Nghiên cứu

Dự án Cánh tay robot của một nhóm giảng viên Trường ĐH Duy Tân đã thực sự làm thay đổi cuộc sống của hai em học sinh bị khuyết tật ở Quảng Nam thời gian qua, giúp các em giảm bớt phần nào những khó khăn trong sinh hoạt, học tập.

Sắp tới, những “cánh tay robot” thế hệ thứ 3 có thể bảo đảm về mặt thẩm mỹ, gọn nhẹ và giá cả thật sự rẻ đang được nhóm nghiên cứu thực hiện có thể đến với nhiều em khuyết tật có hoàn cảnh khó khăn.

 

 

Hẳn nhiều người từng nghe nhắc đến tên Robotica, nhóm tập hợp những giảng viên tham gia hướng dẫn sinh viên Trường ĐH Duy Tân ở cuộc thi Sáng tạo Robot (Robocon) Việt Nam trong nhiều năm và giành nhiều giải thưởng ấn tượng như giải ba và giải phong cách năm 2014, cùng giải Robot bằng tay xuất sắc nhất và Robot tự động xuất sắc nhất năm 2013.

Nay, Robotica của Trung tâm Điện – Điện tử (CEE) Trường ĐH Duy Tân tập hợp những giảng viên và chuyên gia tâm huyết gồm ThS. Đặng Ngọc Sỹ, KS. Đinh Hữu Quang, KS. Phạm Quyền Anh của Trung tâm CEE, TS. Tạ Quốc Bảo thuộc Trung tâm Hóa Tiên tiến, và người khởi động ý tưởng làm “cánh tay robot” - cô Lê Thị Thanh Thảo của Silver Swallows Studio cùng bắt tay thực hiện dự án Cánh tay Robot để hỗ trợ cho người khuyết tật.

Hai học sinh được tặng “cánh tay robot” là em Phan Trọng Hiếu (thị trấn Ái Nghĩa) và Trần Đăng Khoa (học sinh lớp 6 Trường THCS Nguyễn Huệ, huyện Đại Lộc, tỉnh Quảng Nam). Phan Trọng Hiếu bị mất gần hết cánh tay phải và một phần của cánh tay trái do quả bom bất ngờ phát nổ ở bãi chăn bò cách đây 4 năm.

Sau tai nạn, Hiếu trở nên rụt rè, ngại giao tiếp. Nhưng không thể để con bỏ ngang con đường học hành, hai mẹ con Hiếu nảy sinh “sáng kiến” lấy một ống nhựa, khoét lỗ rồi nhét ngòi bút vào trong để tập viết. Nay được tặng cánh tay robot, Hiếu có thể tự đạp xe đi chơi, tự phục vụ bản thân từ những việc đơn giản như rót nước uống, chuẩn bị sách vở…

Hiếu dần thích nghi với đôi cánh tay giả để có thể tự lập trong sinh hoạt hằng ngày, từ ăn uống, vệ sinh… Còn Trần Đăng Khoa thiếu một bàn tay trái ngay từ khi sinh ra nên luôn tự ti khi giao tiếp với bạn bè và mọi người xung quanh. Gia đình Khoa nghèo nên không thể mua tay giả cho em. Thật khó để có thể diễn tả hết được niềm vui của ba mẹ Khoa khi nghe con trai thốt lên: “Con có đủ cả hai tay rồi nè”.

Sau khi tặng cánh tay cho 2 em, nhóm nghiên cứu còn về Quảng Nam nhiều lần,  tiếp xúc với người nhận cánh tay nhằm đo kích thước chính xác, tính toán lực, các kết cấu phù hợp với chiều dài cánh tay của mỗi trường hợp khuyết tật cụ thể.

