Cậu bé trường làng đoạt giải Nhì cuộc thi sáng tạo cấp quốc gia
Cuộc thi Nghiên cứu khoa học, kỹ thuật cấp quốc gia học sinh trung học năm 2021 – 2022 được Bộ GD&ĐT tổ chức bằng hình thức trực tuyến vừa diễn ra (ngày 25 đến 27/3/2022), quy tụ 273 học sinh với 144 dự án khoa học kỹ thuật ở 11 nhóm lĩnh vực, thuộc 71 đơn vị trên toàn quốc tham gia.
Kết quả, đề tài “Nghiên cứu điều khiển cánh tay robot dựa trên nhận dạng cử chỉ tay người” của học sinh Nguyễn Khoa Hùng - Võ Tá Thành Minh, Trường THPT Phú Bài, thị xã Hương Thủy, tỉnh Thừa Thiên-Huế, giành giải Nhì.
Em Nguyễn Khoa Hùng cho rằng, cùng với sự phát triển nhanh chóng của cuộc cách mạng khoa học-kỹ thuật, việc ứng dụng công nghệ tự động và robot vào các lĩnh vực khác nhau của cuộc sống đang dần trở nên phổ biến. Đã có một số nghiên cứu thiết kế và điều khiển cánh tay robot bằng các phương pháp khác nhau cho các mục đích khác nhau. Như cánh tay hỗ trợ người khuyết tập dựa trên cảm biến chuyển động cơ của phần cánh tay cụt đối với người mất tay hay dựa trên cảm biến chuyển động cơ chân đối với người bị liệt cơ tay toàn phần. Cánh tay robot cũng có thể được điều khiển từ xa dựa trên giọng nói. Hiện nay, công nghệ nhận dạng và xử lý ảnh đã có nhiều đột phá mới với việc ứng dụng sâu các kỹ thuật AI nhằm nâng cao độ chính xác.
“Một câu hỏi đặt ra là liệu chúng ta có thể điều khiển cánh tay robot thông qua nhận dạng các cử chỉ tay người. Nếu điều này thực hiện được thì chúng ta có thể điều khiển từ xa cánh tay robot để thực hiện các thao tác như tay người trong môi trường mà con người không làm trực tiếp được. Xuất phát từ suy nghĩ đó, em và bạn Võ Tá Thành Minh đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu điều khiển cánh tay robot dựa trên nhận dạng cử chỉ tay người”.
Điều đáng nói, mặc dù đang học tập tại một ngôi trường ở vùng nông thôn, cách xa trung tâm TP Huế 20km, cơ sở vật chất còn khó khăn nhưng với niềm đam mê sáng tạo khoa học kỹ thuật, với ước mơ đóng góp một chút sức bé nhỏ để góp ích cho xã hội, sau hơn 2 tháng mày mò, nghiên cứu, hai em Hùng và Minh đã biến ý tưởng thành hiện thực…
Sau quá trình thực hiện, đề tài đã hoàn thành và thu được một số kết quả sau, cụ thể đã chế tạo bằng phương pháp in 3D và lắp ráp thành công cánh tay robot theo bản thiết kế tham khảo, trong đó các bậc chuyển động tự do của cánh tay là tương tự tay người. Đã kết nối thành công phần mềm nhận dạng cử chỉ tay (Media Pipe) và cánh tay robot thông qua các bộ vi mạch điện tử. Bên cạnh đó, đã lập trình thành công việc truyền tính hiệu từ phần mềm nhận dạng đến cánh tay robot để điều khiển cánh tay robot chuyển động theo cử chỉ của tay người. Đồng thời đã kiểm thử thành công hoạt động của cánh tay một cách chính xác, ổn định, có thể cẩm nắm được nhiều loại đồ vật khác nhau.
“Trong quá trình triển khai đề tài, các em cũng gặp nhiều khó khăn, nhất là áp lực về thời gian, khi vừa phải hoàn thành bài học hàng ngày ở lớp vừa phải dành nhiều thời gian để sáng chế, nghiên cứu. Nhưng hàng ngày chứng kiến các cụ già lớn tuổi, những bạn trẻ khuyết tật gặp nhiều trở ngại trong cuộc sống sinh hoạt càng khiến chúng em quyết tâm thực hiện đề tài nhằm chia sẻ phần nào khó khăn…”, em Minh chia sẻ.
Thầy giáo Hoàng Minh, Hiệu trưởng Trường THPT Phú Bài, trực tiếp hướng dẫn cho các em Hùng và Minh trong quá trình triển khai đề tài, cho hay, tính mới của đề tài này là sử dụng phương pháp gia công mô hình bằng công nghệ in 3D; đề xuất phương pháp điều khiển cánh tay robot bằng phương pháp nhận dạng cử chỉ tay người; sử dụng trí tuệ nhân tạo để điểu khiển chính xác, chịu lỗi và chịu nhiễu trong quá trình nhận dạng; điều khiển bằng sóng vô tuyến để dễ dàng di chuyển, tránh được các vấn đề liên quan đến các dây nối.
Ban giám khảo cuộc thi cũng đánh giá rất cao tính sáng tạo, tính ứng dụng của đề tài vào thực tiễn. Cụ thể, với cánh tay robot được chế tạo thành công, có thể được điều khiển từ xa, ứng dụng thao tác trong phòng thí nghiệm, khu vực nguy hiểm có môi trường độc hại, nơi mà cánh tay người không vươn đến được, hoặc nguy hiểm cho sức khỏe. Cánh tay robot cũng có thể hỗ trợ người già, người khuyết tật trong việc cầm nắm các vật nặng…