Đại học Akita phát triển chó robot xua gấu trở lại vùng núi

Chó robot Akita đối phó với mối nguy tại địa phương

Đại học Tỉnh Akita đã giới thiệu một chú chó robot tự hành được thiết kế để phát hiện gấu, gầm gừ với chúng và góp phần xua chúng khỏi nơi có người sinh sống. Có tên chính thức là MATAGIroid Hacchan, cỗ máy này là một trong ba đề tài đoạt giải xuất sắc trong cuộc thi của trường, thu hút 41 đề xuất nhằm giải quyết các vụ chạm trán giữa người và gấu.

Hacchan kết hợp ngoại hình của chó Akita với camera, cảm biến và một nền tảng robot. Nhóm phát triển vận dụng kinh nghiệm của Matagi, những thợ săn miền núi truyền thống ở vùng đông bắc Nhật Bản, vốn sử dụng chó được huấn luyện để ứng phó khi gặp gấu. Mục tiêu là cung cấp cho các cộng đồng một cỗ máy có thể tiếp cận nguy hiểm trong khi con người giữ khoảng cách.

Trường đại học giới thiệu công nghệ này tại LiSH AKITA, một cơ sở gần ga Akita ở thành phố Akita. Khoảng 60 đại diện doanh nghiệp và chính quyền địa phương đã tham dự triển lãm, nơi các nhà nghiên cứu trình bày tiến độ và thảo luận những vấn đề thực tế cần giải quyết trước khi các sáng chế được đưa vào sử dụng thường xuyên.

Masayuki Yoshida, quản lý nghiên cứu tại Trung tâm Tích hợp Khoa học và Công nghệ của trường, đồng thời là thành viên nhóm phát triển, mô tả mục tiêu dự án:

Mục tiêu của chúng tôi là xua gấu trở lại núi, giống như những chú chó Akita được thợ săn huấn luyện.

Nhóm gồm sáu người dự định thử nghiệm thực địa trước cuối năm. Trường cũng cam kết đưa những đề tài triển vọng trong cuộc thi vào nghiên cứu chung có tính ứng dụng, mở đường cho robot và toàn bộ dự án được thử nghiệm bên ngoài khu triển lãm.

Hacchan được thiết kế để ứng phó ra sao

Hacchan sử dụng robot Go2 đã được cải tiến của công ty robot Trung Quốc Unitree. Bốn chân của robot nâng đỡ phần thân tạo hình theo chó Akita, giống chó gắn liền với tỉnh này. Camera AI và cảm biến hồng ngoại được thiết kế để giúp robot nhận diện gấu trong các chuyến tuần tra.

Khi phát hiện gấu, robot sẽ phát ra tiếng sủa hoặc gầm gừ qua loa. Trí tuệ nhân tạo, hay AI, là phần mềm dùng để nhận diện các mẫu hình trong ảnh camera, giúp hệ thống phân biệt một con gấu có thể có mặt với những vật thể khác trong tầm quan sát.

Thiết bị được đề xuất còn có hệ thống liên lạc có thể gọi các robot đồng hành ở gần và bình xịt xua gấu để ứng phó khẩn cấp. Những chức năng này tạo thành một số bước ứng phó khả thi: phát hiện động vật, phát tín hiệu cảnh báo, huy động các máy khác và sử dụng biện pháp xua đuổi mạnh hơn nếu cần.

Cột mốc phát triển trước mắt là thử nghiệm thực địa. Chi phí, phạm vi tuần tra, thời gian hoạt động và điều kiện sử dụng bình xịt chưa được công bố. Đây là những thông tin quan trọng đối với chính quyền địa phương khi cân nhắc liệu robot có thể hoạt động ổn định quanh đường sá, nhà ở và rìa rừng hay không.

Cuộc thi đưa ra nhiều hướng giải quyết

Thông báo cuộc thi của Đại học Tỉnh Akita đặt Hacchan trong nỗ lực rộng hơn mang tên Bear-Tech Solution. Ban giám khảo chọn một giải cao nhất, ba giải xuất sắc và chín giải khuyến khích công nghệ trong số 41 đề án. Các tiêu chí gồm tính độc đáo, đổi mới kỹ thuật, hiệu quả thực tiễn và mức độ giúp người dân an tâm.

