I. THIẾT BỊ BAY KHÔNG NGƯỜI LÁI - HÀNH TRÌNH HƠN 2 THẾ KỶ

Thiết bị bay không người lái là gì?

Thiết bị bay không người lái (UAV) được định nghĩa là loại thiết bị có thể tự động bay theo những tuyến đường được lập trình hoặc được điều khiển từ xa bởi người dùng.

Trong khi đó, drone (máy bay không người lái) được xem là một thuật ngữ rộng hơn, có thể được dùng để chỉ bất kỳ phương tiện nào không có người lái. Trong lĩnh vực hàng không, drone là khái niệm bao gồm toàn bộ hệ thống UAV, hệ thống điều khiển và cơ sở hạ tầng truyền thông. Trên thực tế, thuật ngữ UAV cũng thường được sử dụng khi đề cập tới drone và ngược lại.

Lịch sử của một loại vũ khí mới

Từ những bước đi đầu tiên

Thiết bị bay không người lái được cho là xuất hiện lần đầu tiên vào năm 1783, khi 2 nhà phát minh người Pháp là Joseph-Michel và Jacques-Étienne Montgolfier phóng thành công khinh khí cầu không người lái. Khí cầu này được cấp nhiệt bằng lò sưởi len và rơm, đã bay lên độ cao khoảng 1.800m và bay hơn 1,6km trong 10 phút. Sự kiện này đánh dấu điểm bắt đầu việc khám phá thiết bị bay không người lái của nhân loại.

Hơn 50 năm sau, vào năm 1849, quân đội Áo đã sử dụng những quả bóng bay chứa đầy khí nóng, hydro và heli, mang theo từ 11kg đến 14kg bom để tấn công Venice, khi Italia tiến hành cuộc đấu tranh giành độc lập từ Áo. Nhưng may mắn cho người Venice, chỉ có 1 quả bom trúng đích, vì hầu hết các khinh khí cầu đều bị thổi bay do hướng gió đột ngột thay đổi.

Mặc dù các khinh khí cầu trên không đáp ứng được định nghĩa hiện đại về UAV, đặc biệt là UAV quân sự, nhưng tư duy về loại vũ khí bay không cần người điều khiển này được xem là đã góp phần quan trọng trong việc thúc đẩy sự phát triển công nghệ UAV trong những thế kỷ tiếp theo.

Khi Chiến tranh thế giới thứ nhất bùng nổ, chiếc UAV đầu tiên (thực chất là một loại ngư lôi trên không dùng để chống lại máy bay ném bom Zeppelin và tàu ngầm U-boat) có tên gọi Aerial Target mới chính thức xuất hiện. 

UAV quân sự này sử dụng hệ thống dẫn đường vô tuyến do kỹ sư người Anh Archibald Low phát triển, được phóng bằng khí nén. Tuy nhiên, màn trình diễn lần đầu của Aerial Target đã kết thúc bằng một cú hạ cánh khẩn cấp, do hạn chế về khả năng điều khiển bằng tín hiệu vô tuyến.

Ngay sau đó, quân đội Mỹ đã bắt tay vào việc chế tạo Kettering Bug - một “ngư lôi trên không” sử dụng hệ thống điều khiển con quay hồi chuyển.

Đến cuộc đua “vũ khí mới” trong Chiến tranh thế giới thứ hai

Sau Thế chiến thứ nhất, công nghệ UAV tiếp tục được phát triển. Đầu những năm 30 của thế kỷ XX, Hải quân Mỹ bắt đầu thử nghiệm máy bay điều khiển bằng sóng vô tuyến, tạo tiền đề cho sự ra đời của chiếc máy bay không người lái Curtiss N2C-2 vào năm 1937. Năm 1935, người Anh cho ra đời máy bay không người lái điều khiển bằng sóng vô tuyến “Queen Bee”.

Cũng trong những năm 30, Radioplane OQ-2 được phát triển bởi diễn viên người Anh Reginald Denny và kỹ sư Walter Righter, đã trở thành sản phẩm UAV được sản xuất hàng loạt đầu tiên tại Mỹ. Mẫu tiếp theo, OQ-3, trở thành phương tiện bay không người lái được quân đội Mỹ sử dụng rộng rãi nhất, với hơn 9.400 chiếc được chế tạo trong Thế chiến II. 

Các loại máy bay điều khiển từ xa cũng từng bước được nâng cấp về công nghệ, từ chỉ có thể hoạt động trong tầm nhìn của phi công điều khiển, đến khả năng bay khuất tầm nhìn qua việc sử dụng thiết bị đầu cuối mặt đất để theo dõi chuyển động của máy bay.

Tuy nhiên, sự kiện đáng chú ý nhất là việc xuất hiện chiếc V-1 Doodlebugs của quân đội Đức. Loại máy bay này được trang bị động cơ phản lực xung, hệ thống lái tự động đơn giản để kiểm soát độ cao và tốc độ bay; con quay hồi chuyển điều khiển độ lệch và độ cao; phương vị được duy trì bằng la bàn từ; thiết bị đo khí áp để kiểm soát độ cao... 

