Sự kiên trì của đôi bạn chế tạo "Cánh tay Robot" đoạt giải KHKT quốc tế

Dự án của Phạm Đức Linh và Nguyễn Đức An (lớp 11 trường THPT Hàn Thuyên, Bắc Ninh) là dự án duy nhất trong 7 dự án của đoàn học sinh Việt Nam đoạt giải chính thức trong cuộc thi năm nay.

Ban tổ chức sẽ trao giải thưởng trị giá 1000 USD (khoảng 23 triệu đồng) cho hai nam sinh.

"Cánh tay robot" viết chữ

Tham dự cuộc thi từ ngày 5/5 bằng hình thức trực tuyến. 2 nam sinh nộp bản báo cáo, đứng thuyết trình sản phẩm "cánh tay robot dành cho người liệt cơ tay toàn phần" bằng tiếng Anh, trước hội đồng chấm thi quốc tế, cạnh tranh với nhiều dự án khác của các bạn trẻ trên khắp thế giới.

Trong điểm nóng dịch Covid-19 tại Bắc Ninh, Đức Linh và Đức An thấp thỏm mong chờ đến ngày 21/5 vừa qua để nhận kết quả.

"Được chọn đi thi quốc tế là vui lắm rồi. Ban đầu em cứ tưởng không có giải, vì năm nay có nhiều sản phẩm khác trên thế giới ý tưởng rất hay. Lúc công bố giải thưởng trên Youtube em còn tua đi tua lại mấy lần, cứ ngỡ mình nằm mơ", Đức Linh và Đức An bất ngờ khi biết dự án đoạt giải.

Chia sẻ về ý tưởng thực hiện dự án này, Đức Linh cho biết: "Ở quê nội em có một người ông trong cùng dòng họ, không may bị mất cánh tay phải trong khi lao động, gặp nhiều khó khăn trong sinh hoạt.

Ông luôn mơ ước có một cánh tay mới để cầm bút viết chữ như bình thường. Thương ông, em và Đức An quyết định chế tạo một cánh tay robot để giúp ông thực hiện ước mơ đó".

Cánh tay robot do 2 nam sinh chế tạo 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 người khuyết chi tiện lợi hơn khi đi lại mà vẫn đảm bảo cánh tay thực hiện tốt các thao tác cầm nắm cơ bản.

Cánh tay robot còn giúp người sử dụng cảm nhận được tín hiệu lực trên đầu ngón tay bằng động cơ rung. Tích hợp được tính năng xoay cổ tay, gập duỗi khủyu tay vốn dĩ rất hiếm ở các sản phẩm khác trên thị trường.

Khi hoàn thiện cánh tay robot, Đức Linh và Đức An liền mang tới cho ông họ sử dụng.

"Điều chúng em thấy vui nhất là lúc ông họ đeo cánh tay robot và viết được vài nét chữ đầu tiên. Tuy nguệch ngoạc, không được tròn trịa như tay người bình thường viết, nhưng em cảm nhận được sự phấn khởi của ông khi được viết chữ sau nhiều năm bị khuyết cánh tay", Đức Linh vui mừng nói.

Hai nam sinh cho biết, tổng chi phí để chế tạo cánh tay robot là khoảng 9 triệu đồng. Nhưng chi phí phát sinh khi chế tạo là tốn kém hơn cả. Như kinh phí để thử nghiệm, sửa đổi, tái sửa đổi, in lại nguyên mẫu 3D, mua mạch do quá dòng cháy mạch, in báo cáo, tiền đi lại để mua linh kiện,… có thể gấp nhiều lần số tiền dự tính ban đầu.

Mất 2 năm để hoàn thành dự án

Đức Linh và Đức An chơi thân với nhau khi mới vào cấp 3, do có sở thích chung về Khoa học Kỹ thuật nên có ý định kết hợp để tham gia một cuộc thi nào đó.

Đức Linh cho biết, cả 2 cùng đam mê máy móc từ nhỏ. Em luôn hứng thú tìm hiểu, sưu tầm đồ đạc liên quan đến chế tạo. Từ chế tạo thìa sắt, điện thoại, cho đến chế tạo ô tô, tên lửa, phục chế đồ dùng cũ.

"Em còn nhớ hồi nhỏ, mọi đồ chơi trong nhà đều bị em phá hết chỉ để lấy cái mô - tơ. Năm lớp 1, khi tháo được cục pin với mô - tơ, lắp ghép thế nào tự dưng nó lại xoay được, đó là lúc niềm đam mê, yêu thích với sáng tạo được bắt đầu", Nam sinh chia sẻ.

