Lan can thông minh: Sáng tạo từ cuộc sống của học sinh

Lan can chống ngã

“Lan can thông minh” là sản phẩm của các em Phạm Bảo Ngọc, Vương Hiếu Minh, Trần Bảo Châu, (lớp 7A4 Trường THCS 8 - 4 Mộc Châu, Sơn La) là mô hình đoạt giải Nhất Cuộc thi Sáng tạo thanh, thiếu niên, nhi đồng toàn quốc lần thứ 17 năm 2021. Chia sẻ về ý tưởng làm ra sản phẩm, Phạm Bảo Ngọc cho biết, từ cảm nhận của các em, trong những năm trở lại đây tai nạn do ngã từ các nhà cao tầng ngày càng tăng cao. Theo thống kê thì các vụ tai nạn xảy ra do thiết kế và xây dựng lan can chưa đảm bảo an toàn, đặc biệt là đối với trẻ nhỏ. Mặt khác là do sự lơ là, mất cảnh giác của các bậc cha mẹ khi để con mình tự do chơi đùa ở ban công dẫn đến nhiều hậu quả đáng tiếc.

Xuất phát từ thực tế này, các em đã nảy ra ý tưởng chế tạo mô hình lan can thông minh. Từ các linh kiện điện tử sẵn có trên thị trường như bo mạch chủ Arduino, cảm biến hồng ngoại, động cơ điều khiển lan can, còi, đèn led…, các em đã tiến hành lắp ghép các mô-đun lại với nhau, sau đó liên kết code điều khiển các bộ phận.

Khi có người đi vào, cảm biến sẽ phát hiện là có vật cản rồi truyền tín hiệu về bo mạch chủ. Bo mạch sẽ phát ra tín hiệu điều khiển còi kêu đồng thời lan can sẽ được nâng lên cho đến khi không có vật cản ở trước cảm biến nữa. Sau khi cảm biến không còn phát hiện vật cản, lan can sẽ được hạ xuống. Hoặc người dùng có thể điều khiển lan can nâng hạ theo ý muốn bằng cách ấn nút ở trên bệ.

Sau khi bật công tắc, tất cả các thiết bị đồng thời được kích hoạt. Trường hợp 1, lan can có thể điều khiển được theo ý muốn, chỉ cần ấn nút màu đỏ 1 lần thì lan can sẽ nâng lên, ấn thêm lần nữa lan can sẽ hạ xuống. Trường hợp 2, khi có vật đứng trước lan can và cao hơn vị trí đặt cảm biến (2/3 chiều cao của lan can), lúc này còi báo động sẽ kêu lên, đồng thời lan can sẽ nâng lên và sẽ không hạ xuống đến khi có người ấn vào nút khởi động lại hệ thống (không còn nguy hiểm) thì chế độ khóa sẽ bị vô hiệu hóa. Sau đó lại có thể thực hiện như trường hợp 1 một cách bình thường.

Hội đồng giám khảo nhận xét, mô hình Lan can thông minh khi được chuyển giao, hoàn thiện sẽ giúp đảm bảo an toàn cho người sinh sống ở những tòa nhà cao tầng, đặc biệt giúp bảo vệ an toàn cho trẻ nhỏ, góp phần tích cực giảm tỉ lệ tai nạn do ngã từ nhà cao tầng.

Robot chọn món, đút thức ăn

Chứng kiến người bệnh nặng gặp trở ngại khi ăn uống, Trương Hoàng Phúc, học sinh lớp 8 Trường THCS Nguyễn Khuyến (P. Lái Hiếu, TP Ngã Bảy, tỉnh Hậu Giang), đã sáng chế robot giúp chọn món, múc và đút thức ăn. Chia sẻ về ý tưởng, Phúc cho biết gần nhà có một cụ ông bị tai biến, không thể tự ăn cơm mà phải có sự trợ giúp từ con cái. Những lúc như vậy, cụ thấy buồn và mặc cảm vì thấy mình như gánh nặng của gia đình. Qua tâm sự của cụ, Phúc nảy ra sáng kiến làm thiết bị hỗ trợ đút thức ăn cho người có khả năng vận động kém.

Trước khi triển khai, Phúc tìm hiểu trên Internet và thấy thị trường cũng đã ra mắt một số sản phẩm. Tuy nhiên, đó đều là những máy công nghệ cao nên giá thành không rẻ, nhiều người khó có thể tiếp cận được. “Việc sáng chế robot, em cũng học hỏi quy trình hoạt động từ những sản phẩm này. Song, cái khác là việc sử dụng những chất liệu bình dân để thay thế. Thiết bị gọn nhẹ, vừa túi tiền của người lao động là tiêu chí mà em muốn theo đuổi. Hiển nhiên, chất lượng khó có thể sánh với những sản phẩm tiên tiến, nhưng robot cũng sẽ thực hiện được 3 tính năng là chọn món, múc và đút thức ăn”, Phúc chia sẻ.

Phúc có niềm say mê sáng tạo các dụng cụ tiện ích. Để chế tạo robot này, công đoạn khó khăn nhất là bo mạch điện cho robot. Ngoài mạch chung thì ứng với mỗi nút điều khiển sẽ có một động cơ mạch điện riêng. Theo Phúc, lỗi thường gặp là các mạch điện chập chằng vào nhau khiến robot không thể hiểu và “vâng lời” theo ý người sử dụng. Đây cũng là công đoạn tốn nhiều thời gian, thách thức sự kiên trì của người nghiên cứu.

Nguồn năng lượng giúp robot hoạt động là kết nối trực tiếp với nguồn điện hoặc pin. Không dễ để tìm ra mô hình ưng ý. Thời gian đầu, thông số kỹ thuật của các bộ phận không ăn khớp với nhau khiến robot phục vụ vụng về, hoạt động không chuẩn xác, rung làm rơi vãi thức ăn ở khâu múc và đút.

Về cách thức hoạt động của sản phẩm, Phúc cho biết chỉ cần ấn nút điều khiển là robot sẽ phục vụ. Thức ăn trên bàn xoay đảo theo vòng tròn, muốn món nào thì người dùng ấn nút “chọn món”. Cánh tay robot sẽ đảm nhận việc múc và đút thức ăn. Bộ phận giá đỡ này gắn mô tơ để có thể di chuyển lên, xuống, qua, lại; điều chỉnh phù hợp với chiều cao và tốc độ ăn của từng người. “Dụng cụ gắn trên tay robot có thể là muỗng hoặc nĩa. Robot có thể phục vụ tốt nhiều món ăn như súp, canh, cháo, mì”, Phúc thông tin.

Thiết kế tiện lợi vì các bộ phận có thể tháo rời để vệ sinh, sửa chữa, mang đi xa. Đặc biệt, Phúc còn thiết kế bộ điều khiển bằng chân dành cho những người bị khiếm khuyết đôi tay. Một sản phẩm hoàn chỉnh có trọng lượng gần 1 kg, chi phí thực hiện dưới 200.000 đồng. Với tính ứng dụng thực tiễn, ý tưởng của Phúc đã được trao giải Nhì tại Cuộc thi Sáng tạo thanh, thiếu niên, nhi đồng tỉnh Hậu Giang năm 2021.