Điều đặc biệt là V-1 sử dụng hệ thống góc nhìn thứ nhất (FPV), cho phép người vận hành dẫn đường đến mục tiêu thông qua nguồn cấp dữ liệu video trực tiếp. Những công nghệ này sau đó được người Mỹ nghiên cứu ngược và phát triển thành máy bay không người lái chạy bằng động cơ phản lực xung như TD2D-1 Katydid và Curtiss KD2C.

Ngoài nhiệm vụ chiến đấu, trong Thế chiến II, máy bay không người lái cũng được các bên sử dụng trong nhiều vai trò mới, chẳng hạn như làm mồi nhử, phóng tên lửa vào các mục tiêu cố định và thả tờ rơi cho các hoạt động tâm lý...

Trước “thời đại hoàng kim”

Trong những năm 60 và 70 của thế kỷ XX, nhu cầu máy bay không người lái cũng xuất hiện ở nhiều quốc gia khác trên thế giới; nhiều nước bắt đầu khám phá việc sử dụng UAV cho nhiều ứng dụng quân sự khác nhau. Các mẫu máy bay không người lái mới trở nên tinh vi hơn khi các nhà thiết kế tập trung vào việc cải thiện độ bền và độ cao mà máy bay không người lái có thể hoạt động an toàn.

Nhờ những đột phá trong công nghệ bóng bán dẫn vào thời điểm đó, các linh kiện điều khiển bằng sóng vô tuyến đã có thể được thu nhỏ đến mức đủ để bán cho khách hàng dân sự với giá cả phải chăng. Điều đó cũng đã tạo ra ngành công nghiệp nhỏ, giúp đẩy nhanh sự phát triển của công nghệ điều khiển từ xa thương mại.

Trong khi đó, việc sử dụng UAV tấn công quân sự cũng được tăng cường đáng kể trong những năm 1980 - 1989. Mặc dù Mỹ tiếp tục đạt được bước đột phá trong việc sản xuất hàng loạt và cung cấp máy bay không người lái cho quân đội, nhưng UAV thường bị coi là không đáng tin cậy và đắt đỏ. 

Tuy nhiên, quan điểm này đã thay đổi vào năm 1982 khi quân đội Israel sử dụng máy bay không người lái để giành chiến thắng trước không quân Syria với tổn thất tối thiểu về quân số.

Cũng trong giai đoạn này, các nhà phát triển UAV bắt đầu tập trung vào các nguồn năng lượng thay thế cho máy bay không người lái, chẳng hạn như năng lượng Mặt trời.

Từ những năm 90, các phiên bản mini và micro của UAV đã được giới thiệu; tiếp đến, sự hiện diện của Predator trong cuộc chiến ở Afghanistan đã giúp loại UAV này trở thành một biểu tượng của UAV trinh sát và tấn công. Sau năm 2000, một số UAV giám sát cánh cố định cỡ nhỏ đã được phát triển và được sử dụng phổ biến ở nhiều quốc gia, với số lượng lên tới hàng trăm nghìn chiếc. 

Đến năm 2006, Cục Hàng không Liên bang Mỹ (FAA) chính thức cấp giấy phép bay trong không phận dân sự Mỹ cho UAV thương mại đầu tiên theo các quy định cụ thể. Sự kiện này đánh dấu sự khởi đầu của việc sử dụng rộng rãi máy bay không người lái cho nhiều mục đích khác nhau trong những năm sau đó.

II. NHỮNG BƯỚC TIẾN NHANH CỦA CÔNG NGHỆ UAV

Tích hợp nhiều công nghệ

Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là những “công nghệ lõi” của cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư, các UAV không ngừng được nâng cấp và trở thành một trong những sản phẩm tích hợp nhiều công nghệ hiện đại nhất.

Công nghệ điều khiển bay

Đây là một trong những công nghệ cốt lõi và thiết yếu của các thiết bị bay không người lái. Hệ thống điều khiển bay của UAV bao gồm các cảm biến, bộ điều khiển bay và bộ truyền động, cho phép bay tự động, điều hướng, định vị và tránh chướng ngại vật. Các cảm biến như con quay hồi chuyển, gia tốc kế, khí áp kế và camera cung cấp thông tin về độ cao và vị trí của UAV. Bộ điều khiển bay - “bộ não” của UAV - có nhiệm vụ xử lý dữ liệu cảm biến và điều khiển độ cao, vị trí của máy bay thông qua các bộ truyền động.

Công nghệ cảm biến

Công nghệ cảm biến đóng vai trò thiết yếu để UAV nhận biết môi trường bên ngoài. Công nghệ này bao gồm các đơn vị đo lường quán tính, hệ thống dẫn đường kết hợp GPS/GLONASS/Galileo, cảm biến hình ảnh và cảm biến khí áp độ cao, giúp cung cấp thông tin về tư thế và vận tốc góc, dữ liệu vị trí, hình ảnh môi trường và độ cao..., giúp định vị UAV chính xác trong nhiều môi trường phức tạp.

