Dự án xe lăn tự hành, một sáng kiến đầy tính nhân văn của hai học sinh Cao Trung Quân và Lê Minh Hiếu đến từ trường THPT thị xã Quảng Trị, đã xuất sắc giành giải tư trong lĩnh vực Robotics và máy móc thông minh tại cuộc thi Khoa học kỹ thuật quốc tế (ISEF) 2025, tổ chức tại Mỹ. Dự án này không chỉ hỗ trợ di chuyển mà còn giúp người mắc bệnh xơ cứng teo cơ một bên (ALS) cải thiện khả năng giao tiếp.
Trong khoảnh khắc công bố giải thưởng vào ngày 16/5, Quân chia sẻ rằng cả hai em đã vô cùng hồi hộp. Khi tên được xướng lên, niềm vui vỡ òa, hai em ôm chầm lấy nhau và nhanh chóng tiến lên sân khấu nhận giải.
Đây là lần đầu tiên Quân và Hiếu mang sản phẩm của mình tham gia một cuộc thi tầm cỡ quốc tế. Sự kiện quy tụ tới 1.000 dự án từ 60 quốc gia và vùng lãnh thổ, tạo nên một không gian cạnh tranh đầy thách thức. Quân nhận thấy rằng nhiều dự án khác cũng rất xuất sắc, trong khi ban tổ chức chỉ chọn ra 25% để trao giải.
“Chúng em tự nhủ rằng nếu đoạt giải thì thật tuyệt vời, còn nếu không thì đây cũng là cơ hội quý báu để giao lưu và học hỏi ở một sân chơi quốc tế,” Quân tâm sự.
Theo chia sẻ của Quân, mỗi đội thi được bố trí một không gian nhỏ để trưng bày poster giới thiệu dự án. Ban giám khảo sẽ lần lượt đến từng gian hàng để đặt câu hỏi. Với dự án xe lăn tự hành, Quân nhận thấy ban giám khảo đặc biệt quan tâm đến tính ứng dụng thực tiễn và khả năng hỗ trợ bệnh nhân của sản phẩm. Nhiều giám khảo đã đặt câu hỏi chuyên sâu về công nghệ tự hành và khả năng theo dõi chuyển động của đồng tử.
Quân và Hiếu, với chung niềm đam mê khoa học kỹ thuật, đã từng hợp tác trong dự án hệ thống cảnh báo chống trộm thông minh và đạt giải khuyến khích cấp tỉnh khi còn học lớp 10. Đến tháng 6 năm ngoái, cả hai bắt đầu nảy ra ý tưởng về chiếc xe lăn tự hành.
Quân kể rằng, trong quá trình tìm kiếm tài liệu trên mạng, em nhận thấy bệnh ALS gây ra sự suy giảm khả năng kiểm soát cơ bắp, gây khó khăn trong di chuyển và giao tiếp cho người bệnh. Hình ảnh nhà vật lý Stephen Hawking, người mắc bệnh ALS nhưng vẫn có những đóng góp to lớn cho khoa học, đã truyền cảm hứng mạnh mẽ cho hai em.
Quân nhận thấy trên thị trường đã có nhiều loại xe lăn hỗ trợ người khuyết tật, nhưng chúng thường chưa có khả năng tự vận hành và hỗ trợ giao tiếp. Vì vậy, hai em quyết định tìm hiểu các công nghệ có thể cải thiện những chức năng này, nhận thấy rằng sự kết hợp giữa công nghệ theo dõi đồng tử và khả năng tự hành có thể mang lại nhiều lợi ích hơn cho người bệnh.
Theo Quân, người mắc bệnh ALS thường gặp khó khăn trong việc nói, giao tiếp và thực hiện các thao tác. Do đó, nhóm đã sử dụng giải pháp Gaze Tracking để mô phỏng điểm mà người bệnh tập trung nhìn trên màn hình. Bệnh nhân sẽ đeo một chiếc kính có gắn camera để theo dõi chuyển động của đồng tử. Dữ liệu thu thập được sẽ được hiệu chỉnh để điều khiển chuột máy tính và sử dụng các chức năng của hệ thống trên phần mềm do nhóm phát triển.
Phần mềm này có ba chức năng chính: điều khiển xe lăn thủ công, điều khiển tự động và hỗ trợ giao tiếp. Chức năng điều khiển thủ công cho phép người dùng điều khiển xe lăn thông qua các tín hiệu điện áp, mô phỏng hoạt động của Joystick. Thuật toán được áp dụng để điều chỉnh tốc độ xe lăn theo ý muốn, và các hướng di chuyển được hiển thị trên ứng dụng để người bệnh dễ dàng lựa chọn.