Thông báo nêu Yoshida, Takeshi Kagaya và Makoto Tamura thuộc nhóm hợp tác khu vực và thúc đẩy nghiên cứu là những người đề xuất Hacchan. Giải cao nhất thuộc về Chiharu Sone, trợ lý giáo sư tại Khoa Sản xuất Sinh học, với ý tưởng lấy cảm hứng từ loài tatu.

Đề xuất của Sone sử dụng phỏng sinh học, tức vận dụng cấu trúc hoặc hành vi của sinh vật để giải quyết vấn đề của con người. Trường đánh giá cao cách tiếp cận này, dù thông báo không nêu nhiều chi tiết về cách thức biện pháp đối phó với gấu được đề xuất sẽ hoạt động.

Các giải xuất sắc còn lại cho thấy phạm vi tìm tòi rộng của các nhà nghiên cứu. Một đề xuất kết hợp camera ảnh nhiệt và xử lý hình ảnh bằng AI để phát hiện gấu với cảm biến đo thời gian bay và hệ thống ảnh ba chiều nhằm xua đuổi chúng. Cảm biến đo thời gian bay xác định khoảng cách bằng cách đo thời gian tín hiệu truyền đến vật thể rồi quay trở lại.

Đề xuất khác dùng sợi quang để giám sát môi trường xung quanh, tạo thành thứ mà nhóm phát triển mô tả là mạng lưới dây thần kinh trải khắp mặt đất. Nhìn chung, các đề án đảm nhiệm những chức năng khác nhau: phát hiện chuyển động, nhận diện động vật và ứng phó khi chúng xuất hiện.

Vì sao Akita tìm kiếm giải pháp ngoài các biện pháp hiện có

Đại học Tỉnh Akita cho biết các cộng đồng vẫn sử dụng hàng rào điện, pháo nổ và bẫy trong bối cảnh gấu xuất hiện ở khu dân cư đã trở thành vấn đề nghiêm trọng. Dự án tập hợp những nghiên cứu đang được triển khai về cọc xua đuổi động vật, robot đối phó với gấu và hệ thống phát hiện, bên cạnh các nghiên cứu mới hơn về AI, thiết bị kết nối và vật liệu.

Mùa thu khiến áp lực ở Akita tăng lên vì gấu đen ăn nhiều trước kỳ ngủ đông. Gấu tìm thức ăn gần khu dân cư có thể khiến cư dân, người làm nông và người đi qua khu vực đối mặt với nguy hiểm. Mục tiêu trường công bố là phát triển các biện pháp bảo vệ lâu dài cho cộng đồng địa phương.

Số liệu toàn quốc cho thấy mức độ thiệt hại về người. Bộ Môi trường Nhật Bản ghi nhận 238 người thiệt mạng hoặc bị thương do gấu trong năm tài khóa 2025, trong đó có 13 trường hợp tử vong. Như vậy, 225 người bị thương nhưng sống sót, còn số người tử vong chiếm khoảng 5,5% tổng số nạn nhân.

Số liệu tính đến ngày 3/6 cũng ghi nhận bốn vụ tấn công gây tử vong kể từ tháng 4. Các nạn nhân là hai phụ nữ 55 và 69 tuổi ở tỉnh Iwate, một người đàn ông 78 tuổi ở tỉnh Yamagata và một phụ nữ 73 tuổi ở tỉnh Akita. Cả bốn trường hợp tử vong đều xảy ra ở vùng đông bắc Nhật Bản.

Đối với chính quyền địa phương, một thiết bị mới hữu ích phải phù hợp với quy trình ứng phó hiện có, vốn có sự tham gia của cán bộ chính quyền, cảnh sát, thợ săn và lực lượng cứu hộ. Robot xua đuổi động vật sẽ đảm nhiệm công việc khác với camera gửi cảnh báo, dù cả hai đều bắt đầu bằng việc phát hiện gấu.

