Ý tưởng sáng tạo “nảy mầm” từ thực tiễn

Từ niềm đam mê tin học và mong muốn góp sức bảo vệ môi trường, 2 học sinh lớp 9G, Trường THCS Phan Đình Phùng, TP. Đông Hà là Lê Minh Nhật và Nguyễn Cát Nhã đã tìm hiểu, học cách sử dụng ngôn ngữ Scratch để lập trình điều khiển robot phân loại rác thải. Đề tài của các em đã đoạt Giải Khuyến khích cuộc thi “Sáng tạo thanh thiếu niên, nhi đồng toàn quốc lần XIX, năm 2023”.

Minh Nhật (bên phải) và Cát Nhã tại lễ tổng kết và trao giải cuộc thi “Sáng tạo thanh thiếu niên, nhi đồng toàn quốc lần XIX”, năm 2023 được tổ chức ở Thủ đô Hà Nội vào cuối tháng 10 -Ảnh: M.L

Mỗi lần nhìn thấy cô lao công thu gom rác thải ở khu vực gần nhà oằn mình đẩy chiếc xe chứa đủ thứ từ vỏ chai, túi ni lông, phế liệu đến các chất thải sinh hoạt gia đình, Minh Nhật lại nghĩ đến những bản tin thời sự ti vi phát liên tục về chuyện người dân không phân loại rác thải tại nguồn, dẫn đến lượng rác thải ra hằng ngày rất lớn. Dù chỉ là những thông tin, hình ảnh vô tình lướt qua nhưng cũng khiến cậu học trò nhỏ trăn trở, suy nghĩ. Và chính điều này khiến em ấp ủ ý tưởng tạo ra một sản phẩm ứng dụng công nghệ thay thế con người thu gom và phân loại rác thải.

Bản thân Minh Nhật là người yêu thích môn Tin học. Em từng đạt nhiều thành tích trong các hội thi tin học trẻ và sáng tạo trẻ cấp thành phố và cấp tỉnh. Vì thế, khi ý tưởng hình thành, Minh Nhật rủ Cát Nhã cùng thực hiện với mình vì 2 người vừa là bạn học cùng lớp, vừa có họ hàng với nhau nên khá thân thiết. Từ đó, ngoài giờ lên lớp, Nhật và Nhã thường xuyên gặp nhau để bàn bạc, tìm hiểu về robot và mua sắm các linh kiện thiết bị điện tử như board mạch, cảm biến ánh sáng, cảm biến siêu âm, cảm biến nhiệt độ...

Minh Nhật, Cát Nhã thuyết minh đề tài tại vòng chung khảo cuộc thi “Sáng tạo trẻ tỉnh Quảng Trị lần thứ XII” - Ảnh: M.L

“Chúng em tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của robot, cách kết nối robot với máy tính bằng những kiến thức được học qua môn Công nghệ và Vật lý. Từ đó, chúng em lắp ráp các mạch điều khiển và nguồn điện cho robot”, Cát Nhã nói. Cũng theo Nhã, công đoạn này mất khá nhiều thời gian vì ban đầu robot hoạt động không linh hoạt, cánh tay robot gặp không ít trục trặc. Có những lúc nhận diện sai mục tiêu nên 2 bạn phải nghiên cứu, mày mò trên các trang bán hàng online tìm linh kiện phù hợp để cải tiến, dần dần robot mới hoàn thiện và hoạt động ổn định.

Mục tiêu của Nhật và Nhã hướng đến là robot sẽ thay thế con người phân loại, vận chuyển và xử lý rác thải mà không gây ảnh hưởng đến sức khoẻ của người lao động. Nguyên lý hoạt động của sản phẩm là những hình ảnh ở mọi góc độ của các loại rác thải được lưu trữ trong bộ nhớ của robot. Thiết bị sẽ được lập trình nhận biết hình ảnh thông qua các màu sắc, sau đó đi đến điểm cố định được đánh dấu sẵn trên sa bàn (đó là các điểm tập kết rác) để thu gom và vận chuyển rác về nhà máy xử lý và một sa bàn được thiết kế như một thành phố có đánh dấu các điểm thu gom, xử lý rác.