Về chức năng tự hành, Quân giải thích rằng nó tương tự như một robot hút bụi được lập trình để di chuyển đến các vị trí định trước trong nhà. Xe lăn được trang bị hệ thống cảm biến và camera để quét bản đồ khu vực di chuyển, xác định vị trí và điều hướng xe đến vị trí đã chọn trên ứng dụng. Tính năng này cũng cho phép xe dừng lại hoặc quay đầu khi gặp vật cản.
Để hỗ trợ người bệnh giao tiếp, nhóm sử dụng phương pháp đánh bàn phím ảo để tạo ra các từ đơn, sau đó ứng dụng công nghệ xử lý ngôn ngữ tự nhiên để tạo ra ba câu văn hoàn chỉnh. Người bệnh có thể chọn câu phù hợp và gửi tin nhắn đến ứng dụng Telegram của người thân.
Ví dụ, khi người bệnh gõ từ “cơm”, hệ thống sẽ tạo ra ba câu gợi ý liên quan đến ngữ cảnh như: “Tôi muốn ăn cơm”, “Tôi muốn nấu cơm”, “Tôi muốn ăn cơm với cá”.
Hiếu cho biết dự án đã tiêu tốn khoảng 30 triệu đồng sau 10 tháng nghiên cứu, chủ yếu là chi phí vật liệu, linh kiện và mua xe lăn điện. Ban đầu, nhóm dự định tự chế tạo một chiếc xe lăn hoàn chỉnh, nhưng sau khi nhận thấy một số hạn chế về góc quay, khả năng di chuyển và sai số cơ khí, hai em quyết định mua một chiếc xe lăn điện mới và tập trung vào việc phát triển công nghệ.
Cả hai đã thực hiện hàng nghìn thử nghiệm để kiểm tra và hoàn thiện chức năng của xe lăn. Đã có không ít lần các em gặp phải căng thẳng do lỗi code, sai lệch cơ khí, hoặc điện áp không ổn định.
Theo Hiếu, khó khăn lớn nhất là thiếu kiến thức chuyên môn về công nghệ tự hành. Các tài liệu liên quan chủ yếu bằng tiếng Anh, đòi hỏi hai em phải tự mày mò, tìm hiểu và hỏi thêm ý kiến của thầy cô và các anh chị sinh viên.
“Nhiều lần thử nghiệm, điện áp không ổn định khiến xe chạy quá nhanh, va vào tường là chuyện bình thường,” Hiếu chia sẻ.
Cô Phan Thiên Nga, Hiệu trưởng trường THPT thị xã Quảng Trị, bày tỏ niềm tự hào về thành tích của Quân và Hiếu. Cô đánh giá cao sự xuất sắc trong học tập và niềm đam mê kỹ thuật của hai em. Quân từng đạt giải nhất học sinh giỏi cấp tỉnh môn Vật lý.
“Hai em đã rất kiên trì, trải qua một quá trình dài mày mò, tìm tòi và sửa sai để đạt được thành công như ngày hôm nay. Dự án này vẫn còn nhiều tiềm năng phát triển trong tương lai,” cô Nga nhận xét.
Mặc dù đã đạt được những kết quả khả quan trong quá trình thử nghiệm, Hiếu cho rằng dự án vẫn đang ở giai đoạn nghiên cứu nguyên lý hoạt động và chứng minh tính khả thi của việc áp dụng các công nghệ vào xe lăn tự hành. Khoảng cách từ ý tưởng đến sản phẩm hoàn thiện để phục vụ người bệnh vẫn còn rất lớn.
Với giải thưởng quốc tế này, cả hai em sẽ được tuyển thẳng vào đại học. Hiếu dự định theo học ngành Hệ thống nhúng tại Đại học Bách khoa hoặc Khoa học Tự nhiên TP HCM, trong khi Quân sẽ chọn ngành Khoa học máy tính tại Đại học VinUni.
Cả hai đều bày tỏ mong muốn tiếp tục phát triển dự án xe lăn tự hành, với hy vọng có thể hoàn thiện sản phẩm và đưa vào ứng dụng thực tế, giúp đỡ những người bệnh ALS.
Admin
Nguồn: VnExpress