Robot có thể khiến gấu rút lui không?

Hình dáng của Hacchan thu hút sự chú ý trên mạng, trong đó có ý kiến cho rằng dáng chó góc cạnh của robot trông quá dễ thương để khiến gấu sợ. Một số người cho rằng gấu có thể hất văng nó. Những người khác đặt câu hỏi liệu một con vật dùng khứu giác và thân nhiệt để đánh giá môi trường xung quanh có nhanh chóng nhận ra cỗ máy không phải chó hay không.

Những phản ứng này cho thấy nhiệm vụ trọng tâm của thử nghiệm thực địa: quan sát hành vi thực tế của gấu khi robot tiến lại gần, sủa hoặc gầm gừ. Nhóm phát triển sẽ cần đánh giá liệu gấu rút lui, ở lại gần hay tiến tới thiết bị, cũng như cách robot hoạt động khi tình huống chạm trán thay đổi nhanh chóng.

Trường cho biết hiệu quả thực tiễn là một trong những tiêu chí chấm giải, và triển lãm có thảo luận về những trở ngại khi đưa các sáng chế vào sử dụng thật. Các thử nghiệm sắp tới sẽ chuyển dự án từ chỗ trình diễn thiết bị sang đo lường tác động của robot đối với động vật và mức độ hữu ích của nó đối với những người chịu trách nhiệm ứng phó.

Một số người bình luận trên mạng đề xuất dùng drone. Nhật Bản đã có những ví dụ về drone và camera tự động được phát triển để theo dõi gấu. Vai trò của các thiết bị này cho thấy chính quyền địa phương có thể cân nhắc nhiều công cụ khác nhau, tùy theo nhu cầu phát hiện, theo dõi hay xua gấu đi.

Camera AI giúp cảnh báo nhanh hơn ở Fukushima

Làng Showa thuộc tỉnh Fukushima, với hơn 1.000 cư dân, đang cân nhắc dịch vụ phân tích hình ảnh bằng AI của NTT Docomo Business. Năm ngoái, làng ghi nhận 95 con gấu bị bắt, so với mức thường niên khoảng 30 con. Con số này cao hơn mức thông thường một chút so với ba lần. Một người bị thương.

Dịch vụ ra mắt vào tháng 4, hoạt động với camera bẫy ảnh tự động chụp động vật đi ngang qua. Khi AI nhận diện được gấu, hệ thống gửi email cảnh báo cho chính quyền địa phương, cảnh sát và lực lượng cứu hỏa. Độ chính xác phân tích hình ảnh được báo cáo là 99,9%.

Yoko Sugawara thuộc NTT Docomo Business mô tả nỗ lực của công ty nhằm nhận diện nhanh:

Chúng tôi đã tinh chỉnh AI chuyên biệt để nhận diện gấu ngay lập tức.

Showa đã có camera, nhưng giới chức cho biết việc nhận diện động vật trong ảnh mất thời gian. Tự động hóa công việc này có thể giảm số chuyến tuần tra và giúp nhân viên có thêm thời gian ứng phó khi phát hiện gấu. Thay đổi thiết thực nằm ở tốc độ biến một bức ảnh thành cảnh báo để mọi người có thể hành động.

Kuniaki Igarashi, một quan chức chính quyền làng, xác định ranh giới giữa khu dân cư và môi trường sống của động vật là khu vực trọng yếu cần giám sát. Camera đặt tại đó có mục đích khác với Hacchan: camera theo dõi một địa điểm và báo cho người dân, còn robot được thiết kế để di chuyển và xua gấu.

Drone theo dõi gấu từ trên cao

Tại Shintotsukawa, Hokkaido, KDDI SmartDrone phối hợp với thị trấn vận hành máy bay không người lái từ một trung tâm điều hành ở Tokyo, cách đó khoảng 900 km. Công ty ký thỏa thuận hợp tác với chính quyền địa phương vào tháng 12 và thiết lập một điểm đỗ drone tại tòa thị chính.

