“Cánh Tay Robot” Và Hành Trình “đem Chuông đi đánh Xứ Người” Của ...

Ước mơ ấp ủ gần 2 năm

Đến giờ, Phạm Đức Linh và Nguyễn Đức An vẫn chưa hết cảm giác lâng lâng khi nghe tên mình được xướng lên tại Cuộc thi Khoa học kỹ thuật quốc tế (ISEF) 2021 tổ chức tại Mỹ.

"Thật bất ngờ khi Dự án “Cánh tay robot cho người khuyết tật liệt cơ tay toàn phần” được vang lên trên đất Mỹ. Bất ngờ hơn khi đây là giải thưởng duy nhất trong 7 dự án của Việt Nam tham gia tranh tài lần này đạt giải trong hệ thống giải chính thức” - Đức An vui sướng.

Năm nay do dịch bệnh Covid-19, Hội thi ISEF được tổ chức bằng hình thức trực tuyến tại Mỹ. Với truyền thống gần 80 năm, cuộc thi thu hút khoảng 1.500 dự án của 2.000 thí sinh đến từ hơn 80 quốc gia và vùng lãnh thổ trên toàn thế giới tham dự.

Để đến được với sân chơi ISEF, Dự án "Cánh tay robot cho người khuyết tật liệt cơ tay toàn phần" đã giành giải Nhất ở tất cả các cuộc thi từ cấp cụm, đến cấp tỉnh, rồi quốc gia. Vượt qua nhiều vòng tranh tài với các “đối thủ nặng ký”, dự án lọt vào 1 trong 7 dự án của Việt Nam tham dự ISEF.

Kể lại hành trình "đem chuông đi đánh xứ người" Đức Linh bồi hồi: Dự án của chúng em được “thai nghén” trong gần 2 năm, từ lên ý tưởng, thử nghiệm, sửa đổi đến hoàn thiện sản phẩm. Trên hành trình ấy, bao giọt mồ hôi đã rơi và cũng không ít lần đi vào… “ngõ cụt”, tưởng chừng phải bỏ cuộc giữa chừng, nhưng với mong muốn giúp đỡ người khuyết tật được sử dụng “cánh tay robot” với giá thành rẻ nhất, nhưng có đầy đủ tính năng hiện đại nhất, nên chúng em đã “cháy” hết mình. Rất may mắn, trên hành trình ấy chúng em không đơn độc mà được sự giúp đỡ rất lớn từ thầy cô giáo và gia đình.

Chia sẻ về ý tưởng hình thành dự án, Đức An kể: Xuất phát từ câu chuyện về người bác họ ở quê bị cụt tay trong 1 lần lao động, sinh hoạt rất khó khăn nên em đã mong muốn làm được cánh tay robot. Vào đầu năm lớp 10, em kể câu chuyện người bác họ với Đức Linh và chúng em nghĩ sẽ làm điều gì đó để giúp bác và những người yếu thế trong xã hội.

Dự án "Cánh tay robot cho người khuyết tật liệt cơ tay toàn phần" đạt giải Nhất tại Cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp quốc gia năm học 2020 - 2021. Ảnh: NVCC

Say sưa kể về “đứa con tinh thần” của mình, Đức Linh nói: Cánh tay robot của chúng em sử dụng biên độ co duỗi của ngón chân để điều khiển cánh tay. Có hai hộp điều khiển, mỗi hộp được đeo vào phần cẳng chân và kết nối với một bộ phận cảm biến đặt bên trên ngón chân cái để thu tín hiệu độ bẻ cong. Khi người dùng co duỗi ngón chân, các tín hiệu độ cong sẽ được xử lí để truyền tín hiệu không dây điều khiển cánh tay robot.

Cách làm này giúp cho người dùng thuận tiện hơn khi đi lại mà vẫn đảm bảo cánh tay thực hiện được tốt các thao tác cầm nắm cơ bản cho người khuyết chi. Đặc biệt, cánh tay robot còn tích hợp được tính năng xoay cổ tay, gập duỗi khuỷu tay vốn dĩ rất hiếm trên thị trường hiện nay.