Công nghệ truyền thông

Đây là công nghệ rất cần thiết cho việc điều khiển và truyền dữ liệu từ xa của UAV, bao gồm liên lạc vô tuyến và liên lạc vệ tinh. Liên lạc vô tuyến thường được sử dụng trong máy bay không người lái do khoảng cách truyền dẫn xa và độ tin cậy cao. Liên lạc vệ tinh cho phép điều khiển từ xa và truyền dữ liệu trên phạm vi toàn cầu nhưng chi phí cao hơn.

Công nghệ pin

Công nghệ pin đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp năng lượng cho UAV, ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền và hiệu suất của chúng. Pin thường được sử dụng bao gồm pin lithium-ion và pin lithium-polymer, được biết đến với mật độ năng lượng cao và tuổi thọ dài.

Công nghệ vật liệu

Công nghệ vật liệu là nền tảng cơ bản cho việc sản xuất máy bay không người lái, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và chi phí. Máy bay không người lái thường sử dụng các vật liệu như hợp kim nhôm và vật liệu composite sợi carbon, có độ bền cao và trọng lượng nhẹ, giúp kéo dài thời gian bay.

Công nghệ định vị

Công nghệ định vị rất quan trọng để định vị và điều hướng chính xác, bao gồm định vị GPS, định vị Beidou, định vị quán tính và định vị hỗ trợ địa hình.

Công nghệ xử lý hình ảnh

Camera độ nét cao gắn trên UAV chụp ảnh cần xử lý để phục vụ nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm phát hiện, theo dõi và nhận dạng mục tiêu.

Công nghệ xử lý dữ liệu

Dữ liệu do UAV thu thập cần được xử lý và phân tích để nhận ra giá trị của nó, bao gồm xử lý dữ liệu hình ảnh và xử lý dữ liệu chuyến bay.

Công nghệ tích hợp hệ thống

UAV là một hệ thống tích hợp cao, bao gồm nhiều lĩnh vực như cơ khí, điện tử, điều khiển và truyền thông. Các công nghệ và linh kiện này được tích hợp hiệu quả để bảo đảm UAV hoạt động bình thường.

Cuộc phô diễn công nghệ

Trong vài năm gần đây, nhiều nhà sản xuất UAV đã đẩy mạnh các hoạt động nghiên cứu và phát triển (R&D), từ đó cho ra đời những sản phẩm được trang bị những công nghệ tiên tiến nhất.

Tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI) và vận hành tự động

Các UAV mới nhất hiện nay có khả năng hoạt động tự động nhờ tích hợp AI. AI cho phép UAV xử lý dữ liệu theo thời gian thực, giúp UAV thực hiện hiệu quả hơn các nhiệm vụ như nhận dạng vật thể, phát hiện vật cản và tự động điều chỉnh. 

UAV được điều khiển bởi AI có thể quét và phân tích nhanh các khu vực rộng hơn, xác định các mô hình và hiện tượng bất thường mà người dùng sẽ mất nhiều thời gian hơn để phát hiện. 

Thuật toán học máy (ML) còn giúp UAV cải tiến theo thời gian, học hỏi từ các chuyến bay trước đó để tối ưu hóa hiệu suất, thậm chí là dự đoán những thay đổi trong môi trường xung quanh...

Cảm biến và camera cải tiến

Các UAV mới nhất hiện nay được trang bị camera chất lượng cao, như camera RGB, camera nhiệt, camera zoom... Camera độ phân giải cao có thể chụp những bức ảnh ngoạn mục, lý tưởng cho chụp ảnh trên không.

Trong khi đó, các cảm biến cải tiến có khả năng phát hiện và đo khoảng cách bằng ánh sáng (LiDAR), cảm biến siêu âm, cảm biến đa phổ và siêu phổ, đơn vị đo lường quán tính (IMU), cảm biến nhiệt, máy đo độ cao khí áp...

Kết nối 5G

Kết nối hiệu quả là một yêu cầu thiết yếu trong quá trình vận hành UAV. 5G cho phép UAV và trung tâm điều khiển giao tiếp nhanh hơn và đáng tin cậy hơn. Khả năng truyền dữ liệu tốc độ cao của 5G cho phép phát video trực tuyến theo thời gian thực, cải thiện độ chính xác của các hoạt động từ xa, giúp các nhiệm vụ phức tạp trở nên dễ dàng hơn, bất kể khoảng cách.

Công nghệ bầy đàn

Công nghệ bầy đàn sử dụng các thuật toán máy tính tiên tiến và hệ thống liên lạc cục bộ. Các UAV phối hợp với nhau bằng cách quan sát hành vi của nhau, giống như một đàn chim.

