Học sinh trường làng mày mò chế cánh tay máy cho người khuyết tật

Để hỗ trợ người khuyết tật, đặc biệt là những người có hoàn cảnh khó khăn, thuận lợi hơn trong công việc cũng như sinh hoạt hàng ngày, 2 học sinh trường làng ở huyện Phù Cừ, Hưng Yên đã mày mò nghiên cứu và chế tạo thành công cánh tay robot với giá thành chưa đến 10 triệu đồng.

Cách đây chưa lâu, cánh tay robot này cũng đã mang về cho hai em Nguyễn Thanh Bình và Lê Văn Cường giải Nhất cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp quốc gia học sinh trung học năm học 2017 – 2018 khu vực phía Bắc được tổ chức tại Nghệ An.

Quyết tâm của 3 thày trò

Chia sẻ về ý tưởng ban đầu, Nguyễn Thanh Bình kể: Ý tưởng sáng chế cánh tay robot xuất phát từ nhu cầu của cuộc sống, từ chính những người sống bên cạnh em. Em thấy những người khuyết tật về tay ở quê em phải chịu nhiều thiệt thòi trong cuộc sống. Họ không thể nào có một cuộc sống bình thường như người khác. Mất đi một cánh tay, lại là là tay thuận, họ như phải sống nhờ vậy…

Sản phẩm của hai cậu học sinh trường làng vì thế ngoài ý nghĩa là một nghiên cứu khoa học còn mang một mục đích nhân văn hơn, giúp những người khuyết tật hòa nhập với cuộc sống dễ dàng hơn mà không đòi hỏi phải có quá nhiều chi phí. “Chúng em biết ý tưởng làm cánh tay robot trên thế giới đã có từ lâu rồi. Nhưng vì giá thành của nó còn quá đắt đỏ nên chắc chắn những người dân ở quê em sẽ khó có đủ điều kiện để sở hữu một cánh tay như vậy”, Bình tâm sự.

Thầy Lê Đức Thiện, giáo viên trường THPT Phù Cừ chia sẻ: “Khi các em đưa ra ý tưởng đó, tôi đánh giá rất cao. Thứ nhất là tính nhân văn rất lớn của ý tưởng khi nó phục vụ trực tiếp người khuyết tật. Thứ 2, dù không phải là một sản phẩm mới nhưng nó vẫn có nhiều hướng phát triển và hoàn thiện hơn. Vì vậy thầy và trò chúng tôi quyết tâm thực hiện cho bằng được”.

Cả ba thầy trò cùng vạch ra hướng chế tạo một cánh tay hỗ trợ người khuyết tật trên nguyên tắc điều khiển bằng tín hiệu cơ do chính cánh tay bị mất tạo ra thông qua cảm biến EMG.

Đây là năm thứ 4 liên tiếp Nguyễn Thanh Bình tham gia cuộc thi học sinh nghiên cứu khoa học cấp tỉnh. Các năm trước Bình đều có những sản phẩm gây ấn tượng và được đánh giá cao như hệ thống lọc bụi gỗ, bụi sơn, xe hỗ trợ cho người tập đi, đứng…

Sản phẩm cánh tay robot gôm 2 phân chinh: Canh tay va cam biên EMG. Canh tay co câu tao, hinh dang mô phong theo canh tay ngươi thât, có thể chuyển động một cách linh hoạt với các chuyển động cơ bản của ngón tay như cầm nắm, co duỗi. Bàn tay có thể xoay trái, xoay phải.

Cam biên EMG có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ cơ tay của người khuyết tật, gửi tín hiệu đến bộ vi xử lý để điều khiển hoạt động của các động cơ chứa bên trong phần cẳng tay, giúp người sử dụng có thể sinh hoạt, làm việc được dễ dàng hơn…

Thiết bị này có cấu tạo, hình dạng mô phỏng theo cánh tay người thật, phần khung được sản xuất bằng công nghệ in 3D, kích thước, hình dáng có thể thay đổi phù hợp với người dùng.

Phần các ngón tay được thiết kế sao cho có thể chuyển động một cách linh hoạt với các chuyển động cơ bản của ngón tay. Phần khung tay được dựng thiết kế 3D và gia công bằng máy in 3D. Sau đó, các bộ phận của cánh tay được lắp ráp vào nhau.

