Những nhà "sáng chế" học sinh

Những sáng kiến của các em học sinh mang đậm dấu ấn cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đã mở ra những định hướng phát triển trong tương lai…
Hệ thống sơn tay cải tiến
Đó là em Nguyễn Phạm Phúc Đức, học sinh lớp 12A1, Trường THPT Di Linh, người đã đoạt giải nhì về giải pháp “Hệ thống sơn tay cải tiến” tại Hội thi Sáng tạo kỹ thuật và Cuộc thi Sáng tạo thanh, thiếu niên, nhi đồng tỉnh Lâm Đồng lần thứ 14, năm 2018. 

         Em Nguyễn Phạm Phúc Đức với bằng khen về Đề tài “Hệ thống sơn tay cải tiến”

Em Nguyễn Phạm Phúc Đức được biết đến là học sinh xuất sắc từ bậc tiểu học đến trung học phổ thông. Em là một trong những học sinh của trường luôn nỗ lực trong học tập, say mê nghiên cứu, học hỏi để ứng dụng khoa học - kỹ thuật vào thực tiễn cuộc sống, mà cụ thể là “hệ thống sơn tay cải tiến”. Em chia sẻ: “Hệ thống sơn tay cải tiến được cấu tạo gồm bình sơn, hệ thống đường ống, van điều khiển và con lăn. Bình sơn áp lực được làm bằng kim loại hoặc bằng nhựa, được thiết kế với thể tích chứa từ 10 - 15 lít dung dịch, bình có chiều cao từ 40 - 45 cm, trọng lượng từ 1,5 - 2,5 kg, chịu áp suất nén khoảng 2,5 atm. Bình sơn áp lực có áp suất cao đẩy sơn ra ngoài qua hệ thống ống dẫn, đến van điều khiển đưa sơn ra con lăn”.
Tính sáng tạo của “Hệ thống sơn tay cải tiến” là sơn được đưa đến bề mặt con lăn một cách bán tự động với một lượng sơn nhất định thông qua đường ống và van điều khiển. Người thợ sơn có thể điều chỉnh lượng sơn theo ý muốn để lượng sơn vừa đủ, chất lượng và đồng đều. Thầy giáo Nguyễn Văn Trường, người trực tiếp hướng dẫn em Nguyễn Phạm Phúc Đức cho biết: “Đề tài này có ưu điểm, khi sơn ở các mảng tường lớn và giảm được một phần sức lao động cho người thợ sơn. Với công nghệ ngày càng phát triển, sau này kết hợp với hệ thống tự động hóa nhiều hơn thì hiệu quả mang lại sẽ được nâng cao. Trong quá trình thực hiện đề tài, ý thức tham gia của em Phúc Đức rất tốt. Em luôn tự giác, chủ động tìm tòi và thực hiện tốt nội dung mà thầy giao cho. Những vấn đề chưa hiểu em luôn chủ động gặp gỡ, trao đổi với thầy để được làm sáng tỏ. Vì vậy, tôi luôn đánh giá rất cao ý thức ham học hỏi của em”.
Cũng theo thầy giáo Nguyễn Văn Trường, mặc dù công trình nghiên cứu “Hệ thống sơn tay cải tiến” của em Nguyễn Phạm Phúc Đức có một số điểm còn hạn chế nhất định như thiết bị chưa được gọn nhẹ. Nhưng với ưu điểm vượt trội hơn hẳn so với sơn tay thông thường nên hệ thống này đã được ban giám khảo cuộc thi đánh giá cao về hiệu quả, tính khả dụng, ý thức thực tiễn và đã giải quyết được những vấn đề tồn tại trong cuộc sống đề ra. “Hệ thống sơn tay cải tiến” đã khắc phục được động tác gập người xuống lấy sơn và đứng lên để sơn, thay vào đó người thợ chỉ cần bấm nút điều khiển, lượng sơn sẽ được phân bổ đều đặn giúp cho việc lăn sơn thuận lợi, nhẹ nhàng, giảm được thời gian, chi phí và hiệu suất công việc được nâng lên đáng kể. Bên cạnh đó, với thiết kế đơn giản, giá thành thấp, dễ sử dụng, không hao hụt sơn…, hiệu quả tăng gấp 1,5 lần so với sơn tay thông thường, góp phần đáng kể trong lĩnh vực phát triển kinh tế, bảo vệ môi trường. 
Thầy giáo chủ nhiệm Nguyễn Văn Huy nhận xét: “Em Nguyễn Phạm Phúc Đức là một trong những học sinh rất chăm ngoan, hiền hậu. Em là học sinh giỏi nhiều năm liền của trường, của lớp và luôn được nhiều bạn bè yêu mến, bởi sự năng nổ, hòa đồng, quan tâm giúp đỡ bạn bè. Bên cạnh đó, em luôn chịu khó tìm tòi, say mê nghiên cứu một số lĩnh vực mà mình yêu thích”. 
Với niềm đam mê cháy bỏng trong lĩnh vực khoa học, công nghệ thông tin, em Nguyễn Phạm Phúc Đức ước mơ sau này sẽ trở thành kỹ sư chuyên ngành thiết kế, chế tạo ô tô.
Real Act - “bánh mì chuyển ngữ”
Real Act là thiết bị hỗ trợ người khiếm thính, khiếm thanh của 2 em học sinh Nguyễn Công Minh và Hồ Nguyễn Phương Uyên, cùng học Trường THPT Bảo Lộc. Thiết bị Real Act như chiếc “bánh mì chuyển ngữ” trong câu chuyện chú mèo máy thông minh Doraemon đã giành giải ba Cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp Quốc gia dành cho học sinh trung học năm học 2017 - 2018 và giành giải nhì Cuộc thi Sáng tạo thanh, thiếu niên, nhi đồng tỉnh Lâm Đồng lần thứ 14, năm 2018. 