III. KỶ NGUYÊN CỦA THIẾT BỊ BAY KHÔNG NGƯỜI LÁI

Từ lĩnh vực quân sự, với những khả năng có được bởi nhiều công nghệ tiên tiến, UAV đã được sử dụng và thâm nhập ngày càng sâu rộng vào nhiều lĩnh vực và đời sống con người, tạo nên “thời đại hoàng kim” của UAV; đồng thời mở ra những tiềm năng vô hạn.

Nhiều ứng dụng hiệu quả

Trong thập niên qua, việc sử dụng UAV phi quân sự đã có sự gia tăng nhanh chóng và ngày càng phổ biến. Ngoài các ứng dụng giám sát và giao hàng, các thiết bị bay không người lái còn được sử dụng trong hoạt động báo chí, tìm kiếm cứu nạn, ứng phó thảm họa, bảo vệ tài sản, giám sát động vật hoang dã, chữa cháy, chuyển tiếp thông tin liên lạc, chăm sóc sức khỏe, nông nghiệp,... và đã tạo ra những tác động rất tích cực.

Nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp

Việc sử dụng UAV trong ngành nông nghiệp không chỉ là một bước tiến công nghệ, mà còn là sự chuyển đổi mang lại những tác động kinh tế đáng kể. Thông qua UAV, nông dân có thể thu thập dữ liệu chính xác trên một vùng đất rộng lớn chỉ trong một phần thời gian nhỏ so với kiểm tra thủ công trên đồng ruộng, giúp tiết kiệm đáng kể nhân công. 

UAV cũng có thể thực hiện các nhiệm vụ như phun thuốc trừ sâu hoặc phân tích, tối ưu hóa việc sử dụng các nguồn tài nguyên quan trọng như nước, phân bón và thuốc trừ sâu - những công việc không chỉ đòi hỏi nhiều nhân công, chi phí mà còn có thể ảnh hưởng tới sức khỏe của người lao động. 

Dữ liệu chi tiết và khả năng đáp ứng kịp thời từ UAV có thể giúp nông dân phát hiện sớm các vấn đề, như sâu bọ hoặc thiếu dinh dưỡng để giải quyết kịp thời, giảm nguy cơ mất mùa và cải thiện năng suất tổng thể, tối ưu hóa các biện pháp canh tác để nâng cao chất lượng nông sản... 

Theo một nghiên cứu được thực hiện tại Iowa (Mỹ), việc sử dụng UAV trên các khu vực trồng ngô và đậu nành giúp tối ưu hóa công việc, tăng hiệu suất và giảm đáng kể chi phí tài nguyên.

Cuộc cách mạng trong các hoạt động khảo sát

Khảo sát để lập bản đồ và đo đạc đất đai đã trở thành nền tảng trong các lĩnh vực xây dựng, quản lý môi trường và quy hoạch đô thị. Trước đây, nhiệm vụ này chủ yếu dựa vào các phương pháp thủ công, nhưng sự ra đời của công nghệ UAV đã tạo ra một cuộc cách mạng trong lĩnh vực này. Với thời lượng pin được cải thiện, chất lượng hình ảnh tốt hơn và tốc độ nhanh hơn, UAV mang lại hiệu quả và độ chính xác vượt trội so với các phương pháp truyền thống.

Cụ thể, khảo sát bằng UAV có thể nhanh hơn gấp 5 lần so với các phương pháp truyền thống, giảm đáng kể chi phí. Hiệu quả hoạt động này còn được tăng cường hơn nữa nhờ các công nghệ như gắn PPK địa lý, giúp giảm nhu cầu sử dụng nhiều điểm kiểm soát mặt đất. 

Với khả năng thu thập dữ liệu được phép đo trong một chuyến bay, UAV cung cấp dữ liệu 2D và 3D chi tiết để đo khoảng cách, diện tích và có thể phân tích chính xác; đồng thời có thể tiếp cận các khu vực khó khăn hoặc nguy hiểm, nhất là những địa hình dốc hoặc khó tiếp cận. 

Đặc biệt, trong điều kiện tối ưu, các UAV cao cấp có thể đạt được độ chính xác tuyệt đối tới 1cm khi sử dụng điểm kiểm soát mặt đất và gắn thẻ địa lý chính xác... Vì vậy, UAV hiện đã được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp lớn, bao gồm năng lượng, phát triển cơ sở hạ tầng, nông nghiệp, bất động sản và giao thông vận tải, tạo nền tảng cho sự tăng trưởng nhanh chóng của ngành khảo sát bằng UAV.

Bước chuyển mình trong lĩnh vực nghiên cứu, bảo vệ môi trường

Việc sử dụng UAV đã đánh dấu bước chuyển mình đáng kể trong lĩnh vực nghiên cứu và bảo tồn môi trường. Trước đây, hoạt động này đòi hỏi nhiều công sức, bao gồm khảo sát thực địa, thu thập mẫu và phân tích dữ liệu thủ công. 

