Sáng chế cánh tay robot cho người khuyết tật của học sinh Hưng Yên

Sáng chế cánh tay robot cho người khuyết tật sử dụng cảm biến EMG (cảm biến cơ) đã được đánh giá cao và giúp 2 em học sinh ở Hưng Yên giành giải Nhất Cuộc thi Khoa học kĩ thuật cấp quốc gia học sinh trung học năm học 2017 – 2018.

Được biết chủ nhân của sáng chế hữu ích trên chính là hai học sinh Nguyễn Thanh Bình và Lê Văn Cường đến từ Trường THPT Phù Cừ, tỉnh Hưng Yên.

Chia sẻ về ý tưởng xây dựng đề tài, học sinh Nguyễn Thanh Bình cho biết: Theo con số của Bộ LĐTB&XH, tính đến tháng 6/2015, Việt Nam có khoảng 7 triệu người khuyết tật, chiếm 7,8% dân số, trong đó, rất nhiều người khuyết tật cánh tay, gây khó khăn trong cuộc sống. Mặt khác, giá thành sản phẩm trên thế giới quá cao, không phù hợp với thu nhập của người Việt.

Vì vậy, các bạn học sinh đã hình thành ý tưởng thiết kế, chế tạo một cánh tay hỗ trợ người khuyết tật cánh tay do tai nạn trên nguyên tắc điều khiển cánh tay bằng tín hiệu cơ do chính cánh tay bị mất tạo ra thông qua cảm biến EMG.

Qua thử nghiệm thực tế, sử dụng bằng cảm biến EMG cộng thêm cảm biến gia tốc có thể đem lại cảm giác thực cho người dùng mà không phụ thuộc bất cứ bộ phận nào khác.

Khi chọn được giải pháp kĩ thuật, hai học sinh này tiếp tục xây dựng sơ đồ hệ thống điện sau đó đến các đoạn má lập trình. Tiếp sau đó thiết kế phần khung tay được dựng thiết kế 3D và gia công bằng máy in 3D.

Với công nghệ 3D, bàn tay được thiết kế để có thể thực hiện được các chuyển động xoay trái, xoay phải đồng thời kết hợp cùng các ngón tay để cầm nắm các vật. Sản phẩm còn có các động cơ trong khoang chứa hoạt động sẽ góp phần điều khiển hoạt động của các ngón tay và cả bàn tay thực hiện các thao tác linh hoạt như một bàn tay thật.

Cảm biến EMG có nhiệm vụ nhận tín hiệu điện từ cơ tay của người khuyết tật, gửi tín hiệu đến bộ vi xử lý thông qua giao tiếp Bluetooth để điều khiển hoạt động của các động cơ.

Được biết, tổng cộng giá vật liệu để sản xuất chỉ mất khoảng 8 – 9 triệu đồng/chiếc. Nếu được sản xuất đại trà, chi phí thấp hơn, sản phẩm này kì vọng giúp cho những người tàn tật có hơi hội tiếp cận, hỗ trợ trong cuộc sống.

Sau đó, lắp ráp các bộ phận vào. Trong quá trình in phần khung và thay đổi việc dẫn động, qua 3 phiên bản mới có phiên bản hiện tại dẫn động tốt nhất và cánh tay hoạt động trơn tru nhất. Xét về cơ cấu điều khiển vẫn giữ nguyên theo thuật toán viết ra ban đầu.

Nữ sinh chuyên Văn 'sáng chế' thành công máy may cho người khuyết tật tay

Là một trong 35 công trình, sản phẩm tiêu biểu được tuyên dương tại FESTIVAL “SÁNG TẠO TRẺ” TOÀN QUỐC LẦN THỨ X NĂM 2017, sản phẩm "Máy may cho người khuyết tật tay" của hai nữ sinh Trần Thu Hoài và Tống Thanh Mai (cựu học sinh Trường THPT chuyên Nguyễn Tất Thành, Yên Bái) được đánh giá khá cao về ý tưởng cũng như hành trình thực hiện dự án.

Chia sẻ trên báo Đời sống và Pháp lý, máy may có thể may được chiếc vỏ gối hình vuông với kích thước khác nhau. Các bộ phận hỗ trợ di chuyển hoạt động linh hoạt, phối hợp nhịp nhàng với máy may và người điều khiển. Sản phẩm sau khi may đảm bảo yêu cầu về thẩm mỹ và khả năng sử dụng.

Chiếc máy may đặc biệt này thực tế đã được các nữ sinh này thêm một bộ phận có chức năng giống như cánh tay người gồm ba chi tiết nhỏ: Một tấm đỡ vải, một tấm di chuyển lên xuống theo chiều dọc, một bộ phận tăng giảm kích cỡ (sang trái, phải) đường may. Ngoài ra, còn có bộ điều khiển gắn ở chân (chứ không phải dùng chân để đạp nữa) và một động cơ quay góc. Các bộ phận khác cũng được làm bằng kim loại và chạy bằng điện.

Về quy trình hoạt động của máy may gồm:

Bước 1: Chân trái nhấn nút xanh để khởi động hoạt động của máy may (thay cho việc dùng chân đạp) đồng thời chân phải đẩy cần gạt lên trên (theo chú thích ở hộp điều khiển) khi đó mũi kim may xuống sẽ đồng tốc với tốc độ chạy của hệ thống di chuyển.

Bước 2: Sau khi hoàn thành cạnh thứ 1, lùi tấm vải về vị trí ban đầu (đẩy cần gạt xuống duới) rồi chân nhấn nút đỏ để quay tấm giữ vải xoay đến vị trí cạnh tiếp theo cần may. Lặp lại thao tác ở bước 1.

