Cánh tay robot cho người khuyết tật - nối dài những ước mơ

Hai em Phạm Đức Linh và Nguyễn Đức An, lớp 11A4, Trường THPT Hàn Thuyên, tỉnh Bắc Ninh, đã mày mò nghiên cứu, sáng tạo ra sản phẩm cánh tay robot cho người khuyết tật liệt cơ tay toàn phần.

Sản phẩm đã xuất sắc giành giải nhất của Cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp quốc gia học sinh trung học năm học 2020-2021.

Từ ý tưởng nhân văn

Trở về sau Cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp quốc gia học sinh trung học năm học 2020-2021, em Phạm Đức Linh chia sẻ em rất tự hào khi giành giải nhất cuộc thi. Đây là sự ghi nhận của các thầy, cô giáo đối với em, qua đó, tạo động lực cho em phấn đấu chinh phục những dự án khác trong tương lai.

Phạm Đức Linh và Nguyễn Văn An cùng nhau nghiên cứu sản phẩm Cánh tay robot cho người khuyết tật liệt cơ tay toàn phần

Chia sẻ về lý do lựa chọn đề tài này, Linh tâm sự em chứng kiến các bác thương binh, những người không may bị tai nạn cụt tay hoặc liệt tay gặp nhiều khó khăn trong sinh hoạt và lao động. Nhất là nhiều người còn trẻ, đang trong độ tuổi lao động. Để giúp họ có cuộc sống bình thường, không phụ thuộc vào người khác, Linh và An đã quyết tâm tạo ra một sản phẩm hữu ích.

Theo Linh, trước đây, có nhiều ý tưởng, mô hình và sản phẩm về cánh tay robot như, cánh tay robot sử dụng sóng não, cơ bắp, học lệnh và giọng nói để điều khiển.

Tuy nhiên, với những người liệt cơ tay toàn phần hay có phần mỏm tay còn lại ngắn hầu như không thể sử dụng được cánh tay robot trên thị trường. Thực tế đó đã thôi thúc Linh và An có ý tưởng chế tạo cánh tay robot cho người khuyết tật liệt cơ tay hoàn toàn.

Linh và An trình bày ý tưởng với thầy giáo Ngô Văn Tiến, Chủ nhiệm Câu lạc bộ STEM (viết tắt của 4 từ khoa học (Science), công nghệ (Technology), kỹ thuật (Engineering) và toán học (Mathematics) và nhận được sự ủng hộ nhiệt tình từ phía thầy giáo cũng như Ban Giám hiệu nhà trường.

Thầy Ngô Văn Tiến chia sẻ Linh và An ham học hỏi, rất hăng hái trong các hoạt động nghiên cứu khoa học, kỹ thuật. Khi nghe các em trình bày ý tưởng, thầy đã hoàn toàn bị chinh phục, một phần vì bản lĩnh dám nghĩ, dám vượt qua thử thách nhưng cao cả hơn đó là sự nhân văn của “món quà” các em muốn dành cho những người không may bị khuyết tật tay. Chính vì thế, thầy và trò đều quyết tâm thực hiện ý tưởng.

Bắt tay thực hiện ý tưởng, từ giữa năm 2020, Linh và An phân chia công việc rất cụ thể. Cả hai tập trung phân tích, tìm hiểu thông tin về các phương pháp điều khiển cánh tay trên thế giới và tại Việt Nam.

Phân tích ưu nhược điểm của các phương pháp, tham khảo trên diễn đàn lập trình và đồ họa, tìm tài liệu liên quan đến cảm biến, linh kiện điện tử, thiết kế bản in 3D cánh tay robot, lựa chọn linh kiện điện tử, lắp đặt và thử nghiệm thiết bị.

Em Nguyễn Đức An cho biết: "Khối lượng công việc rất lớn, chúng em bố trí quỹ thời gian hợp lý để vừa làm tốt việc học trên lớp và vừa nghiên cứu đề tài. Vì vậy, sau mỗi buổi học, chúng em tập trung tại thư viện, phòng thí nghiệm để cùng nhau nghiên cứu. Linh phụ trách thiết kế phần cánh tay robot và An làm phần mạch điện, lập trình".

Sau nhiều tháng nghiên cứu, mày mò sáng tạo, lập trình trên máy, có được mô hình, thầy và trò bắt tay thực hiện ý tưởng.

Tuy nhiên, việc chế tạo cánh tay robot là lĩnh vực mới, vì vậy, trong phòng thí nghiệm của trường không có sẵn các vật dụng, thiết bị, cả thầy và trò phải đi nhiều nơi tìm linh kiện.