Mặc dù các phương pháp này vẫn được sử dụng, nhưng có giới hạn về không gian, thời gian. Từ khi UAV được sử dụng, công tác giám sát, phân tích và bảo vệ hệ sinh thái trở nên chính xác hơn, ít xâm lấn hơn và hiệu quả hơn đáng kể.

Cụ thể, UAV được trang bị nhiều cảm biến khác nhau, có thể chụp ảnh phân giải cao, đo nhiệt độ, đo chất lượng không khí... Khi kết hợp với AI, UAV có thể phân tích dữ liệu thu thập được theo thời gian thực, cung cấp thông tin quan trọng về điều kiện và những thay đổi của môi trường, giúp hiểu rõ hơn về các hệ thống sinh thái đa dạng. 

Trong các trường hợp khẩn cấp về môi trường như cháy rừng, tràn dầu..., tốc độ và khả năng cơ động của UAV cũng phát huy hiệu quả tích cực trong việc thu thập, cung cấp dữ liệu thời gian thực, giúp định hướng các chiến lược giảm thiểu thiệt hại hiệu quả.

Hiện nay, các tổ chức trên toàn thế giới đang sử dụng UAV cho nhiều ứng dụng giám sát môi trường khác nhau. Ví dụ, Tổ chức Bảo tồn thiên nhiên (TNC) sử dụng máy bay không người lái để theo dõi quần thể voi ở châu Phi, trong khi các nhà nghiên cứu ở Nam Cực sử dụng UAV để nghiên cứu các tảng băng tan...

Nâng cao hiệu quả, độ an toàn của các hoạt động cứu hộ, cứu nạn

Năm 2019, một người leo núi bị mắc kẹt trên một mỏm đá không xác định trong Công viên tiểu bang Snowy Canyon, Utah (Mỹ). Để triển khai chiến dịch giải cứu trên núi vào ban đêm, đội cứu hộ đã sử dụng máy bay không người lái làm nguồn sáng để xác định vị trí người leo núi. Tương tự như vậy, có hàng nghìn câu chuyện về việc UAV đã cứu sống những sinh mạng quý giá như thế nào.

Thực tế cho thấy, tìm kiếm và cứu nạn luôn là một nhiệm vụ khá khó khăn và khó lường, luôn đòi hỏi phải thật nhanh chóng. Trong hầu hết các nhiệm vụ, nạn nhân thường gặp phải những tình huống nguy hiểm đến tính mạng, cần nhận được trợ giúp trong thời gian ngắn nhất. Những địa điểm triển khai cứu hộ, cứu nạn cũng thường chứa đựng nhiều thách thức, nguy cơ... 

Chính vì vậy, với những khả năng độc đáo như có thể tiếp cận địa điểm nhanh hơn; cho phép lực lượng ứng phó lập bản đồ toàn bộ khu vực tìm kiếm và xác định chính xác những nơi có thể có người mất tích bị mắc kẹt qua các thông tin và dữ liệu trực quan theo thời gian thực; sử dụng cảm biến để xác định vật thể trên mặt đất và con người, đặc biệt là trong các khu vực tối hoặc đông đúc; hỗ trợ giao tiếp với nạn nhân, chiếu sáng, thậm chí là vận chuyển người bị nạn..., các thiết bị bay không người lái chuyên dụng đã được các nhà cung cấp dịch vụ khẩn cấp trên toàn thế giới tận dụng để cứu sống hàng nghìn người, giúp tăng cường đáng kể hiệu quả và độ an toàn của các hoạt động cứu hộ, cứu nạn.

Nhiều lựa chọn hơn với logistics bằng UAV

Việc tích hợp UAV vào hệ thống phân phối và vận tải là một trong những bước tiến thú vị nhất trong lĩnh vực này và có thể trở thành một phần quan trọng của chuỗi cung ứng giao hàng. Trong một báo cáo, Công ty tư vấn quản trị toàn cầu McKinsey & Co. cho biết, số lượng bưu kiện được giao bằng UAV đã tăng hơn 80,1% từ năm 2021 đến năm 2022. 

Vào đầu năm 2022, hơn 2.000 chuyến giao hàng bằng drone thương mại diễn ra mỗi ngày trên toàn thế giới, con số này vẫn không ngừng tăng lên. Mặc dù vẫn còn nhỏ so với tổng số chuyến giao hàng thương mại, nhưng con số này cho thấy hoạt động hiện tại không chỉ giới hạn ở các chuyến bay thử nghiệm. 

Công nghệ UAV có tiềm năng đáp ứng nhiều nhu cầu sử dụng của người tiêu dùng ở chặng cuối, chẳng hạn như thực phẩm chế biến sẵn, sản phẩm tiện lợi và các gói hàng nhỏ khác.