Lên cấp 2, Đức Linh đã nghiêm túc tham gia các cuộc thi. Trong đó 2 năm liền em đoạt giải Nhì cuộc thi Khoa học - Kỹ thuật cấp Quốc gia năm lớp 8, lớp 9.

Đức Linh đóng vai trò chính, phụ trách thiết kế 3D, lập trình và viết báo cáo. Còn Đức An là cộng sự, phụ trách về tìm kiếm nguyên vật liệu, đóng góp ý kiến để cải thiện sản phẩm. Tuy nhiên trong quá trình thực hiện, cả hai đều cùng làm nên hiểu rất rõ về dự án và nhiệm vụ của mình.

Nhận ra đã có rất nhiều phương pháp khác nhau để điều khiển cánh tay robot, trong đó có phương pháp dùng chân điều khiển.

Đánh giá đây là ý tưởng rất hay và quyết định học theo, nhưng nhất định phải có điểm mới. Đôi bạn liền nghĩ ra cách sử dụng biên độ co duỗi của ngón chân để điều khiển cánh tay robot.

"Nếu mới nghe qua tên đề tài thì ai cũng nghĩ là trùng ý tưởng với 1 dự án dự thi năm 2017, nhưng thực chất dự án của chúng em có khác biệt rất rõ.

Dự án dự thi năm 2017 của một thí sinh khác dùng nút bấm đặt phía dưới ngón chân để nhấn điều khiển. Tuy nhiên nhược điểm là gặp khó khăn khi di chuyển, lái xe ô tô.

Do vậy, chúng em nghĩ ra giải pháp mới này, tức là có một bộ phận cảm biến đặt bên trên ngón chân cái để thu tín hiệu độ bẻ cong để điều khiển", Đức An nói.

Hai nam sinh cho biết, mất gần 2 năm để hoàn thiện cánh tay robot. Từ việc lên ý tưởng, sửa lỗi, hoàn thiện sản phẩm. Trong mỗi quá trình nghiên cứu đều phải ghi chép và trình bày thành bản báo cáo hoàn chỉnh.

Dự án được dự tính làm trong thời gian rất ngắn, nhưng khi làm thì phát sinh nhiều vấn đề cần giải quyết.

Cánh tay được in 3D toàn bộ nên mỗi lần thử nghiệm bị lỗi là phải in lại một bản mới. Từ lúc bắt đầu dự án tới khi hoàn thành đã có tới 4 nguyên mẫu với 23 lần in 3D.

Mỗi lần cháy mạch hay hỏng hóc, đôi bạn lại tự bắt xe từ Bắc Ninh đến Hà Nội để tìm mua linh kiện điện tử.

Hai em thường dành 2 buổi mỗi tuần để đi mua linh kiện. Thời gian gần cuộc thi, dù ở trong điểm nóng dịch Covid-19 tại Bắc Ninh, mỗi lần đi lại đều phải khai báo y tế, nhưng có tuần ngày nào đôi bạn cũng đi Hà Nội mua đồ để kịp hoàn thành trước ngày thi.

"Nhờ những lần sửa chữa, chúng em đã hiểu rõ hơn về từng thao tác trình bày văn bản trên máy tính, làm đồ thị, vẽ hình minh họa,… Ngoài ra, để chế tạo cánh tay, chúng em đã tự học trên Youtube những phần mềm chuyên thiết kế bản vẽ 3D, vẽ mạch, lập trình…", Đức Anh nói.

Trong gần 2 năm thực hiện dự án, đôi bạn thân cũng thường xảy ra những bất đồng.

"Để ra được sản phẩm như bây giờ cần phải có rất nhiều đóng góp ý kiến. Mỗi lần đóng góp phải lựa chọn xem có nên thực hiện không.

Đặc biệt em là người cầu toàn, nên rất khắt khe trong từng công đoạn lắp ráp. Mà Đức An thường thoải mái hơn, nên hay xảy ra bất đồng ý kiến. Tuy nhiên, làm việc với nhau lâu nên cũng hiểu nhau và biết cách thức làm việc của mỗi người. Mỗi lần bất đồng, 2 đứa thường nhường nhau một chút để công việc suôn sẻ hơn", Đức Linh vui vẻ nói.