“Lửa thử vàng, gian nan thử sức”

Khi bắt tay vào nghiên cứu đôi bạn 10X thấy có rất nhiều phương pháp khác nhau để điều khiển cánh tay, tuy nhiên tìm hiểu kĩ hơn thì đã có dự án “cánh tay robot” của anh Phạm Huy (Trường THPT thị xã Quảng Trị, tỉnh Quảng Trị - đạt giải Cuộc thi ISEF năm 2017) sử dụng chân để điều khiển, 2 bạn thấy ý tưởng này rất hay và quyết định làm, nhưng phải tìm được điểm mới khác biệt.

Thế là suốt năm lớp 10, đôi bạn 10X lao vào thử nghiệm và phương pháp mới đã được tìm ra: “Sử dụng biên độ co duỗi của ngón chân để điều khiển cánh tay”. "Nếu mới nghe qua tên đề tài thì ai cũng nghĩ là trùng lặp ý tưởng, nhưng thực chất dự án năm 2017 với dự án chúng em có khác biệt rất rõ".

“Cánh tay trước đây dùng nút bấm đặt phía dưới ngón chân để nhấn điều khiển, nhưng sẽ gặp khó khăn khi di chuyển, lái xe ô tô. Do vậy, chúng em nghĩ ra một giải pháp mới, sử dụng biên độ co duỗi của ngón chân để điều khiển cánh tay nên thuận tiện hơn cho người dùng khi đi lại".

Để thực hiện dự án, đôi bạn 10X lên kế hoạch và phân việc rất cụ thể. Đức Linh kể: “Vì phải bố trí quỹ thời gian hợp lý để vừa làm tốt việc học trên lớp và vừa nghiên cứu đề tài nên sau mỗi buổi học, chúng em lại gặp nhau tại thư viện, phòng thí nghiệm để nghiên cứu. Đặc biệt, Đức An ăn ngủ tại nhà em suốt gần nửa năm trời, 2 đứa thường xuyên thức trắng đêm để cùng nghiên cứu, thiết kế phần cánh tay robot và làm phần mạch điện, lập trình…".

Có lẽ khó khăn nhất khi thực hiện dự án là việc mua sắm thiết bị để nghiên cứu và hoàn thiện sản phẩm. Theo Đức An, có tuần phải 2 - 3 lần sang Hà Nội để mua sắm thiết bị lắp đặt. Hầu hết thiết bị được lựa chọn là thiết bị tinh gọn, thuận tiện nhất cho người sử dụng. Quá trình thử nghiệm sản phẩm cánh tay liên tục bị thất bại. Số lần thất bại cũng đồng nghĩa với việc đi lại mua sắm thiết bị.

“Lửa thử vàng, gian nan thử sức” - luôn tâm niệm như vậy, nên đôi bạn 10X đã không nản chí. Để đi đến thành công, Đức An cho biết đã không dưới 50 lần 2 bạn rồng rắn nhau ra Hà Nội tự tay chọn từng chi tiết của các linh kiện, để làm sao đảm bảo chất lượng và đúng kích thước…

Đức Linh lém lỉnh nói: “Tổng chi phí cánh tay robot là khoảng 9 triệu rưỡi, do bố mẹ làm “chủ đầu tư”, nhưng những thứ phát sinh khi chế tạo mới tốn kém hơn cả. Kinh phí để thử nghiệm, sửa đổi, tái sửa đổi, rồi in lại nguyên mẫu 3D, mua mạch do quá dòng cháy mạch, in poster, in báo cáo, tiền đi lại sang Hà Nội để mua linh kiện… có thể gấp nhiều lần số tiền dự tính ban đầu để chế tạo sản phẩm”.