Điểm đặc biệt của UAV nằm ở khả năng hoạt động trong môi trường phức tạp. Chúng có thể bay qua các điểm ùn tắc giao thông, tiếp cận các vùng nông thôn hẻo lánh, hoạt động trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt, cung cấp khả năng theo dõi và giám sát hàng hóa trong quá trình vận chuyển theo thời gian thực. Điều này không chỉ giúp giảm thời gian và chi phí giao hàng chặng cuối mà còn nâng cao độ chính xác của việc giao hàng, từ đó gia tăng sự hài lòng của khách hàng.

Theo khảo sát của Công ty kiểm toán và tư vấn hàng đầu thế giới PwC, 79% số người tiêu dùng có khả năng lựa chọn giao hàng bằng UAV vì tính hiệu quả và nhanh chóng. Với tiềm năng này, Research Nester - nhà cung cấp dịch vụ hàng đầu về nghiên cứu và tư vấn thị trường chiến lược - ước tính quy mô thị trường hậu cần và vận tải bằng UAV là 1,3 tỷ USD vào năm 2024 và dự kiến sẽ đạt 275,8 tỷ USD vào cuối năm 2037, với tốc độ tăng trưởng kép hằng năm (CAGR) là 51% từ năm 2025 đến năm 2037.

Theo Báo cáo Thị trường thiết bị bay không người lái 2025 - 2030 của Drone Industry Insights, thị trường thiết bị bay không người lái toàn cầu ước đạt 40,6 tỷ USD vào năm 2025. Trong đó, phân khúc lớn nhất là dịch vụ thương mại, dự kiến sẽ tạo ra 29,4 tỷ USD. Phân khúc lớn thứ hai và phát triển nhanh nhất là phần cứng thương mại, có giá trị 6,7 tỷ USD. Phân khúc nhỏ nhất là thị trường phần mềm thương mại, dự kiến sẽ đạt quy mô 1,7 tỷ USD.

Trong khi đó, Hiệp hội Hệ thống phương tiện không người lái quốc tế dự đoán ngành công nghiệp máy bay không người lái sẽ tạo ra hơn 100.000 việc làm tại Mỹ vào năm 2025, tác động kinh tế lên tới 82 tỷ USD.

IV. CHIẾN TRANH MÁY BAY KHÔNG NGƯỜI LÁI VÀ NHỮNG LO NGẠI

Sự trỗi dậy của “chiến tranh UAV”

Từ một loại vũ khí thử nghiệm, UAV giờ đây đã trở thành công cụ tiền tuyến được sử dụng để thu thập thông tin tình báo, tấn công chính xác, hậu cần và thậm chí cả chiến tranh điện tử. Từ sa mạc Trung Đông đến chiến trường Ukraina, UAV không chỉ đóng vai trò trung tâm trong các hoạt động quân sự mà còn được xem là một loại vũ khí có thể xác định lại cách các quốc gia tiếp cận xung đột.

Theo các nhà phân tích quân sự, việc quân đội Mỹ sử dụng MQ-1 Predator ở Afghanistan và Iraq vào những năm thập niên đầu của thế kỷ XXI chính thức đánh dấu bước chuyển này. Ban đầu được thiết kế để giám sát, Predator sau đó được trang bị tên lửa Hellfire, chứng minh rằng UAV có thể thực hiện các cuộc tấn công chính xác.

Trong cuộc chiến Syria, các dòng UAV như Bayraktar TB2 và Anka của Thổ Nhĩ Kỳ đã được sử dụng từ năm 2016 để hỗ trợ lực lượng nổi dậy tấn công quân đội Chính phủ Syria. Những chiếc UAV này sau đó tiếp tục cho thấy hiệu quả trong cuộc chiến giữa Azerbaijan và Armenia ở Nagorno-Karabakh. Viện trợ UAV từ Thổ Nhĩ Kỳ cũng đã giúp Azerbaijan phá hủy hàng loạt hệ thống phòng không của Armenia. 

Gần đây hơn, xung đột Nga - Ukraina đã cho thấy những thiệt hại mà các loại UAV cả dân dụng lẫn quân sự của cả hai bên có thể gây ra cho đối phương. Sự thay đổi này cho thấy UAV, bất kể kích thước hay nguồn gốc, đã trở thành một phần không thể thiếu của cả các bên tham gia xung đột là nhà nước hay phi nhà nước.

Độ chính xác và hiệu quả của cuộc chiến

Một trong những lợi ích nổi bật nhất của UAV quân sự là khả năng tấn công chính xác. Không giống như pháo binh hay máy bay có người lái, UAV có thể bay hàng giờ, xác minh mục tiêu và tấn công khi có điều kiện thuận lợi. Khả năng này giúp giảm thiểu nguy cơ bắn trượt hoặc tổn thương ngoài ý muốn.

Ví dụ, cuộc tấn công bằng UAV Reaper của Mỹ vào tướng Iran Qasem Soleimani năm 2020 đã minh họa cho phạm vi và độ chính xác của công nghệ UAV. Trong chiến dịch Rising Lion (Sư tử trỗi dậy) bắt đầu ngày 13-6-2025, Israel đã sử dụng các dàn UAV chứa thuốc nổ để tấn công các radar phòng không và đầu mối liên lạc, mở đường cho hàng trăm máy bay chiến đấu tấn công Iran. 