         Phương Uyên và Công Minh trong ngày được nhà trường và Thành Đoàn Bảo Lộc biểu dương về sáng kiến Real Act

Nói về ý tưởng sáng chế Real Act, em Hồ Nguyễn Phương Uyên, học sinh lớp 11A7, Trường THPT Bảo Lộc cho biết: “Người bình thường không biết ngôn ngữ ký hiệu mà muốn giao tiếp với người khiếm thính, khiếm thanh thì sẽ gặp rất nhiều khó khăn. Trong khi đó, các thiết bị chuyển ngữ dành cho các đối tượng này hiện còn quá ít, giá thành lại cao và khó sử dụng. Ngày nay, việc ứng dụng công nghệ thông tin trong chuyển đổi ngôn ngữ ở dạng văn bản đã trở nên phổ biến, thế nhưng vẫn chưa có ứng dụng chuyển đổi ngôn ngữ ở dạng ký hiệu. Từ thực tế trên, tôi cùng Nguyễn Công Minh đã mày mò chế tạo Real Act có khả năng chuyển đổi ngôn ngữ ký hiệu thành ngôn ngữ viết hoặc ngôn ngữ nói và ngược lại chuyển đổi ngôn ngữ viết hoặc ngôn ngữ nói sang ngôn ngữ ký hiệu”. 

