Cậu học trò chế tạo robot thông minh thám hiểm đại dương

  • 710

Hơn một năm mày mò nghiên cứu, cậu học trò Phạm Khắc Phi Long (học sinh lớp 11, Trường THPT Gia Định, TP.HCM) đã sáng tạo thành công sản phẩm mang tên: "Fitz" robot.

Với hình dạng một chú rùa, robot thông minh này có khả năng lặn ở độ sâu 60 mét, giúp định vị và dò tìm các vật thể nằm sâu dưới biển.

Điều khiển robot lặn nước

Chia sẻ về cái tên "Fitz" robot, Phi Long cho biết đó là viết tắt của cụm từ "Intellignet turtle zero" (Rùa máy thông minh phiên bản đầu tiên). Với niềm đam mê sáng tạo, Phi Long mong muốn tạo ra một sản phẩm đậm chất công nghệ, có tính ứng dụng thực tế. Sản phẩm phát triển với mục đích hỗ trợ công tác lặn biển. Robot thiết kế với camera, giúp các nhà nghiên cứu địa chất ghi hình mục tiêu tìm kiếm hoặc xác định đường đi để vẽ bản đồ 3D dưới biển.

Phi Long có dịp đọc và tham khảo bài báo khoa học về thợ lặn bơi sâu dưới biển tìm kiếm các vật thể chìm sâu dưới đại dương. Từ đó, cậu suy nghĩ: tại sao mình không sáng tạo ra sản phẩm vừa thay thế con người ở độ sâu nguy hiểm, vừa thân thiện không làm hại tôm, cá nhỉ? Nghĩ là làm, tháng 9.2015, cậu học trò bắt đầu mày mò, tìm kiếm các thiết bị phù hợp để sáng tạo phần cứng và phần mềm.

Phạm Khắc Phi Long tham gia "Ngày hội Sáng chế Trẻ 2016".
Phạm Khắc Phi Long tham gia "Ngày hội Sáng chế Trẻ 2016".

Để robot có thể di chuyển trong nước, Phi Long thiết kế 2 bộ phận chính: Vây chính và đuôi sau. Trong đó, vây chính có vai trò tạo lực đẩy giúp robot di chuyển ổn định trong nước. Bộ phận đuôi sau có chứa năng định hướng không gian đường đi, giúp robot di chuyển lên xuống, qua trái và phải.

"Rùa máy thông minh" thiết kế hai chế độ điều khiển tùy chỉnh: Auto (tự động) và manual (bằng tay). Khi kích hoạt chế độ tự động, robot sẽ đối chiếu đoạn đường đi đã được lập trình sẵn và di chuyển theo. Đối với điều khiển bằng tay, người dùng sẽ xây dựng thuật toán đường đi với tốc độ, vận tốc phù hợp. Sau đó, bạn sử dụng bộ điều khiển để chỉ định robot di chuyển theo ý muốn.

Robot được kết nối với thiết bị điều khiển bằng "chip" cảm biến thông qua định vị GPS. Việc sáng tạo này giúp robot xử lý thông tin nhanh, di chuyển linh hoạt, tự động cân bằng trong không gian.

"Ở phía trước robot, mình thiết kế thêm camera với độ phân giải 16MP (megapixel ). Khi di chuyển, robot sẽ ghi nhận lại hình ảnh hoạt động dưới biển và hiện rõ trên màn hình bộ điều khiển. Nếu gặp vật cản trong phạm vi 3 mét, 'Rùa máy thông minh' sẽ dừng lại, tránh va chạm và chờ nhận lệnh của người điều khiển. Thiết bị có khả năng di chuyển tự do dưới biển ở độ sâu khoảng 60 mét", Phi Long giải thích.