Được “nuôi dưỡng” trong “chiếc nôi” khoa học kỹ thuật

Tự hào về thành quả học trò đạt được, thầy Ngô Văn Tiến - Bí thư Đoàn Trường THPT Hàn Thuyên cho biết, Đức Linh và Đức An rất ham học hỏi, hăng hái trong các hoạt động nghiên cứu khoa học kỹ thuật. Khi còn học ở Trường THCS Kinh Bắc (TP Bắc Ninh), Phạm Đức Linh đã 2 lần dự thi Cuộc thi Khoa học kỹ thuật quốc gia và giành giải thưởng. Lớp 8 với chủ đề “chiếc thuyền đa năng” và lớp 9 là “máy trồng rau thông minh (HOFO)”.  Cả hai năm, Phạm Đức Linh đều đạt giải Nhì cấp quốc gia.

Đôi bạn 10X và thầy giáo Ngô Văn Tiến tại phòng học STEM của nhà trường - đây là nơi học sinh được nghiên cứu, trải nghiệm, làm khoa học. Ảnh: Hải Hà

"Được giao làm Chủ nhiệm Câu lạc bộ STEM nhà trường, từ khi Đức Linh bước vào lớp 10, tôi đã ấn tượng với thành tích của em, vì vậy khi nghe 2 em thuyết trình về dự án, bản thân tôi và Ban Giám hiệu nhà trường đã rất ủng hộ, tạo điều kiện thuận lợi nhất cho các em tham gia cuộc thi.

Vượt qua nhiều vòng thi đấu loại và vòng chung kết tranh tài cùng các “đối thủ nặng ký” đến từ nhiều trường học của cả nước, dự án của 2 em đạt giải Nhất Cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp quốc gia năm học 2020 - 2021, rồi được chọn đi thi quốc tế. Khi nghe tin các em được giải quốc tế, tôi khá bất ngờ bởi đây là giải thưởng chính thức duy nhất của học sinh Việt Nam tại kỳ thi danh giá này. “Niềm vui nhân đôi” khi đây cũng là lần đầu tiên Bắc Ninh đạt giải ở sân chơi ISEF.

Trường THPT Hàn Thuyên có bề dày truyền thống tham gia các cuộc thi khoa học kỹ thuật. Từ năm 2013 - lần đầu tiên tham gia Cuộc thi Khoa học kỹ thuật quốc gia, học sinh nhà trường đã vinh dự đạt giải Nhất. Suốt từ đó đến nay, tất cả các năm đều có sản phẩm đạt giải quốc gia, có năm đạt 2-3 giải.

Để có được thành tích này, những năm qua, nhà trường luôn quan tâm đào tạo chất lượng giáo dục toàn diện và giáo dục mũi nhọn. Ngay từ đầu năm học lớp 10 - khi các em mới vào trường, nhà trường lựa chọn học sinh giỏi theo năng lực, sở trường, họp các tổ chuyên môn để giao nhiệm vụ bồi dưỡng học sinh giỏi cho giáo viên có kinh nghiệm.

Bên cạnh đó, nhà trường cũng khuyến khích học sinh sáng tạo, đầu tư phòng STEM, trong đó trang bị nhiều thiết bị, linh kiện, cảm biến, đồ thí nghiệm dụng cụ, máy móc… để học sinh được nghiên cứu, trải nghiệm, làm khoa học.

Được “nuôi dưỡng” trong “chiếc nôi” của khoa học kỹ thuật, thành tích học tập của các em học sinh trong trường rất đáng nể. Đặc biệt, các sản phẩm đạt giải của học sinh không chỉ gói gọn "trên giấy" mà được ứng dụng vào thực tiễn. Hiện, thư viện của nhà trường đang sử dụng phần mềm quản lý do 2 học sinh trong trường nghiên cứu và đã đạt giải 3 quốc gia ở 1 cuộc thi do Trung ương Đoàn tổ chức.

Nói về dự định học tập trong năm mới, Đức An và Đức Linh cùng bày tỏ: Chúng em đang tiếp tục phát triển Dự án “Cánh tay robot cho người khuyết tật liệt cơ tay toàn phần” để tham gia các cuộc khi khoa học kỹ thuật trong năm học lớp 12 này.

Ngoài ra, đây cũng là năm cuối cấp nên các em sẽ tập trung vào ôn thi để đỗ đại học, đạt ước mơ trở thành sinh viên Trường Đại học FPT để tiếp tục được sống với đam mê của mình.