Tại Ukraina, UAV kích thước nhỏ cung cấp tọa độ chính xác cho pháo binh, giúp các cuộc tấn công chính xác hơn. Những trường hợp này cho thấy máy bay không người lái không chỉ là công cụ hủy diệt mà còn là công cụ hiệu quả trong kế hoạch quân sự.

Sự thay đổi chiến lược

Máy bay không người lái không chỉ thay đổi chiến thuật, mà được xem là đang viết lại chiến lược các cuộc xung đột. Công nghệ UAV bầy đàn, với hàng chục, thậm chí hàng trăm UAV nhỏ hoạt động cùng nhau, đang đặt ra một loại mối mối đe dọa mới. 

Trung Quốc, Mỹ, Ukraina và Israel đều đang đầu tư mạnh vào nghiên cứu máy bay không người lái đàn. Hệ thống này có thể áp dụng hệ thống phòng thủ tổng hợp, thu thập thông tin tình báo hoặc tiến hành các cuộc tấn công phối hợp.

Bên cạnh đó, chiến tranh điện tử bổ sung thêm một khía cạnh mới vào sự thay đổi này. Chẳng hạn như trong cuộc xung đột Nga - Ukraina, việc gây nhiễu điện tử đã diễn ra hằng ngày, cùng với việc cả hai bên đều tìm cách phá hủy hoặc cướp UAV của nhau. 

Trong khi đó, sự xuất hiện các cuộc giao tranh giữa các UAV đánh chặn và UAV tấn công cho thấy các cuộc xung đột đang diễn ra theo thời gian thực như thế nào.

Những vấn đề đạo đức và pháp lý

Bất chấp những thành công trên chiến trường, việc sử dụng UAV vẫn đặt ra những câu hỏi về đạo đức và pháp lý. Những người chỉ trích cho rằng, việc phi công điều khiển từ xa các UAV có nguy cơ biến chiến tranh thành một trò chơi điện tử, khiến những quyết định gây chết người trở nên thực tế hơn.

Bên cạnh đó, việc sử dụng UAV tự động lại càng phức tạp hơn để giải quyết trách nhiệm. Nếu một máy xác định sai mục tiêu, ai sẽ phải chịu trách nhiệm - lập trình viên, người chỉ huy, hay chính AI? Trong khi luật pháp quốc tế vẫn chưa giải quyết được những vấn đề như vậy, sự lo ngại và các cuộc tranh luận về “robot sát thủ” hay hệ thống vũ khí tự động gây chết người vẫn đang tăng trên toàn cầu.

V. TRIỂN VỌNG VÀ THÁCH THỨC

Tương lai nhiều hứa hẹn

Về mặt kỹ thuật

Trong bối cảnh cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư vẫn đang có những bước tiến mạnh mẽ, cùng với sự tập trung đầu tư cho R&D, kể cả ở tầm quốc gia, theo dự báo, các thế hệ UAV mới sẽ tiếp tục ra đời với nhiều cải tiến. 

Theo đó, UAV sẽ có thời gian bay dài hơn và phạm vi bay rộng hơn nhờ những cải tiến về pin và nguồn điện. Việc tích hợp AI và học máy (ML) vào UAV tốt hơn được kỳ vọng sẽ nâng cao khả năng, cho phép UAV hoạt động tự động hơn và đưa ra quyết định chính xác hơn. Sự phát triển của công nghệ vật liệu và chế tạo cũng sẽ giúp tạo ra UAV nhỏ, hoạt động hiệu quả hơn... 

Công nghệ 5G sẽ tiếp tục tăng cường giao tiếp thời gian thực giữa máy bay không người lái và người điều khiển, cho phép điều khiển và truyền dữ liệu chính xác hơn.

Bên cạnh đó, một trong những phát triển thú vị nhất trong công nghệ UAV là tiềm năng di chuyển trên không trong đô thị (UAM). Các công ty như Uber và Airbus đang khám phá khả năng sử dụng UAV để vận chuyển hành khách, tạo ra một phương thức vận tải đô thị mới có thể giảm bớt tắc nghẽn giao thông và rút ngắn thời gian di chuyển.

Trong lĩnh vực quân sự, UAV dự kiến sẽ đóng vai trò quan trọng hơn nữa trong an ninh quốc gia và chiến tranh, với những tiến bộ về công nghệ tàng hình, độ bền và khả năng tải trọng.

Về thị trường

Nhiều nghiên cứu cho rằng, sự phát triển của các công nghệ bổ trợ, đặc biệt là việc cải thiện khả năng giao tiếp và trí thông minh của UAV là những yếu tố sẽ thúc đẩy tăng trưởng của thị trường UAV, khi UAV trở thành một phần không thể thiếu của nhiều doanh nghiệp và tổ chức, chính phủ. 