Chẳng hạn như trường hợp của Hiếu, do không phải là dị tật bẩm sinh, các bộ phận còn lại trên tay trái, tay phải cũng hoàn toàn khác nhau nên không có chi tiết nào giống chi tiết nào và phải chỉnh sửa nhiều lần. ThS. Đặng Ngọc Sỹ, Phó Giám đốc Trung tâm CEE, Chủ nhiệm đề tài Cánh tay Robot cho biết:

Với phiên bản “cánh tay robot” đầu tiên, người dùng chỉ đạt hiệu quả tầm 50% nhưng lần thứ 3 khi hoàn thiện, kết quả đã rất thành công. Sau khi lắp “cánh tay robot”, các em đã có thể cầm nắm, uống nước, đổ nước… Riêng em Hiếu đã có thể đi xe đạp vững với cánh tay giả.

Bên cạnh khá nhiều các nguyên vật liệu cần thiết như dây chất dẻo, dây kéo không giãn, vật liệu lót hút ẩm, dây dán độ bền cao… Trường ĐH Duy Tân còn đầu tư thêm 2 máy in 3D vật liệu nhựa với công nghệ dùng tia khả kiến để chế tạo cánh tay robot. Trung tâm CEE cũng đã chế tạo thêm 2 máy in 3D vật liệu nhựa bằng phương pháp nóng chảy để gia công các chi tiết với tính chính xác và độ bền cao.

Để có được một cánh tay robot nhưng có thể sử dụng như cánh tay thật của con người, nhóm Robotica đã phải thiết kế nhiều chi tiết với độ chính xác tuyệt đối. Mỗi chi tiết như ngón tay, bàn tay, cẳng tay và các khớp nối, “gân” cơ tay sau khi thiết kế được mô phỏng 3D trên phần mềm Solidworks trước khi đưa qua các máy in 3D.

Các chi tiết khi in mất khá nhiều thời gian, trung bình in 3D 1 chi tiết tốn hết 6 tiếng, thậm chí có chi tiết phải mất đến 15 tiếng đồng hồ. Để có được một sản phẩm chuẩn xác phải thử nghiệm in đi in lại nhiều lần để tính toán lực và kết cấu phù hợp với chiều dài cánh tay khuyết tật của các em.

Sau hai lần điều chỉnh, “cánh tay robot” đã đạt chuẩn với độ nhỏ gọn phù hợp, nhẹ, có tính thẩm mỹ cao, giúp người sử dụng có thể thực hiện việc cầm nắm chắc chắn các vật dụng có kích thước và khối lượng khác nhau. ThS. Đặng Ngọc Sỹ cho rằng, muốn làm “cánh tay robot” giá rẻ thì phải “tự làm chủ được công nghệ, tự tìm được các nguyên vật liệu cần thiết như dây chất dẻo, dây kéo không giãn, vật liệu lót hút ẩm, dây dán có độ bền cao…

Đặc biệt, mỗi chi tiết như ngón tay, bàn tay, cẳng tay và các khớp nối, gân cơ tay phải là những thông số được tính toán hợp lý dựa trên các số đo trên phần còn lại của bàn tay các em”.

Sau thành công của phiên bản 2 của dự án Cánh tay Robot, nhóm Robotica đang tiếp tục chế tạo thêm những “cánh tay robot” phiên bản 3 để trao tặng cho các trường hợp bị khuyết tật có hoàn cảnh khó khăn khác. “Đối tượng mà nhóm hướng tới là các em khuyết tật ở độ tuổi từ 10 – 25 tuổi. Ở những phiên bản tiếp theo, nhóm sẽ cải tiến sản phẩm theo tiêu chí thẩm mỹ, màu sắc bắt mắt đồng thời phải tinh gọn hơn vì một trong những điều quan trọng là phải tạo sự tự tin, thoải mái cho các em khi sử dụng cánh tay robot”, ThS Đặng Ngọc Sỹ cho biết.

Nhóm nghiên cứu cũng đặt mục tiêu nâng cấp thiết kế các “cánh tay robot” có lắp cảm biến có thể nhận diện tín hiệu từ thần kinh trung ương và chỉ thị đến các cơ bắp để thực hiện các chuyển động, giúp người khuyết tật có thể khắc phục được nhiều vấn đề khó khăn hơn trong cuộc sống.