Cánh tay robot của Dương Phúc Hiếu (SN 2002 - Quảng Trị) sinh viên năm nhất khoa Điện – Điện tử, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM hướng tới giải quyết được vấn đề sinh hoạt cơ bản cho người khuyết tật

{keywords}
Cánh tay robot hỗ trợ vận động do Hiếu và Nhật chế tạo

Sản phẩm hoạt động dự trên kĩ thuật điện cơ đồ để phân tích tín hiệu điện cơ từ cánh tay cụt của người khuyết tật và thu nhận các giá trị tương ứng với cử chỉ của bàn tay. Các giá trị này làm cơ sở để điều khiển cánh tay giả.

Kĩ thuật điện cơ đồ giúp người dùng có trải nghiệm chân thật hơn đối với cánh tay giả, giúp đơn giản hóa vấn đề điều khiển và dễ làm quen, không tốn nhiều động tác mất tập trung như những cơ chế điều khiển khác.

Người sử dụng cánh tay giả có thể cầm, nắm, xách đồ nặng từ 1- 2kg và làm được một số công việc đơn giản. Trọng lượng của sản phẩm nhẹ, dễ lắp đặt, dễ sử dụng.

Hiếu cho biết, sản phẩm phù hợp với người khuyết tật nửa cánh tay. Với trường hợp khuyết tật cả cánh tay, anh vẫn đang nghiên cứu.

Dương Phúc Hiếu chia sẻ, đây là sản phẩm của nhóm hai người. Thời điểm Hiếu và bạn anh tên là Nhật đang học lớp 12 trường THPT chuyên Lê Quý Đôn (Quảng Trị), cả hai đã cùng nhau nghiên cứu dự án “Thiết kế và tối ưu hóa cánh tay robot hỗ trợ người khuyết tật” nhằm tham gia cuộc thi “Nghiên cứu khoa học cấp Quốc gia học sinh trung học năm học 2019 – 2020”.

Tại cuộc thi, dự án đã xuất sắc giành giải Nhất, được hội đồng thi đánh giá cao với mức điểm đạt 92,2, cao thứ 3 trong số 11 tác phẩm đạt Giải Nhất tại kỳ thi.

Hiếu kể, quá trình đi điều tra về tỉ lệ người khuyết tật ở Việt Nam, anh thấy một khảo sát của UNICEF (Quỹ Nhi Đồng Liên Hợp Quốc) và Tổng cục Thống kê công bố vào cuối năm 2019, Việt Nam có hơn 7% dân số là người khuyết tật với khoảng 6,2 triệu người.

Nhiều trường hợp bị mất một phần cánh tay hoặc cả cánh tay gặp khó khăn trong sinh hoạt. Hiện tại các giải pháp cải thiện sinh hoạt cho những người khuyết tật đã và đang được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm, tiêu biểu là các cánh tay robot hỗ trợ cho người khuyết tật.

Vấn đề đặt ra là làm thế nào có thể tạo ra một cánh tay robot phù hợp với nhu cầu sinh hoạt của người khuyết tật và phù hợp với mức độ sẵn lòng chi trả của người dùng.

Từ những vấn đề đó, Hiếu và Nhật đã ấp ủ ý tưởng làm cánh tay robot hỗ trợ người khuyết tật mang bản sắc Việt.

Cả hai đã nhờ đến sự giúp đỡ của thầy giáo Hồ Văn Lâm, giáo viên dạy bộ môn tin học tại trường làm giáo viên hướng dẫn cho đề tài.

{keywords}
Hiếu đang học ngành Điện - điện tử viễn thông

Hiếu là người chịu trách nhiệm hướng đi và phần cứng của đề tài, Nhật phụ trách lập trình. Cả nhóm hoàn thiện mất khoảng 8 tháng.

Khó khăn lớn nhất của nhóm là kinh phí làm đề tài. “Tổng chi phí đầu tư là 30 triệu đồng. Lúc đó tôi và Nhật mới học cấp III, chưa có điều kiện đi làm thêm. Sở Giáo dục và Đào tạo, nhà trường có hỗ trợ một phần nhưng không đủ nên tôi tiết kiệm tiền bố mẹ cho để làm”.

Chàng trai cho hay, phần lớn các sản phẩm tay giả trước đây chủ yếu theo hoạt động phương pháp đọc sóng não làm cơ sở điều khiển.

Sau này có thêm một số sản phẩm sử dụng chân với các nút ấn cảm ứng để mô phỏng lại các động tác của tay. Các sản phẩm đó sử dụng tài nguyên phần cứng cho mục đích sử dụng chưa hợp lí, các kết cấu cơ khí chuyển động còn yếu, kém bền sau thời gian dài dử dụng.

Sản phẩm của nhóm sử dụng kĩ thuật điện cơ đồ, đọc tín hiệu điện cơ từ cơ tay bị cụt của người khuyết tật. Người khuyết tật lắp cánh tay vào đoạn chi bị cụt.

Khi họ chủ động biến dạng cơ tay để cử động cánh tay thì sẽ có tính hiệu điện cơ được thu nhận, vi điều khiển trong cánh tay dựa vào tín hiệu điện cơ đó để điều khiển cánh tay theo mong muốn của người khuyết tật.

Sản phẩm đòi hỏi phải có nhiều kĩ thuật khó về CAD/CAE/CAM, thiết kế mạch in. Quan trọng nhất là kĩ thuật về CAD/CAE, đòi hỏi kiến thức sâu mới có thể tính toán được sức bền vật liệu, ứng suất, lực trên cánh tay. Hiếu bắt đầu tự học, nghiên cứu khoa học từ năm lớp 8 cho đến nay.

Nhóm đã tiến hành khảo sát thực tế với ông Phạm Quý Thí (thị trấn Diên Sanh, Hải Lăng, Quảng Trị).

{keywords}
Ông Thí hỗ trợ nhóm thử nghiệm sản phẩm

Ông Thí bị khuyết tật một nửa cánh tay phải, nhiều năm nay gặp trở ngại trong sinh hoạt.

Với cánh tay robot này, ông Thí có thể điều khiển nắm, thả toàn bộ 5 ngón tay để cầm, nắm, di chuyển đồ vật, xách được vật có trọng lượng từ 1 - 2 kg bằng cánh tay khuyết tật của mình.

Nhân vật trải nghiệm cũng có thể linh hoạt thực hiện các động tác chỉ hướng, thao tác sử dụng các vật có kích thước nhỏ như: Cây kim, bút, ấn phím điện thoại, máy tính…

{keywords}
Hiếu thuyết trình trước các nhà đầu tư. 

Hiện nay, Hiếu đã gọi vốn thành công cho sản phẩm cánh tay robot. Đơn vị đầu tư sẽ giải ngân theo từng phần.

Do sản phẩm cần nâng cấp, chỉnh sửa một vài điểm nên giai đoạn đầu doanh nghiệp giải ngân 100 triệu đồng. “Đây mới là vốn để tiếp nghiên cứu, hoàn thiện đề tài”, Hiếu nói.

Quang Sơn