Vẫn chưa thể hài lòng

Bình tâm sự, quá trình in phần khung và thay đổi cách thức dẫn động, phải qua 3 phiên bản mới ra được phiên bản như hiện tại có hiệu quả cao nhất, khả năng dẫn động tốt nhất giúp cánh tay hoạt động trơn tru, dễ dàng.

Tuy nhiên, vẫn còn nhiều điều mà nhóm Bình – Cường chưa thực sự hài lòng. “Hiện tại thời lượng pin của cánh tay chưa cao. Trọng lượng của cánh tay vẫn quá nặng (khoảng 1kg) nên gây khó khăn cho người dùng. Tới đây, bọn em sẽ sử dụng vật liệu nhẹ hơn để giúp người sử dụng có thể cử động một cách thoải mái và thuận tiện nhất”, Lê Văn Cường quyết tâm.Điểm ưu việt của sản phẩm này là không chỉ dễ sử dụng, ổn định, mạnh mẽ mà giá thành rẻ hơn các sản phẩm tay robot đang có trên thị trường.

Được biết, tổng chi phí để sản xuất cánh tay robot của hai cậu học trò trường làng khoảng 8 – 9 triệu đồng. Nếu được sản xuất đại trà, chi phí thấp hơn, sản phẩm này sẽ đem lại cơ hội tiếp cận cao hơn với những người khuyết tật, đặc biệt là những người có hoàn cảnh khó khăn.

Một số hình ảnh quá trình chế tạo cánh tay robot của hai học sinh trường làng:

Sản phẩm này được hoạt động theo nguyên tắc điều khiển cánh tay bằng tín hiệu cơ do chính cánh tay bị mất tạo ra thông qua cảm biến EMG.

Thiết kê mô hình cánh tay robot trên giấy với kích thước, chiều dài từng ngón tay, đốt ngón tay, bàn tay, và phần cánh tay.

Các chi tiết của cánh tay được thiết kế 3D chi tiết trên phần mềm Sketchup pro gồm ngón tay, lòng bàn tay, cổ tay và cẳng tay. Các chi tiết này được gia công bằng công nghệ in 3D với vật liệu nhựa PLA.

Các chi tiết sau khi được in dựa trên bản thiết kế 3D gồm các đốt ngón tay, bàn tay, cẳng tay…

Hệ thống động cơ bên trong cánh tay.

Những chi tiết của sản phẩm được 2 học sinh chế tạo.

Hiện nay, trên thế giới có khá nhiều loại cánh tay robot hỗ trợ người khuyết tật. Tuy nhiên, giá thành của những sản phẩm này còn quá cao. Do đó, người khuyết tật, đặc biệt là những người có hoàn cảnh khó khăn gần như không có cơ hội tiếp cận.

Tổng chi phí để sản xuất cánh tay robot cho người khuyết tật từ 8 – 9 triệu đồng/chiếc. Hai nhà sáng chế trẻ hy vọng sản phẩm của mình sẽ giúp những người khuyết tật chủ động hơn trong cuộc sống.

Qua thử nghiệm thực tế, sử dụng bằng cảm biến MG 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.

Lê Văn Cường cho biết, trong quá trình in khung, phải tới phiên bản thứ 3 bọn em mới hài lòng vì nó có khả năng dẫn động tốt nhất, hoạt động trơn tru nhất.

Sản phẩm của 2 học sinh đến từ trường THPT Phù Cừ (Hưng Yên) được ban giám khảo cuộc thi đánh giá rất cao.

Ông Nguyễn Xuân Ký, người khuyết tật ở thôn Hà Linh, xã Đình Cao (Phù Cừ), người đã sử dụng thử cánh tay robot, cho biết: Tôi bị khuyết tật tay phải nên mọi sinh hoạt hàng ngày phải sử dụng tay trái, nhiều việc tôi không thể làm được bằng một tay nên phải nhờ đến sự hỗ trợ của người nhà. Nhưng khi sử dụng thử nghiệm cánh tay robot của cháu Bình và cháu Cường, tôi đã có thể cầm, nắm đồ vật khá dễ dàng và làm nhiều việc khác bằng tay phải – điều mà trước đây tôi chỉ dám mơ đến.Ông Ký cũng mong muốn dự án cánh tay robot sớm được hoàn thiện hơn và có thể sản xuất đại trà, rộng rãi để nhiều người khuyết tật có hoàn cảnh khó khăn có cơ hội sử dụng.

Theo Danviet