Sau khi có thông báo phát hiện gấu, drone có thể cất cánh trong vòng 10 phút và theo dõi con vật cho đến khi cảnh sát hoặc thợ săn đến nơi. Camera ảnh nhiệt sử dụng sự chênh lệch nhiệt độ để hỗ trợ định vị động vật, phục vụ công tác tìm kiếm ở những khu vực có cây cối rậm rạp.

Vào thời điểm thông tin được công bố, địa phương chưa ghi nhận vụ gấu nào kể từ khi hệ thống được đưa vào sử dụng. Thị trấn và công ty đang chuẩn bị dịch vụ để ứng phó các vụ việc trong tương lai. Điều khiển từ xa cũng giúp chính quyền địa phương sử dụng hệ thống mà không cần bố trí phi công drone đã qua đào tạo tại chỗ.

Masafumi Hirono, giám đốc điều hành KDDI SmartDrone, liên hệ dịch vụ này với áp lực lên các dịch vụ công tại khu vực nông thôn:

Ngay cả khi dân số ở nông thôn giảm, chúng tôi vẫn muốn xây dựng những hệ thống có thể duy trì cơ sở hạ tầng thiết yếu.

Ba cách tiếp cận này giải quyết những phần việc khác nhau trong quy trình ứng phó. Camera có thể phát cảnh báo từ các vị trí cố định. Drone có thể tìm kiếm và theo dõi từ trên không. Hacchan được thiết kế để hoạt động trên mặt đất và khuyến khích gấu rời đi. Với cư dân, kết quả hữu ích là nhận được cảnh báo sớm hơn hoặc ứng phó mà không cần nhiều người tiếp cận con vật.

Các bước tiếp theo sẽ được triển khai ngoài thực địa

Nhóm phát triển Hacchan đặt mục tiêu hoàn tất thử nghiệm thực địa trước cuối năm, trong khi trường đại học lên kế hoạch nghiên cứu chung có tính ứng dụng đối với các ý tưởng triển vọng trong cuộc thi. Triển lãm đã kết nối những người có thể sử dụng công nghệ với các nhà phát triển trước khi đưa ra quyết định triển khai rộng hơn.

Các dự án được mô tả trên khắp Nhật Bản đang ở những giai đoạn khác nhau, với các mốc sau:

• Tháng 12: KDDI SmartDrone ký thỏa thuận hợp tác với Shintotsukawa để hỗ trợ vận hành drone từ xa.
• Tháng 4: NTT Docomo Business ra mắt dịch vụ phân tích hình ảnh bằng AI cho camera bẫy ảnh.
• Ngày 3/6: Số liệu ghi nhận bốn trường hợp tử vong do gấu tấn công kể từ tháng 4 ở vùng đông bắc Nhật Bản.
• Trước cuối năm: Nhóm phát triển Hacchan dự định tiến hành thử nghiệm thực địa.

Robot của Akita có nhiệm vụ cụ thể: tận dụng khả năng di chuyển và hành vi cảnh báo gắn với chó săn để giúp xua gấu trở lại vùng núi. Các thử nghiệm thực địa sẽ giúp nhóm quan sát phản ứng đó và xác định cách đưa robot vào công tác quản lý gấu tại địa phương.

Điểm chính

• Chó robot MATAGIroid Hacchan của Đại học Tỉnh Akita nhận giải xuất sắc trong cuộc thi có 41 đề án.
• Robot Unitree Go2 đã cải tiến sử dụng camera và cảm biến để phát hiện gấu, cùng loa phát tiếng sủa hoặc gầm gừ.
• Nhóm gồm sáu người dự định thử nghiệm thực địa trước cuối năm.
• Bộ Môi trường ghi nhận 238 người thiệt mạng hoặc bị thương do gấu trong năm tài khóa 2025, trong đó có 13 trường hợp tử vong.
• Làng Showa đang cân nhắc hệ thống cảnh báo tự động qua camera, còn Shintotsukawa đã đưa vào sử dụng drone điều khiển từ xa để theo dõi gấu.
• Trường đại học lên kế hoạch nghiên cứu chung có tính ứng dụng nhằm đưa những ý tưởng triển vọng đến gần hơn với việc sử dụng trong cộng đồng.