Theo Nguyễn Công Minh - đồng tác giả Real Act với Phương Uyên thì nguyên tắc hoạt động của Real Act dựa trên sự tương tác giữa Camera Intel RealSense và TensorFlow. Camera giữ vai trò then chốt trong quá trình hoạt động của nền tảng Intel RealSense, với chức năng như con mắt người là ghi nhận các động tác cử chỉ của các ngón tay, cánh tay, đầu và nét mặt người sử dụng, rồi gửi dữ liệu này về máy tính để máy tính xử lý và thực thi các tác vụ tiếp theo. TensorFlow sau đó được sử dụng để nhận diện từ ngữ phù hợp. Ngoài ra, Real Act còn được thiết lập chức năng chuyển ngôn ngữ nói thành video nhân vật 3D diễn tả ngôn ngữ ký hiệu trên cơ sở dữ liệu có sẵn. “Trường hợp chuyển đổi ngôn ngữ ký hiệu thành ngôn ngữ nói, người sử dụng chỉ việc nhấn nút Act to Speech tại giao diện chính, rồi hướng camera vào ký hiệu cần chuyển ngữ, một lúc sau từ ngữ sẽ được phát ra dưới dạng âm thanh. Còn đối với trường hợp muốn chuyển đổi ngôn ngữ nói sang ngôn ngữ ký hiệu, người sử dụng lại nhấn nút Speech to Act cũng tại giao diện chính và đọc từ ngữ cần chuyển đổi vào micro, một lúc sau trên màn hình thiết bị sẽ xuất hiện cử chỉ tương ứng” - Nguyễn Công Minh chỉ cách sử dụng Real Act.  
Theo thầy giáo Hoàng Trung Sơn, giáo viên Vật lý Trường THPT Bảo Lộc, người trực tiếp hướng dẫn Hồ Nguyễn Phương Uyên và Nguyễn Công Minh sáng chế Real Act - thì thiết bị này có tính ứng dụng thực tế rất cao. “Trước hết, tính ứng dụng thực tế cao của Real Act thể hiện ở chỗ giá thành rẻ (một máy Real Act có giá khoảng 6 triệu đồng). Thiết bị này lại dễ sử dụng hơn và cũng hiệu quả hơn so với các thiết bị hiện có. Bên cạnh đó, Real Act còn phù hợp với mọi lứa tuổi, có thể sử dụng cho nhiều đối tượng khác nhau” - thầy giáo Hoàng Trung Sơn nhận xét. Cùng quan điểm với thầy giáo Hoàng Trung Sơn, nhưng bà Nguyễn Thị Thùy Phương, Hiệu trưởng Trường THPT Bảo Lộc, lại đánh giá cao khía cạnh nhân văn của sản phẩm. “Với việc giành giải ba cấp quốc gia và giải nhì cấp tỉnh đã nói lên sự vượt trội về mặt khoa học kỹ thuật của sản phẩm. Real Act cũng cho thấy tính nhân văn rất cao trong việc hỗ trợ người khiếm thính, khiếm thanh trao đổi với người bình thường được dễ dàng hơn, giúp họ tự tin hơn trong cuộc sống, cũng như bớt sự phụ thuộc vào người khác” - Hiệu trưởng Trường THPT Bảo Lộc Nguyễn Thị Thùy Phương chia sẻ.  
Tuy nhiên, Hồ Nguyễn Phương Uyên cho rằng, Real Act vẫn còn những hạn chế, cần tiếp tục nghiên cứu, cải tiến để hoàn thiện hơn trong tương lai. Hạn chế đầu tiên là kích thước sản phẩm khá cồng kềnh, chưa phù hợp lắm với việc luôn phải mang theo bên người. Hạn chế tiếp theo là vì luôn phải mang theo bên người nên khả năng rơi rớt Real Act sẽ rất cao nhưng độ bền thiết bị chưa chịu được những va đập mạnh. Một hạn chế nữa là các linh kiện để chế tạo Real Act đều phải nhập khẩu từ nước ngoài, dẫn đến việc thiếu tự chủ. “Quan trọng nhất là khả năng nhận dạng các động tác cử chỉ người sử dụng của Real Act chưa thật chuẩn xác. Nguyên nhân lỗi này là do có người cao, có người thấp lại thêm khoảng cách xa - gần khác nhau. Ngoài ra, Real Act thỉnh thoảng vẫn gặp trục trặc trong việc chuyển hình ảnh sang giọng nói và ngược lại chuyển giọng nói sang hình ảnh” - Hồ Nguyễn Phương Uyên trao đổi.  
Vì vậy, mục tiêu trong thời gian tới của Hồ Nguyễn Phương Uyên và Nguyễn Công Minh là tiếp tục nghiên cứu để Real Act ngày càng hoàn thiện. “Để giải quyết những vấn đề đó, chúng tôi tập trung cải tiến Real Act theo hướng tích hợp nhằm thu nhỏ kích thước, đồng thời nâng cấp các khả năng nhận biết của thiết bị. Có như vậy thì Real Act mới trở thành một công cụ đắc lực trong việc chuyển đổi ngôn ngữ dành cho người khiếm thính, khiếm thanh và có thể áp dụng rộng rãi ra thị trường” - Nguyễn Công Minh chia sẻ thêm.

                                                                                             N.BRỪM - T.ÐỒNG - BÁO LÂM ĐỒNG