6 phút đọc
Robot khai thác mủ cao su do kỹ sư Đỗ Minh Tâm chế tạo có khả năng tự vận hành trong đêm, tạo ra đường cắt liền mạch chính xác để tăng sản lượng mủ lên gấp 1,5 lần so với công nhân lành nghề. Đây được đánh giá là giải pháp công nghệ tiềm năng giúp thay thế con người trong môi trường làm việc độc hại và giải quyết tình trạng thiếu hụt lao động trầm trọng của ngành cao su.
Giải pháp tự động hóa thay thế công việc nặng nhọc
Khai thác mủ cao su từ lâu đã được xếp vào danh mục công việc đặc biệt nặng nhọc và độc hại. Nhằm thu được lượng mủ cao nhất, công nhân thường phải làm việc trong khung giờ từ 2 đến 5 giờ sáng dưới điều kiện đồi núi ẩm ướt, trơn trượt, thiếu ánh sáng và nồng độ khí CO2 cao. Môi trường này khiến lao động dễ mắc các bệnh đường hô hấp, dị ứng mủ cao su, xanh da, thiếu máu và thường phải nghỉ hưu sớm.
Bên cạnh yếu tố sức khỏe, ngành cao su cũng đang đối mặt với tình trạng thiếu hụt lực lượng lao động trầm trọng. Ý tưởng về cỗ máy tự động hóa được kỹ sư Đỗ Minh Tâm (Đồng Nai) – nhà sáng lập Công ty Robot Và Cao su Tân Ý – bắt đầu thực hiện từ năm 2022 sau khi làm việc với các doanh nghiệp trong ngành.
Trước đó, thị trường từng có các giải pháp tự động hóa lắp cố định trên từng thân cây. Tuy nhiên, phương án này đòi hỏi chi phí quá lớn khi cần hơn 2.000 thiết bị với tổng kinh phí nhiều tỷ đồng chỉ để thay thế một nhân công. Do kích thước nhỏ và công suất thấp, các máy gắn cố định phải dùng lưỡi dao rung làm dập ống mủ, khiến sản lượng thu hoạch bị sụt giảm.
Cơ chế cạo liền mạch và công nghệ định vị chính xác
Để khắc phục các nhược điểm trên, ông Tâm cùng các cộng sự chọn phát triển một robot di động độc lập. Cỗ máy có chiều cao hơn 2 mét, trọng lượng hơn nửa tấn với kết cấu khung sắt lớn. Khi tiếp cận cây cao su, robot vươn cánh tay hình trụ kẹp chặt thân cây làm điểm tựa, điều khiển đầu dao cạo dịch chuyển theo đường vòng cung để cắt vỏ gỗ.
Sự khác biệt lớn nhất về mặt kỹ thuật giữa robot và thợ cạo nằm ở lực kéo dao. Công nhân do lực tay hạn chế thường phải “cạo nhịp” – kéo dao 2-3 cm rồi lùi lại lấy đà. Thao tác đứt đoạn này làm dập miệng các ống mủ chạy dọc vỏ cây. Trong khi đó, robot sở hữu lực cắt mạnh và ổn định, tạo ra vết cắt kéo dài liền mạch, giúp các ống mủ mở tối đa và thông suốt hơn.
Đội ngũ phát triển đã giải quyết thách thức kiểm soát đường dao bằng cơ cấu giúp lưỡi dao tự bám theo bề mặt vỏ gỗ, kết hợp lưu trữ độ sâu cạo riêng cho từng cây. Lưỡi dao được điều khiển cạo cách tầng gỗ khoảng 1–1,3 mm, đủ để thu hoạch lượng mủ tối đa mà không làm tổn thương lớp lõi thân cây. Cụm chi tiết xác định bề mặt của máy đạt độ chính xác cao với sai số chỉ trong khoảng 0,3 mm, hiện đã được cấp bảo hộ sáng chế độc quyền.
Về khả năng tự hành, robot sử dụng cảm biến Lidar để đo khoảng cách và góc quét bằng tia laser. Hệ thống này giúp cỗ máy điều hướng chính xác trong vườn cây với sai số vị trí chỉ khoảng 3 cm mà không cần phụ thuộc vào tín hiệu GPS.
Hiệu quả thực tế và phương án vận hành kinh tế
Trong đợt thử nghiệm thực tế trên lô 51 cây tại Tổng Công ty Cao su Đồng Nai, sản lượng mủ thu được từ robot cạo cao hơn gấp rưỡi (150%) so với mức tham chiếu của công nhân lành nghề.
Về thời gian vận hành, robot hiện mất khoảng 45 giây cho một chu kỳ cạo (gồm di chuyển, định vị và thao tác). Do chậm hơn tốc độ trung bình của con người, giải pháp bù đắp bằng khả năng làm việc liên tục xuyên đêm từ 20h tối đến 6h sáng hôm sau.
Mô hình tổ chức sản xuất được đề xuất như sau:
- Ca đêm (20h – 6h): Đội gồm 10 robot hoạt động tự động dưới sự giám sát của 1 nhân viên kỹ thuật để xử lý khi có sự cố.
- Ban ngày: Công nhân tiến hành thu gom lượng mủ đã chảy, kiểm tra lại vết cạo, trong khi robot được sạc pin và bảo dưỡng.
Theo tính toán từ nhà sản xuất, mỗi robot có giá bán 420 triệu đồng. Với phương án vận hành theo đội 10 máy kết hợp nhân công hỗ trợ, thời gian thu hồi vốn đầu tư ước tính khoảng 2,7 năm.
Tại chung kết Cuộc thi Sáng kiến Khoa học 2026, giải pháp này đã lọt vào Top 5 Sáng kiến doanh nghiệp xuất sắc. Hội đồng giám khảo đánh giá sản phẩm có tiềm năng thương mại hóa cao, đáp ứng đúng nhu cầu thay thế lao động trong môi trường nguy hiểm của ngành cao su – lĩnh vực hiện sử dụng khoảng 300.000 lao động tại Việt Nam và 2,5 triệu người trên thế giới.
Những điều cần theo dõi trong thời gian tới
Dù đạt được những kết quả khả quan ban đầu, giải pháp robot cạo mủ cao su vẫn còn một số vấn đề kỹ thuật và thị trường cần tiếp tục hoàn thiện:
- Tốc độ vận hành: Nhóm phát triển đang tiếp tục cải tiến kỹ thuật với mục tiêu giảm thời gian mỗi chu kỳ cạo từ 45 giây xuống còn 20 giây, tương đương tốc độ của thợ cạo thủ công.
- Khả năng ứng dụng quy mô lớn: Tác giả đang tìm kiếm nguồn vốn đầu tư để mở rộng sản xuất và triển khai mô hình thử nghiệm tại các đồn điền cao su quy mô từ 100 hecta trở lên.
- Mức độ chấp nhận của thị trường: Việc thuyết phục các doanh nghiệp chuyển đổi từ phương thức khai thác truyền thống đã tồn tại hàng trăm năm sang mô hình tự động hóa hoàn toàn sẽ cần thêm thời gian để kiểm chứng độc lập về độ bền thiết bị và hiệu quả kinh tế dài hạn.
Nguồn tham khảo: Xem bài gốc
