Tiền Giang: Sáng chế cánh tay rô bốt thông minh dành cho người khuyết tật

Đây là một trong những giải pháp tiêu biểu trong số có 43 giải pháp được trao giải Nhì Hội thi Sáng tạo kỹ thuật tỉnh Tiền Giang lần thứ XIV, năm 2020 – 2021 do đảm bảo tính mới, tính sáng tạo, khả năng ứng dụng, nhất là việc ứng dụng công nghệ 4.0 về Internet vạn vật (IoT) và trí tuệ nhân tạo (AI). 

Em Phạm Mai Mẫn Nhi, cộng sự nghiên cứu với thạc sĩ Lê Trung Kính đang điều khiển hoạt động của cánh tay rô-bốt

Nhằm khắc phục một số nhược điểm của cánh tay rô-bốt dùng cho người khuyết tật hiện có như: Chỉ có cẳng tay và bàn tay, chưa có nguyên cánh tay trong khi chi phí lắp lại khá cao (vài chục triệu một cánh tay), thầy Lê Trung Kính và em Nguyễn Mai Mẫn Nhi - Trường THPT Chuyên Tiền Giang, đã dày công nghiên cứu, sáng chế ra “Cánh tay rô-bốt thông minh dành cho người khuyết tật” tích hợp giữa Internet vạn vật và trí tuệ nhân tạo theo công nghệ 4.0.

Đa số cánh tay giả dành cho người khuyết tật hiện có, chủ yếu giúp cầm, nắm đồ vật, chưa ứng dụng công nghệ 4.0 và điều khiển bằng IoT, trong khi sáng chế của thạc sĩ Lê Trung Kính đã nghiên cứu đưa ra 2 mô hình ứng dụng: Cánh tay rô-bốt nguyên và cánh tay rô-bốt cụt (sử dụng tùy theo tình trạng của người khuyết tật tay).

Về cấu tạo, cánh tay rô-bốt nguyên gồm có 5 bậc: Khớp, vai-bắp, tay-cẳng, tay-bàn, tay-ngón tay. Các chi tiết kết cấu bằng nhựa được in bằng máy in 3D. Trong đó, bàn tay có các khớp ngón tay có thể co duỗi dễ dàng thông qua lệnh điều khiển; bắp tay là nơi chứa các động cơ servo điều khiển ngón tay; khớp khuỷu tay có 1 servo xoay để co duỗi cánh tay; khớp vai có 1 servo để xoay cánh tay.Cánh tay rô-bốt cụt sử dụng các servo để co duỗi các ngón tay kết hợp sử dụng cảm biến dẻo (flex sensor) nhằm điều khiển cử chỉ, thao tác từng ngón tay. Khi co duỗi ngón tay thì cảm biến dẻo biến dạng làm thay đổi điện trở và truyền tín hiệu sang tay giả, giúp ngón tay giả cử động theo. Cánh tay này chủ yếu để hỗ trợ người khuyết tật làm những việc cần đến hai tay hoặc sử dụng nó trong môi trường nguy hiểm, độc hại.

Theo thạc sĩ Lê Trung Kính, cả 2 loại cánh tay này đều tích hợptrợ lý ảo (Google assistant), một sản phẩm của trí tuệ nhân tạo, có thể phân tích lời nói, đặc biệt có khả năng nghe hiểu và trả lời bằng tiếng Việt, giúp tra cứu thông tin, giải trí, xả stress.

Về khả năng ứng dụng, cánh tay nguyên hỗ trợ người cụt nguyên cánh tay nhờ khớp vai xoay được 360 ^ovà 5 bậc chuyển động nên rất linh hoạt (cánh tay thật chỉ xoay 180 ^o), có thể điều khiển qua điện thoại android bằng app. Cánh tay này có thể nâng vật nặng khoảng 9 kg (cánh tay giả khác chỉ cầm nắm, nâng vật nặng một vài kg). Cánh tay nguyên có thể lắp cố định trên giá hoặc thành giường để hỗ trợ bệnh nhân không đi lại được có thể thao tác, lấy đồ dùng cá nhân. Riêng cánh tay cụt có thể hỗ trợ người bị mất cẳng tay, nhất là khi cần làm việc cả 2 tay.

Huỳnh Văn Xĩ