Vượt qua những thử thách

Để cho ra đời sản phẩm, Phi Long nhận được sự ủng hộ từ gia đình về chi phí sáng tạo. Về kiến thức công nghệ, cậu bạn tự tìm tòi tài liệu, sách vở và nhờ các anh chị có kinh nghiệm về sáng tạo chỉ dẫn. Niềm đam mê khoa học, Phi Long sắp xếp cân đối thời gian giữa việc học và nghiên cứu. Buổi tối, sau khi hoàn thành bài vở, cậu bạn ngồi lại tự mày mò lắp ráp thiết bị.

Phi Long nhiệt tình chia sẻ cách hoạt động của robot với mọi người.
Phi Long nhiệt tình chia sẻ cách hoạt động của robot với mọi người.

Điểm khó của sáng tạo này là các bộ phận điều làm bằng kim loại, dễ hư hỏng khi gặp nước. Vì thế, Phi Long phải nghiên cứu tìm ra cách khắc phục khi nước tràn vào. Sản phẩm đã trải qua 2 lần cải tiến. "Lần đầu, mình thử nghiệm robot trong nhà thì không sao cả. Thử nghiệm trong hồ bơi, thiết bị gặp nước thì cháy. Lần thứ hai, mình thiết kế cấu trúc các bộ phận còn khe hở nên nước tràn vào làm hỏng. Để giải quyết vấn đề này, các bộ phận bên ngoài mình tráng lớp xi mạ nhôm để chống mài mòn và không thấm nước. Ở bên trong, mình sử dụng khối nhựa và tiến hành khoan rỗng. Sau đó, mình đặt các 'ron' cao su để chống thấm nước, bảo vệ từng bộ phận", Phi Long cho biết.

Sau khi "vượt ải" về phần cứng, Phi Long tiếp tục gặp trục trặc trong lập trình phần mềm. Cậu cho biết việc lập trình mắc khá nhiều lỗi. Phi Long tính toán thông số hoặc giá trị cân bằng của "chíp" cảm biến sai. Thế là, cậu phải nhờ sự trợ giúp của các anh chị đi trước. Để sản phẩm có tính thẩm mỹ, Phi Long lên ý tưởng thiết kế robot với hình dáng chú rùa biển, thân thiện môi trường. "Các bộ phận lớn được gia công bằng máy tại xưởng cơ khí. Các chi tiết nhỏ như: khe gắn ốc..., mình lắp ráp bằng tay. Những lần đầu, mình bị máy khoan cứa vào tay, chảy máu. Gặp trở ngại, mình không nản mà tiếp tục sáng tạo. Dần về sau, mình quen tay cách gia công kỹ thuật. Sản phẩm được trau chuốt và hoàn thiện hơn", Phi Long khoe.

Hơn 1 năm nỗ lực, Phi Long đã sáng tạo thành công "Robot rùa máy thông minh phiên bản đầu tiên". Thiết bị robot được sử dụng năng lượng pin 5000 mAh. Thời gian sử dụng liên tục trong 5 giờ. Sắp tới, Phi Long sẽ nghiên cứu, cải tiến robot về: trọng lượng, độ bền, khoảng cách di chuyển. Và Phi Long còn thiết kế thêm chức năng: gắp vật thể, điều khiển robot đi theo những đối tượng mà mình muốn tìm...

Sản phẩm sáng tạo "Fitz" robot (Rùa máy thông minh phiên bản đầu tiên) của Phi Long đã đạt được một số giải thưởng:

  • Giải nhì tại "Cuộc thi nghiên cứu Khoa học - Kỹ thuật dành cho học sinh trung học TP.HCM" (2015 - 2016)
  • Giải nhì tại "Ngày hội Sáng chế Trẻ 2016" (Young Makers Việt Nam 2016)
  • Giải nhì "Cuộc thi Sáng tạo thanh thiếu niên TP.HCM lần XI, 2016"
  • Giải nhì "Hội thi tin học trẻ quốc gia 2016".
Cập nhật: 12/12/2016 Theo VnExpress
  • 710

Theo dõi cộng đồng KhoaHoc.tv trên facebook