Học sinh trường chuyên chế tạo robot quản lý nhà ở

Trần Nhật Khánh (trái) và Phan Lê Thái Huy cùng nhau trao đổi bài học và những hướng nghiên cứu trong thời gian tới. Ảnh: TRUNG HIẾU

Không chỉ học giỏi 12 năm liền, hai em Trần Nhật Khánh, lớp 12 Toán 1 và Phan Lê Thái Huy, lớp 12 Tin Trường THPT chuyên Lương Văn Chánh còn nghiên cứu thành công robot hỗ trợ quản lý nhà ở từ xa. Dự án này vừa đạt giải nhì tại cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp tỉnh dành cho học sinh trung học năm học 2021-2022.

Theo Trần Nhật Khánh, mục đích của dự án là nghiên cứu, tạo ra một robot tự hành made in Vietnam, vượt trội tính năng, được tích hợp trợ lý ảo Google Assistant và các thiết bị IoT, hỗ trợ người dùng trong việc sắp xếp ngôi nhà và cuộc sống, giao tiếp với người dùng bằng tiếng Việt với các tiêu chí thông minh hơn, bảo mật hơn và rẻ hơn. “HKBOT được chế tạo có 11 tính năng: theo dõi nhà từ xa qua app trên điện thoại; bật chống trộm khi ra khỏi nhà, HKBOT sẽ gọi và nhắn tin về người dùng khi có người lạ, ghi hình lại gửi về điện thoại; cập nhật các thông số nhiệt độ, độ ẩm không khí lên điện thoại; điều khiển thiết bị điện thông minh, trong đó điều khiển từ xa qua wifi, điều khiển bằng giọng nói; di chuyển 3 chế độ: bằng điện thoại, tránh vật cản, đi theo đường; tự động dừng lại khi gặp bậc thềm; thông báo khi robot bị nghiêng hay lật; đàm thoại hai chiều; camera hồng ngoại; trò chuyện, tìm kiếm thông tin trên robot và là một phiên dịch viên hỗ trợ trẻ em học tiếng Anh”, Trần Nhật Khánh cho biết.

Tác giả Trần Nhật Khánh và Phan Lê Thái Huy nghiên cứu robot HKBOT dựa trên nguyên lý cảm biến - xử lý - điều khiển. Trong đó, robot được trang bị 6 cảm biến, gồm 3 cảm biến cho di chuyển, 2 cảm biến môi trường, 1 cảm biến sức khỏe. Từng cảm biến sẽ gửi tín hiệu nhận được cho từng mạch xử lý để điều khiển các thiết bị, báo động, hiển thị tương ứng. Robot giao tiếp với người dùng qua 4 cơ chế: các màn hình được bố trí trên thân robot, màn hình sẽ hiển thị các thông số môi trường như độ ẩm, nhiệt độ; cảnh báo bằng giọng nói và tin nhắn, gọi về người dùng. Giọng nói là phương thức giao tiếp chính, robot được ứng dụng công nghệ Google Assistant giúp trò chuyện và tiếp nhận lệnh của người dùng bằng giọng nói; đồng thời dùng mobile app với giao diện thân thiện, không giới hạn khoảng cách điều khiển, đồng bộ với giọng nói. Ngoài ra, robot có thể di chuyển thông qua sự điều khiển của người dùng bằng ứng dụng được tác giả thiết kế riêng trên điện thoại. Việc di chuyển theo nguyên lý tránh vật cản gồm 3 cảm biến siêu âm lắp trên thân robot, nếu phía trước không có vật cản, mặc định sẽ đi tới, khi gặp vật cản thì robot so sánh khoảng trống giữa bên trái và bên phải để chọn hướng di chuyển.

Theo Phan Lê Thái Huy, mục tiêu nghiên cứu là chế tạo một loại robot dựa trên trợ lý Google có thể giao tiếp và thực hiện các mệnh lệnh của người dùng như bật hay tắt các thiết bị điện trong nhà bằng giọng nói; đồng thời cảnh báo những bất thường của môi trường như nhiệt độ, độ ẩm và cập nhật liên tục các thông số đó lên ứng dụng giúp người dùng có thể giám sát, theo dõi khi không ở nhà. Khi ra khỏi nhà hay có việc bận, người dùng chỉ cần vào ứng dụng và bật tính năng chống trộm. Phát hiện có người lạ vào nhà, robot sẽ tự động gọi điện thoại và nhắn tin cho người dùng ngay lập tức. Robot còn được tích hợp nhiều tính năng thông minh khác như giám sát trẻ em, đo nhịp tim, nồng độ oxy trong máu người dùng, hay có thể nhắc nhở người dùng các lịch trình, công việc hàng ngày. Ngoài thao tác qua giọng nói hay điện thoại, người dùng có thể thao tác trực tiếp trên robot thông qua màn hình cảm ứng điện dung. Với tính di động bằng 3 phương thức di chuyển và hoạt động vượt trội trên 11 tính năng, HKBOT có thể xem là biện pháp hữu hiệu thay vì đầu tư một ngôi nhà thông minh với giá cao. “Để nghiên cứu dự án này, chúng em chọn lọc tài liệu thông qua các đầu sách về lập trình C++, lập trình IoT, hướng dẫn sử dụng Arduino…”, Phan Lê Thái Huy cho biết.

Để triển khai dự án trên, Nhật Khánh và Thái Huy được thầy Huỳnh Kim Triển, giáo viên dạy Toán của trường hướng dẫn. Qua hơn 2 tháng nghiên cứu, các em đã hoàn thành, tham gia dự thi và đạt giải nhì cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp tỉnh dành cho học sinh trung học năm học 2021-2022.

Trần Nhật Khánh và Phan Lê Thái Huy là học sinh giỏi của trường, đều đam mê nghiên cứu khoa học. Nhà trường đã tạo mọi điều kiện để các em tập nghiên cứu, tạo ra sản phẩm tốt nhất. Với những dự án đạt giải tại các cuộc thi, nhà trường đều có phần thưởng xứng đáng để khích lệ, tạo động lực cho các em. Bản thân Trần Nhật Khánh dù nhà ở huyện Sông Hinh, nhưng em có nhiều nỗ lực trong học tập và đạt nhiều giải trong các kỳ thi học sinh giỏi cấp tỉnh. Năm lớp 10 và lớp 11, em đạt giải ba kỳ thi học sinh giỏi cấp tỉnh môn Tin học. Năm lớp 12, Nhật Khánh nằm trong đội tuyển học sinh giỏi cấp tỉnh tham gia Kỳ thi chọn học sinh giỏi cấp quốc gia năm học 2021-2022.

Thầy Huỳnh Tấn Châu, Hiệu trưởng Trường THPT chuyên

Lương Văn Chánh

HIẾU TRUNG