SO HUU TRI TUE

Sáng chế giường thông minh hỗ trợ người mất khả năng vận động của học sinh Ninh Bình

(SHTT) - Sáng chế “Giường L.o.T hỗ trợ người mất khả năng vận động tay chân” của 2 học sinh Ninh Bình đã xuất sắc giành giải nhất lĩnh vực rô bốt và máy thông minh trong cuộc thi KHKT dành cho học sinh trung học cấp tỉnh năm học 2018-2019.

Chủ nhân của sáng chế hữu ích trên là 2 học sinh: Cao Nguyễn Hùng và Nguyễn Đình Nhật Tân, lớp 12A và 12G, Trường THPT Hoa Lư A, Ninh Bình.

Theo thông tin được đăng tải trên báo Dân Trí, sản phẩm giường thông minh gồm 2 hệ thống cơ bản. Hệ thống cơ khí gồm: Khung giường, động cơ nâng hạ, động cơ di chuyển, hệ thống vệ sinh, hệ thống bàn ăn, cơ cấu nâng bàn, cơ cấu xoay bàn, cánh tay robot và Hệ thống mạch điều khiển gồm: Hệ thống điều khiển qua web, hệ thống điều khiển qua tay điều khiển, hệ thống bàn ân, nút bấm cảm biến nhịp tim và camera...

sang che

 Sáng chế giường thông minh hỗ trợ người mất khả năng vận động của học sinh Ninh Bình. Ảnh: Dân Trí

Cơ chế hoạt động của giường thông minh là người sử dụng điều khiển giường theo ý muốn bằng điều khiển tay hoặc bảng điều khiển qua internet. Với những người còn có thể vận động tay thì sử dụng bảng điều khiển do nhóm sáng chế để di chuyển, lấy đồ ăn, thuốc uống, đo huyết áp…

Còn với những người mất hoàn toàn khả năng vận động tay chân, người thân sẽ sử dụng internet truy cập vào web. Lệnh từ web thông qua internet sẽ đến hệ thống điều khiển và sử dụng các tính năng được tích hợp sẵn. Các tính năng sử dụng tương tự như sử dụng điều khiển tay.

Việc kết nối với internet còn có thể giúp người sử dụng giường gửi cảnh báo nguy hiểm đến người thân qua mail hoặc ngược lại. Người thân thông qua web có thể cho người bệnh uống nước, uống thuốc với lượng chính xác hoặc ăn những thức ăn khô như bánh mì, bánh ngọt… bằng cánh tay rô bốt được lắp đặt trên giường.

sang che 1

 Ảnh: Dân Trí

Điều đáng nói ở sản phẩm giường I.o.T này là, trên chiếc giường, với cơ cấu bàn ăn, nhóm tác giả thiết kế bình nước, hộp thuốc tích hợp với bàn để có thể sử dụng hiệu quả việc ăn và uống thuốc. Khi người thân muốn cho người bệnh uống nước hoặc thuốc, sẽ điều khiển quay bàn ăn đến gần phía người bệnh để đưa nước và thuốc. Mặc dù motor có thể ngắt qua relay nhiệt nhưng nhóm vẫn tích hợp cảm biến hồng ngoại đến khoảng cách được cài đặt sẵn sẽ dừng lại, tránh gây nguy hiểm. Khi đó, người bệnh muốn uống nước sẽ sử dụng một lực nhẹ của lưỡi tác dụng vào viên bi ở đầu vòi để uống. Còn khi người bệnh muốn uống thuốc, đưa miệng vào đầu phễu, cảm biến hồng ngoại sẽ gửi tín hiệu để motor nhả thuốc theo số lượng hay chủng loại đã được đặt sẵn. Con cái hoặc người thân có thể cho người bệnh ăn mà không phải trực tiếp ở bên cạnh. Với tay robot được lắp đặt tại giường, con cái và người thân dù ở xa vẫn có thể cho người bệnh ăn những thức ăn khô như các loại bánh mỳ, bánh ngọt, ngũ cốc...

Theo em Cao Nguyễn Hùng, ý tưởng của sản phẩm xuất phát từ chính thực tế gia đình em, khi không may mẹ em bị tai nạn về chân phải ngồi 1 chỗ. Em đã hình thành ý tưởng, nghiên cứu, thiết kế và lập trình ra sản phẩm với sự đồng hành, hỗ trợ của bạn Nguyễn Đình Nhật Tân.

sang che 2

 

Trước đó, 2 em học sinh ở Hưng Yên cũng giành giải Nhất Cuộc thi Khoa học kĩ thuật cấp quốc gia học sinh trung học năm học 2017 – 2018 với sáng chế cánh tay robot cho người khuyết tật sử dụng cảm biến EMG (cảm biến cơ).

Hai học sinh đó là em Nguyễn Thanh Bình và Lê Văn Cường đến từ Trường THPT Phù Cừ, tỉnh Hưng Yên.

Chia sẻ về ý tưởng xây dựng đề tài, học sinh Nguyễn Thanh Bình cho biết: Theo con số của Bộ LĐTB&XH, tính đến tháng 6/2015, Việt Nam có khoảng 7 triệu người khuyết tật, chiếm 7,8% dân số, trong đó, rất nhiều người khuyết tật cánh tay, gây khó khăn trong cuộc sống. Mặt khác, giá thành sản phẩm trên thế giới quá cao, không phù hợp với thu nhập của người Việt.

Vì vậy, các bạn học sinh đã hình thành ý tưởng thiết kế, chế tạo một cánh tay hỗ trợ người khuyết tật cánh tay do tai nạn trên nguyên tắc điều khiển cánh tay bằng tín hiệu cơ do chính cánh tay bị mất tạo ra thông qua cảm biến EMG.

Qua thử nghiệm thực tế, sử dụng bằng cảm biến EMG cộng thêm cảm biến gia tốc có thể đem lại cảm giác thực cho người dùng mà không phụ thuộc bất cứ bộ phận nào khác.

Khi chọn được giải pháp kĩ thuật, hai học sinh này tiếp tục xây dựng sơ đồ hệ thống điện sau đó đến các đoạn má lập trình. Tiếp sau đó thiết kế phần khung tay được dựng thiết kế 3D và gia công bằng máy in 3D.

Sau đó, lắp ráp các bộ phận vào. Trong quá trình in phần khung và thay đổi việc dẫn động, qua 3 phiên bản mới có phiên bản hiện tại dẫn động tốt nhất và cánh tay hoạt động trơn tru nhất. Xét về cơ cấu điều khiển vẫn giữ nguyên theo thuật toán viết ra ban đầu.

Với công nghệ 3D, bàn tay được thiết kế để có thể thực hiện được các chuyển động xoay trái, xoay phải đồng thời kết hợp cùng các ngón tay để cầm nắm các vật. Sản phẩm còn có các động cơ trong khoang chứa hoạt động sẽ góp phần điều khiển hoạt động của các ngón tay và cả bàn tay thực hiện các thao tác linh hoạt như một bàn tay thật.

Cảm biến EMG có nhiệm vụ nhận tín hiệu điện từ cơ tay của người khuyết tật, gửi tín hiệu đến bộ vi xử lý thông qua giao tiếp Bluetooth để điều khiển hoạt động của các động cơ.

Thanh Hằng (t/h)


Vinamilk
Sunshine

Xuân Tài