Màn điều khiển cánh tay bằng suy nghĩ của 2 học sinh lớp 8

Cánh tay robot điều khiển bằng suy nghĩ Mind – Arm của 2 em Phan Trường Anh Khôi và Nguyễn Công Huy (Trường THCS Trưng Vương, Hà Nội) được đánh giá là sản phẩm có tính ứng dụng dành cho những người không may bị khuyết cánh tay.

Góp mặt trong buổi họp báo ngày hội STEM 2018, hai em Phan Trường Anh Khôi và Nguyễn Công Huy (Trường THCS Trưng Vương) đã có màn trình diễn cánh tay robot có thể điều khiển bằng ý nghĩ.

Sáng chế này bắt nguồn từ khao khát làm một cánh tay nhân tạo giúp những người bị khuyết tật vận động có cuộc sống tốt hơn. Anh Khôi chia sẻ:

“Bác của em là thương binh bị mất đi cánh tay phải trong chiến dịch Khe Sanh. Việc chỉ còn lại cánh tay trái khiến bác rất khó khăn trong sinh hoạt. Em luôn mong mỏi làm được điều gì đó giúp bác cũng như hỗ trợ những người khuyết tật, cụ thể là những người bị mất cánh tay”.

Động lực ấy đã giúp Anh Khôi và Công Huy, dù đang là học sinh lớp 8, đã chế tạo thành công cánh tay điều khiển bằng suy nghĩ. Hiện tại cánh tay của các em đã thực hiện các động tác đơn giản như nắm, mở theo ý nghĩ, điều khiển việc xoay cổ tay.

Cánh tay robot điều khiển bằng suy nghĩ của hai cậu bé mới chỉ ở lứa tuổi 13 – 14 khiến nhiều người ngạc nhiên. Mặc dù là một sản phẩm đòi hỏi nhiều chất xám nhưng Anh Khôi cho rằng, “khoa học không phân biệt độ tuổi. Nếu thực sự đam mê thì tuổi tác không phải là vấn đề rào cản”.

Động lực ấy khiến ý tưởng của các em đang từng bước được hiện thực hóa vào thực tế cuộc sống. Trong sản phẩm của mình, các em đã biết cách tích hợp công nghệ phân tích tín hiệu điện não Emotiv Insight, công nghệ in 3D - công nghệ của nền công nghiệp 4.0 và các ngôn ngữ lập trình.

Nghiên cứu này cho phép thiết kế, chế tạo và ứng dụng sản phẩm cánh tay giả một cách thông minh với giá thành thấp. Đầu tiên, thiết bị phân tích sóng não Emotiv Insight sẽ thu tín hiệu điện não và gửi các tín hiệu này về máy tính thông qua wifi hoặc bluetooth. Máy tính làm nhiệm vụ chuyển các tín hiệu điện não thành các trạng thái tương ứng với hoạt động của não bộ.

Phan Trường Anh Khôi và Nguyễn Công Huy (Trường THCS Trưng Vương, Hà Nội).

Các trạng thái vừa giải mã được sẽ được máy tính truyền xuống cho board mạch Arduino. Board mạch Arduino nhận lệnh và điều khiển các động cơ theo kịch bản có sẵn.

Việc điều khiển bằng suy nghĩ có thể thực hiện dưới nhiều kịch bản vận động khác nhau thông qua giải mã ý nghĩ giúp quá trình vận động tự nhiên như người bình thường.

Ngoài việc giải mã suy nghĩ để điều khiển cánh tay, Huy và Khôi còn bổ sung thêm phần điều khiển bằng giọng nói nhằm tăng thêm tùy chọn điều khiển cho cánh tay như chế độ cầm nắm, chế độ cầm bút, chế độ sử dụng chuột máy tính… Việc kết hợp này sẽ giúp các hoạt động của tay được ổn định và tự nhiên hơn.

Anh Khôi chia sẻ thêm, trong tương lai, nhóm sẽ tiếp tục phát triển để điều khiển các ngón tay thêm các cử động ở khủy tay và cổ tay linh hoạt hơn nữa, giúp thực hiện được nhiều hành động cùng lúc.

Với khả năng ứng dụng và tính nhân văn cao, chi phí hợp lý giúp hỗ trợ cho người khuyết tật chi hoặc bị bại liệt đã giúp hai em đại giải nhì trong cuộc thi “Khoa học kĩ thuật dành cho học sinh trung học cấp thành phố năm học 2017-2018” về lĩnh vực robot và máy thông minh; đồng thời được chọn để giới thiệu tại kỳ thi cấp quốc tế tại Mỹ vào giữa tháng 5 tới.

Ngày hội STEM sẽ được diễn ra tại Trường ĐH Khoa học Tự nhiên (ĐH Quốc gia Hà Nội) vào ngày 13/5 tới đây. Trong ngày hội, các học sinh sẽ được tiếp cận với phương pháp “học cách học” và học cách giải quyết vấn đề thông qua các thực hành, thực nghiệm công nghệ mới của thời đại 4.0 như in 3D, trí tuệ nhân tạo, lập trình rô-bốt tự hành, thực tế ảo… Ngày hội còn có thêm các lớp học trải nghiệm trong một tiết về định hướng STEM: lập trình, rô-bốt, hóa học vui, toán học ứng dụng… Ngoài ra, học sinh sẽ được tham quan khu vực trưng bày sản phẩm khám phá khoa học như: giải mật mã, makey makey (chơi nhạc cụ với trái cây), nhiễm điện do cọ sát, ống ma thuật, vẽ tranh bằng con lắc đơn, xây dựng mô hình gỗ Kapla, cân bằng trong thế giới tự nhiên, xe robot tự hành, bong bóng xà phòng… Các em cũng sẽ được trải nghiệm thêm một số hoạt động như tập làm index, làm đồ tái chế, làm xe bóng bay, làm con rối, làm thí nghiệm vui (vòi rồng, đĩa nhựa bay, bong bóng xà phòng khổng lồ…), xem trình diễn robot xếp rubic, đặc biệt là xem một thí nghiệm về chất nổ.