Bước 3: Tiếp tục lặp lại các thao tác cho đến khi may hoàn thiện 4 cạnh của sản phẩm. Khi muốn tăng/giảm khích thước của sản phẩm, dùng chân đẩy cần gạt sang bên trái (tăng kích thước) hoặc bên phải (giảm kích thước) để điều chỉnh sao cho phù hợp với yêu cầu của người may.

Sản phẩm của dự án “Máy may dành cho người khuyết tật tay” có một số điểm mới như: Đây là sản phẩm máy may đầu tiên cho người không có tay hoặc mất khả năng lao động bằng tay. Cơ chế hoạt động bán tự động, giảm thiểu thao tác điều khiển. Đề tài mang ý nghĩa nhân văn sâu sắc, thực hiện phương châm “tàn nhưng không phế”.

Các bộ phận hỗ trợ di chuyển hoạt động linh hoạt, phối hợp nhịp nhàng với máy may và người điều khiển. Sản phẩm sau khi may đảm bảo yêu cầu về thẩm mỹ và khả năng sử dụng. Nhờ có sản phẩm này người khuyết tật không những có thể tự nuôi sống bản thân mình mà còn có thể giúp đỡ được người khác.

Nam sinh bại liệt chế robot giúp người khuyết tật

16 tuổi nhưng Trần Phan Thanh Hải (lớp 10 trường THPT Marie Curie, TP HCM) trông như học sinh tiểu học. Hai chân bị liệt, tay yếu ớt sau tai nạn nên nam sinh phải ngồi xe lăn.

Vào năm 2017, Hải và bạn cùng lớp Nguyễn Lâm Tường, đã chế tạo thành công sản phẩm Robot hỗ trợ đa ngành nghề dành cho người bị bại liệt.

"Ý tưởng này xuất phát từ chính nhu cầu thực tế của em, việc học và mọi sinh hoạt em đều cần sự hỗ trợ. Nếu có một robot tự động giúp cho người bại liệt thì mọi hoạt động của họ sẽ dễ dàng hơn", Hải chia sẻ.

Để làm được robot này, đôi bạn phân công nhau xác định hướng nghiên cứu, tìm nguyên liệu và học lập trình. Ban đầu, sản phẩm hướng tới việc hỗ trợ giáo viên trong giảng dạy, giúp người khuyết tật việc nội trợ và những sinh hoạt giản đơn hằng ngày.

Vốn là học sinh giỏi Lý, Hải khá rành về cơ khí nên cậu lo phần điện dân dụng, vi mạch điện tử còn Tường phụ trách lập trình phần mềm cho robot. Với sản phẩm này, robot được điều khiển bằng cử chỉ mắt của người khuyết tật. Bộ phận tiếp nhận lệnh được gắn trên xe lăn, vừa tầm mắt với người bại liệt.

Tiếp đó, Hải nâng công suất hoạt động của robot, đồng thời nâng cấp điều khiển tự động qua phần mềm trên điện thoại di động. Từng công đoạn, đôi bạn phải thực hiện nhiều lần mới thành công.

Từ ống nước PVC, cô bé lớp 10 tự chế dụng cụ tập đi cho người bại liệt chỉ hơn 100.000 VNĐ

Dụng cụ hỗ trợ tập đi vô cùng hữu ích dành cho người khuyết tật của em Nguyễn Thị Thúy Hằng, ngụ tại thị xã Ngã Bảy, tỉnh Hậu Giang được đánh giá cao. Sáng chế này được Hằng làm thành công khi em còn là học lớp 9 tại Trường THCS Nguyễn Du. Dụng cụ này chỉ sử dụng những nguyên liệu rẻ tiền và dễ tìm, với hình dáng khá đơn giản, có thể tháo lắp dễ dàng.

Tận dụng những ống nhựa PVC có sẵn tại nhà, Hằng đã cắt thành nhiều đoạn với kích thước khác nhau và lắp ráp chúng bằng các co chữ T. Hơn 1 tuần sau, sản phẩm đầu tiên đã được hình thành, nhưng vẫn chưa được như ý muốn. Thế nhưng với quyết tâm tạo ra được một dụng cụ hỗ trợ tập đi hữu dụng cho người khuyết tật nên Hằng đã không bỏ cuộc, dù trong quá trình thực hiện em vấp phải không ít thất bại. Từ lớp học cho đến sân trường đâu đâu cũng có thể trở thành nơi để em sáng tạo.

Nam sinh Hà Tĩnh chế tạo chân robot cho người khuyết tật

Trong cuộc thi sáng tạo Khoa học kỹ thuật thanh thiếu niên, nhi đồng toàn quốc năm 2018, đề tài “Chân robot hỗ trợ người khuyết tật” của Nguyễn Nhật Lâm xuất sắc đạt giải Ba. Để có những thành công trên là cả một quá trình đầy nỗ lực cố gắng của cậu học trò trường huyện.

Chia sẻ trên báo Dân trí, Lâm cho hay đó là mô hình khá phức tạp với bộ cảm biến có sẵn như cảm biến MG một loại cảm biến trong ngành y tế. Một bộ cảm biến EPU 650 sử dụng trong các loại máy ảnh, nguồn điện được cấp bởi loại pin dùng micro. Đặc biệt trên chiếc chân robot được sử dụng bộ cảm biến GPRS để xác định vị trí khi người gặp sự cố.

Chiếc chân hoạt động ở 2 chế độ là chế độ điều khiển bằng cảm biến cơ (chế độ user) và chế độ điều khiển bằng cảm biến góc (chế độ auto).

• Amazon và loạt sáng chế hữu ích được hé lộ trong năm 2018

• “Cứu cánh” cho người viêm đại tràng nhờ sáng chế của người Nhật

• Apple vi phạm sáng chế, iPhone X, iPhone 8 sẽ bị cấm bán tại Hàn Quốc?

Thanh Tùng (t/h)