Lập trình điều khiển robot nhận diện, phân loại rác thải góp phần làm giảm khối lượng rác thải sinh hoạt phát sinh phải vận chuyển, xử lý, đồng thời tăng cường tái sử dụng chất thải hữu cơ, tạo nguồn phân bón sạch cho cây trồng, giảm chi phí trong sản xuất nông nghiệp, giảm thiểu ô nhiễm, dịch bệnh do rác thải gây ra.

“Thời điểm thực hiện ý tưởng, chúng em đang học lớp 8 nên một số kiến thức về ngôn ngữ lập trình, trí tuệ nhân tạo AI và ứng dụng AI trong cuộc sống chưa được học. Vì thế, để hoàn thiện ý tưởng, chúng em phải nhờ thầy cô giáo và mẹ em là giáo viên dạy Tin học hướng dẫn, hỗ trợ thêm”, Nhật chia sẻ.

Đôi bạn cùng lớp luôn phối hợp với nhau trong quá trình thực hiện đề tài -Ảnh: M.L

Để lập trình điều khiển robot, Nhật nghiên cứu cách để robot đi đúng theo đường đã được đánh dấu sẵn trên sa bàn. Robot được lập trình theo tuyến đường có sẵn dựa vào cảm biến dò line, được dạy nhận biết hình ảnh thông qua màu sắc nên việc nhận biết các loại rác nhanh chóng và chính xác, giúp cho việc thu gom phân loại và xử lý được dễ dàng.

“Trong quá trình mô phỏng thực tế, chúng em nhận thấy lại phát sinh một vấn đề đó là nếu trên đường đi mà gặp vật cản thì sẽ xử lý như thế nào. Vậy là chúng em lại tiếp tục nghiên cứu để giải quyết bài toán với cách tối ưu nhất”, Nhật bộc bạch.

Dự án điều khiển robot phân loại thác thải không phải là ý tưởng hoàn toàn mới, tuy vậy Minh Nhật và Cát Nhã đã hoàn thành bằng cách làm riêng và với đam mê của chính mình. Đây là sự trải nghiệm, vận dụng những kiến thức mà các em đã không ngừng tìm tòi, học hỏi vào thực tiễn đời sống. Ứng dụng khoa học công nghệ để điều khiển tự động thiết bị giúp hoạt động phân loại rác thải sẽ giúp con người có thêm một biện pháp đảm bảo an toàn, tiện lợi và dễ dàng hơn trong lao động.

Theo thầy giáo Nguyễn Thế Nhân, Hiệu trưởng Trường THCS Phan Đình Phùng, quá trình hợp tác để tạo ra sản phẩm mang tính ứng dụng cao cho xã hội như thế này sẽ ươm mầm đam mê, giúp các em hiểu rằng kiến thức sách vở không chỉ là lý thuyết mà sẽ có nhiều điều bổ ích được vận dụng vào thực tiễn nếu chịu khó tìm tòi, học hỏi.

“Nhà trường sẽ tiếp tục phát động các phong trào dạy và học, trong đó có tổ chức, hỗ trợ học sinh tham gia các cuộc thi khoa học kỹ thuật để khơi dậy tinh thần ham học hỏi của học sinh. Chúng tôi mong muốn và nỗ lực hết sức để kịp thời phát hiện tài năng mới, cũng như tạo điều kiện cho những ý tưởng khả quan được thực hiện”, thầy Nhân nói.

Trước khi đoạt Giải Khuyến khích cuộc thi “Sáng tạo thanh thiếu niên, nhi đồng toàn quốc lần XIX, năm 2023”, đề tài này đã đoạt Giải Nhì cuộc thi “Sáng tạo trẻ TP. Đông Hà”, Giải Ba cuộc thi Sáng tạo trẻ tỉnh Quảng Trị lần thứ XII, năm 2023”.

Theo đánh giá của Hội đồng giám khảo vòng chung kết Cuộc thi Sáng tạo trẻ tỉnh, ý tưởng này gần gũi, thiết thực, ứng dụng thông qua những gì đã chứng kiến trong cuộc sống. Hơn nữa, các em học sinh phát huy được các kiến thức công nghệ, tin học được tiếp cận trong những năm học vừa qua nên đã làm ra sản phẩm rất ý nghĩa cho cuộc sống, phục vụ thiết thực cho quá trình học tập.

Mai Lâm