Quá trình thực hiện gặp nhiều khó khăn, có lúc cả thầy và trò rơi vào bế tắc khi các linh kiện, mạch điện và thiết bị liên tục cháy, hỏng. Với quyết tâm, sự giúp đỡ, tư vấn nhiệt tình của chuyên gia, các thầy, cô giáo trong trường, thầy và trò đã nhanh chóng “bắt bệnh,” từ đó điều chế “liều thuốc” chữa trị.

Cuối cùng, sản phẩm cánh tay robot cho người liệt cơ tay hoàn toàn của thầy và trò Trường THPT Hàn Thuyên cũng đã hoàn thiện. Sản phẩm nặng gần 1kg, gồm hai phần chính là cánh tay và hộp điều khiển.

Bộ phận hộp điều khiển gồm một chiếc hộp được đặt tại cẳng chân và một cảm biến uốn cong đặt tại đầu ngón chân cái người sử dụng.

Thông qua hoạt động co duỗi ngón chân có thể điều chỉnh biên độ co duỗi các ngón tay. Ngoài ra, người sử dụng dễ dàng xoay cổ tay 180 độ thông qua tín hiệu thu được từ cảm biến uốn cong điều khiển bằng ngón chân.

Vinh dự là người thử nghiệm sản phẩm, anh Nguyễn Văn Đức, xã Ninh Hiệp, huyện Gia Lâm, TP Hà Nội cho biết do tai nạn lao động nên anh bị mất đi cánh tay phải. Sau khi sử dụng sản phẩm, anh thấy cánh tay này có thể thực hiện tốt các thao tác cơ bản như cầm, nắm, giữ, bấm, co duỗi cẳng tay cũng như xoay cổ tay. Anh rất mong muốn cánh tay có thể phát triển hoàn thiện hơn nữa để sản xuất đại trà.

Sau khi giành giải nhất Cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp quốc gia học sinh trung học năm học 2020-2021, dự án của Linh và An đang trong quá trình lựa chọn để tham gia Cuộc thi Khoa học kỹ thuật quốc tế.

Nhân lên phong trào giáo dục STEM

Theo lộ trình phát triển kinh tế, xã hội, tỉnh Bắc Ninh đang phấn đấu trở thành thành phố trực thuộc Trung ương và đẩy mạnh phát triển thành phố thông minh.

Bởi vậy, việc ứng dụng khoa học, kỹ thuật, công nghệ ngày càng trở thành nhu cầu bức thiết. Thực hiện chủ trương đó, ngành giáo dục và đào tạo tỉnh đẩy mạnh các hoạt động giáo dục STEM.

Thầy giáo Ngô Văn Tiến và 2 em Linh, An phân tích, nghiên cứu sản phẩm Cánh tay robot cho người khuyết tật liệt cơ tay toàn phần

Từ năm 2019, Bắc Ninh đã thí điểm triển khai giáo dục STEM tại 11 trường trên địa bàn. Qua đó, góp phần đổi mới phương pháp, hình thức tổ chức dạy học và đánh giá kết quả dạy học theo định hướng phát triển năng lực người học.

Trường THPT Hàn Thuyên, tỉnh Bắc Ninh là một trong số các trường được lựa chọn thí điểm giáo dục STEM và đang phát huy hiệu quả tích cực.

Cô Đặng Thị Bích Vân, Hiệu trưởng Trường THPT Hàn Thuyên, cho biết Nhà trường luôn xác định mục tiêu kết hợp giáo dục toàn diện và giáo dục mũi nhọn, tăng cường tuyên truyền đổi mới giáo dục, thành lập Câu lạc bộ STEM. Thông qua đó, trường sẽ phát hiện, bồi dưỡng và phát triển các nhân tố mới.

Theo cô Vân, thực tế, thời gian qua, Câu lạc bộ STEM của nhà trường hoạt động rất hiệu quả, thu hút đông đảo các thầy, cô giáo và học sinh  tham gia, qua đó góp phần thúc đẩy hoạt động nghiên cứu khoa học.

Những năm gần đây, đề tài khoa học của học sinh đều đoạt giải cao trong Cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp quốc gia. Tiêu biểu như, sản phẩm xe lăn đa hướng dành cho người khuyết tật của em Nguyễn Đức Thái và Phùng Quang Huy giành giải Nhất năm 2016; hai em Thân Hoàng Gia Huy và Vũ Nhật Hào đoạt giải nhất năm 2017 với dự án xe lăn điều khiển bằng cử chỉ của đầu…

"Trong thời gian tới, nhà trường tiếp tục phát động các phong trào dạy và học, trong đó tổ chức cuộc thi khoa học kỹ thuật cho các lớp học, khối học để khơi dậy tinh thần nghiên cứu, ham học hỏi của học sinh. Qua đó phát hiện sản phẩm mới chuẩn bị cho cuộc thi khoa học kỹ thuật các cấp trong những năm tới," cô Đặng Thị Bích Vân cho biết thêm.

Theo TTXVN