiếp cận. Kích thước nhỏ giúp chiếc xe chiếm ít diện tích, giảm nguy cơ góp phần làm tắc nghẽn giao thông như những loại phương tiện bốn bánh cồng kềnh hơn. Xe còn có thể xuống các bậc thềm thấp, mở rộng khả năng vận hành trong những địa hình thường gặp quanh văn phòng hoặc khu vực sinh hoạt. Những đặc điểm ấy cho thấy thiết kế không chỉ tập trung vào việc giữ thăng bằng, mà còn chú trọng sự thuận tiện trong các tình huống sử dụng hằng ngày. Mẫu balance scooter được thiết kế và chế tạo dựa trên lý thuyết cân bằng con lắc ngược, một mô hình quan trọng trong nghiên cứu các hệ thống tự ổn định. Khi leo dốc, xe tự động nghiêng về phía trước để duy trì trọng lượng dồn lên hai bánh lái chính và tiếp tục tiến lên ổn định. Khi xuống dốc, xe nghiêng về phía sau, giữ trọng tâm rơi vào vùng đỡ của các bánh lái, nhờ đó hạn chế nguy cơ trọng tâm vượt ra ngoài và làm xe lật úp. Cơ chế nghiêng tự động giúp chiếc xe thích ứng với địa hình phức tạp hơn so với một phương tiện chỉ vận hành trên mặt phẳng hoàn toàn. Thay vì để người lái liên tục tự điều chỉnh tư thế, hệ thống điều khiển chủ động phản ứng trước thay đổi của con dốc và vị trí trọng tâm. Chính khả năng này tạo nên điểm đặc biệt của chiếc xe, bởi hai bánh vẫn có thể duy trì trạng thái cân bằng trong lúc phương tiện thay đổi hướng hoặc cao độ. Tùng cho biết nghiên cứu có thể trở thành cầu nối giữa kinh nghiệm xây dựng mô hình thăng bằng con lắc ngược và quá trình nghiên cứu, chế tạo robot hai chân, robot người trong tương lai. Nhận định ấy đặt chiếc xe vào một hướng phát triển rộng hơn, nơi những nguyên lý được kiểm nghiệm trên phương tiện hai bánh có thể hỗ trợ các bài toán cân bằng phức tạp. Dù sản phẩm còn mang tính nghiên cứu, thiết kế đã cho thấy khả năng đưa kiến thức kỹ thuật từ mô hình lý thuyết vào một thiết bị có thể vận hành thực tế. Nghiên cứu của Phạm Ngọc Anh Tùng giành giải ba trong cuộc thi Sáng tạo tiết kiệm năng lượng 2011, ghi nhận nỗ lực phát triển một phương tiện nhỏ gọn và sử dụng điện. Thầy Huỳnh Văn Kiểm đánh giá đây là đề tài khó, nhưng Tùng đã tự đề xuất triển khai, đồng thời tạo ra sản phẩm đạt yêu cầu về chất lượng. Đáng chú ý, phần lớn công việc, từ cơ khí đến điện tử, đều do Tùng tự thực hiện, cho thấy chiếc xe là kết quả rõ nét của tinh thần chủ động nghiên cứu và chế tạo.