25
Thứ 6, 09

Nhóm học sinh nông thôn chế tạo robot

Công nghệ

Hơn ba năm kiên trì theo đuổi mục tiêu, nhóm tác giả Trường THPT Hiệp Hòa số 4 nghiên cứu, cho "ra lò" sản phẩm người máy hỗ trợ công việc đa chức năng. Với sản phẩm này, nhóm giành giải Nhất cuộc thi Sáng tạo thanh thiếu niên, nhi đồng tỉnh Bắc Giang lần thứ 16, năm 2020 (khối THPT). 

Từ cánh tay robot đến người máy hoàn chỉnh

Hình ảnh người máy đi lại uyển chuyển, hỗ trợ bưng bê trong nhà hàng ở các nước như: Nhật Bản, Mỹ khiến nhóm học sinh gồm Thân Đức Anh, lớp 12A1, Nguyễn Thảo Chi và Nguyễn Hoàng Thịnh, lớp 11A1, Trường THPT Hiệp Hòa số 4 (năm học 2019-2020) nảy sinh ý tưởng theo đuổi đề tài và sáng tạo “Người máy hỗ trợ công việc đa chức năng”. 

Xuất phát từ mô hình cánh tay robot tham gia cuộc thi cách đây 3 năm, nhóm tác giả có những bước cải tiến qua thời gian để hoàn thiện sản phẩm người máy. Người máy mang tên “Hopper” cao khoảng 1,76 m, nặng 52 kg gồm 29 động cơ giúp cử động đầu, cổ, cánh tay, chân để cầm nắm đồ vật, mô phỏng hoạt động, đi lại như con người. Nguyên lý hoạt động của các khớp dựa trên đặc tính xoay góc của động cơ điều khiển tốc độ, vị trí (gọi tắt là động cơ servo) và có bổ sung hộp số tăng tải.

Dự án được Hội đồng Giám khảo cuộc thi đánh giá cao là cánh tay robot có đầy đủ các khớp cơ bản, chức năng cầm nắm tương đối hoàn thiện. Hopper có thể cầm cốc, chén, bút chì, viên bi, thậm chí tờ giấy, tấm thẻ mỏng. Sản phẩm này có thể ứng dụng ở các lĩnh vực dịch vụ như tiếp tân, chỉ đường, vận chuyển đồ đạc, giải trí, hỗ trợ giảng dạy trong trường học, lĩnh vực y tế.

Em Đức Anh, trưởng nhóm nghiên cứu cho hay: “ Ở Việt Nam, ngành chế tạo robot còn chưa phát triển, ít tài liệu tham khảo, thiếu linh kiện mà giá lại cao”. Vì vậy, ngoài chia sẻ ý tưởng và nhờ thầy giáo hướng dẫn, ba học sinh Đức Anh, Thảo Chi và Hoàng Thịnh phải tham khảo, học hỏi thêm nguồn kiến thức trên mạng Internet. Từ việc lên ý tưởng đến lắp ráp là quá trình nhiều tháng, có những lúc nhóm tác giả định gác lại dự án bởi lắp đi lắp lại mà robot không cử động được như mong muốn.

Kiên trì theo đuổi mục tiêu

Sau nhiều lần thất bại, nhóm ngồi bàn với nhau, phân chia công việc cụ thể. Hai bạn Đức Anh và Hoàng Thịnh giỏi kiến thức khoa học tự nhiên đảm nhận thi công phần cứng. Trước tiên, Đức Anh và Hoàng Thịnh vẽ thiết kế chi tiết từng bộ phận của người máy rồi làm đi làm lại trước bằng bìa cứng, thanh tre. Gặp khó ở khâu nào, các em lại tìm đến thầy Tống Ngọc Thắng, giáo viên Vật lý để nhờ hướng dẫn. 

Dùng các vi mạch, bo mạch điện tử, Đức Anh và Hoàng Thịnh đấu nối, lắp ráp thành hệ thống hoàn chỉnh để robot có thể cử động. Để giảm bớt chi phí, nhóm tác giả tìm kiếm thêm nguyên vật liệu đã qua sử dụng như: Tấm kim loại mềm chịu nhiệt tốt, thép hộp, nhựa, nhôm hộp, mạch điện tử, động cơ qua sử dụng từ các dự án khoa học của nhà trường. Còn Thảo Chi sử dụng kiến thức tin học viết chương trình điều khiển trên phần mềm giúp người máy có thể hoạt động nhuần nhuyễn.

Hiện “Hopper” có thể vận hành bằng hai cách: Điều khiển tự động, điều khiển mô phỏng; thực hiện các công việc khi được lập trình sẵn như cầm bóng từ tay này sang tay kia, múa, làm những công việc có tính lặp đi lặp lại; mô phỏng theo những động tác mà người điều khiển thực hiện. 

Đặc biệt, "Hopper" còn có thể giao tiếp với con người thông qua âm thanh giọng nói và ứng dụng được lập trình trên điện thoại di động, máy vi tính. Nhóm trang bị thêm các mạch cảm biến khí độc, mạch cảm biến nhiệt độ, độ ẩm và hiển thị trên màn hình LCD nhằm báo động cho con người những tình huống nguy hiểm. 

Robot còn có những điểm khác biệt và nổi bật hơn đó là có thể hoạt động bền bỉ, chính xác ở nhiều môi trường khắc nghiệt như: Nhiệt độ quá cao, quá thấp, thiếu dưỡng khí, môi trường bệnh truyền nhiễm. Chính vì thế, trong tương lai nếu nhóm tác giả được đầu tư, "Hopper" sẽ là sản phẩm hỗ trợ con người thực hiện các nhiệm vụ trong điều kiện khó khăn, nguy hiểm.

Thầy Tống Ngọc Thắng nói: “Tôi được Ban Giám hiệu giao hướng dẫn nhóm tác giả sáng chế người máy. Ban đầu khi nghe về ý tưởng sáng chế người máy ai cũng nghĩ là rất viển vông, thế nhưng nhờ quyết tâm của các em mà dự án đã hoàn thiện. Việc sáng chế người máy không đơn giản, bởi thế cả thầy và trò cùng học, cùng làm, gặp thất bại hết lần này đến lần khác. Nhưng sau cùng, điều quan trọng nhất là các em đã dám nghĩ, dám làm và bước đầu tìm đến với con đường nghiên cứu khoa học”.

Nhung- Mai-Hiephoa.gov