Báo cáo thị trường UAV toàn cầu 2025 - 2030 của Drone Industry Insights cho rằng, UAV vẫn được tiếp tục được sử dụng phổ biến nhất trong năng lượng, xây dựng và nông nghiệp, nhưng cũng được mở rộng nhanh chóng trong hậu cần, an toàn công cộng và hành chính công.

Báo cáo cũng nhận định, mặc dù còn những thách thức về quy mô, nhưng lĩnh vực UAV thương mại vẫn cho thấy khả năng đổi mới đáng kể. Điều này sẽ tạo nền tảng cho sự mở rộng bền vững trong những năm tới. 

Cụ thể, quy mô thị trường UAV toàn cầu dự kiến sẽ đạt 57,8 tỷ USD vào năm 2030. Theo khu vực và quốc gia, thị trường châu Á vẫn tiếp tục dẫn đầu nhờ Trung Quốc và Nhật Bản, nhưng Trung Đông và châu Phi sẽ tăng trưởng nhanh nhất trong giai đoạn đến năm 2030.

Riêng với thị trường UAV quân sự, Công ty nghiên cứu thị trường toàn cầu Market Research Future (MRFR) nhận định, căng thẳng địa - chính trị là động lực quan trọng thúc đẩy ngành công nghiệp UAV quân sự. 

Điều này không chỉ xuất phát từ nhu cầu tăng cường năng lực phòng thủ để ứng phó với các mối đe dọa tiềm ẩn của các quốc gia, mà các cuộc xung đột và tranh chấp lãnh thổ đang diễn ra cũng khiến nhiều nước đầu tư vào công nghệ UAV cho các hoạt động giám sát và chiến đấu. 

Môi trường bất ổn này có thể sẽ duy trì nhu cầu đối với các hệ thống máy bay không người lái, góp phần vào mức tăng trưởng dự kiến của thị trường là 10,52% CAGR từ năm 2025 đến năm 2035.

Những thách thức

Bên cạnh những cơ hội, ngành công nghiệp UAV, nhất là UAV thương mại, cũng đang bước vào giai đoạn phát triển mới với những thách thức ngày càng gia tăng và phức tạp. Theo nhận định của các chuyên gia trong ngành, các rào cản pháp lý vẫn là mối quan tâm hàng đầu, nhất là khi việc ban hành quy định về các chuyến bay không người lái khuất tầm nhìn (BVLOS) tại nhiều quốc gia còn khá chậm; việc quản lý quá mức các hoạt động rủi ro thấp; chi phí tuân thủ cao gây ra sự cản trở trong vận hành. 

Trong khi đó, việc thu hút, tiếp cận và giữ chân khách hằng ngày càng trở nên phức tạp do nhận thức về thị trường còn hạn chế, sự nhạy cảm về giá ngày càng tăng.

Cùng với đó, các yếu tố chính trị rộng hơn, bao gồm chiến lược phát triển cơ sở hạ tầng quốc gia, khả năng phục hồi chuỗi cung ứng và chính sách bảo mật dữ liệu, cũng đang định hình bối cảnh cạnh tranh mới đòi hỏi những nỗ lực cao hơn. 

Ngoài ra, sự sụt giảm mạnh 73% trong nguồn vốn đầu tư mạo hiểm từ năm 2022 đến năm 2024 đã thúc đẩy quá trình hợp nhất ngành thông qua các vụ sáp nhập, mua lại và các công ty rời khỏi thị trường UAV. Việc giải quyết những thách thức đa diện này đòi hỏi một sự chuyển dịch chiến lược sang tối ưu hóa quy trình, tinh chỉnh các phương pháp tiếp cận thị trường và hợp tác sâu rộng hơn trong hệ sinh thái UAV.

Về mặt kỹ thuật, việc tích hợp AI và ML vào các hệ thống UAV để cải thiện hiệu quả của chúng cũng đã đặt ra yêu cầu ngày càng bức thiết trong vấn đề cần tăng cường vai trò kiểm soát của con người. Theo đó, khuôn khổ pháp lý cần phải được phát triển phù hợp để bảo vệ quyền riêng tư và sự an toàn...

Cùng với những lo lắng về quyền riêng tư, sự gia tăng nhanh chóng số lượng UAV cũng đòi hỏi hệ thống quản lý không lưu tầm thấp phải được phát triển nhanh chóng để bảo đảm vận hành an toàn.

Ngoài ra, các vấn đề liên quan đến môi trường như tiếng ồn do UAV được sử dụng với số lượng lớn ở khu vực đông dân cư và những khu vực sinh sống của động vật hoang dã; việc xử lý nguồn cấp năng lượng cho UAV như pin lithium-ion,... cũng cần sớm được quan tâm./.

Thành Nam - Duy Anh - Khôi Nguyên - Công Minh - Tiến Thắng