Xe lăn đa năng điều khiển bằng đầu

Nhóm sinh viên Trường ĐH Bách khoa Đà Nẵng đã chế tạo thành công chiếc xe lăn đa năng thông minh cho phép người sử dụng có thể điều khiển xe, sử dụng máy tính, nhắn tin, gọi điện thoại đến người thân chỉ bằng một cú... lắc đầu.
 

 

Nhóm sinh viên và chiếc xe lăn đa năng thông minh  - Ảnh do nhóm tác giả cung cấp.
 

Đầu tư hơn 10 triệu đồng và mất gần nửa năm mày mò, nhóm sinh viên đã chế tạo thành công chiếc xe thông minh cho người khuyết tật. Sản phẩm đoạt giải nhất toàn quốc cuộc thi thiết kế ứng dụng vi điều khiển do Công ty Texas Instruments tổ chức năm 2013. Tác giả chiếc xe lăn độc đáo này là Trần Quang Nam, Nguyễn Văn Tây, Dương Nguyễn Khánh Nam, sinh viên năm cuối thuộc chương trình tiên tiến, ngành hệ thống số Trường ĐH Bách khoa Đà Nẵng.

Đa năng và thông minh

Với một thiết bị đơn giản đội vào đầu như chiếc mũ, người sử dụng sẽ dùng chuyển động của đầu để điều khiển xe lăn. Người dùng nghiêng đầu về phía trước xe sẽ đi về phía trước nghiêng đầu ra sau xe sẽ đi lùi, nghiêng sang trái hoặc phải xe rẽ trái hoặc phải. “Để tạo cảm giác thoải mái cho người sử dụng và tránh tình trạng nhầm lẫn giữa các hướng đi, các thuật toán xử lý tín hiệu số đã được áp dụng để chia các không gian chuyển động của đầu thành các vùng hay các ngưỡng tín hiệu phù hợp. Ban đầu khi khởi động, hệ thống sẽ tự động tính toán liên tục 50 lần để lấy vị trí cân bằng ban đầu cũng là điểm tham chiếu cho các cử động đầu sau này”, trưởng nhóm Trần Quang Nam giới thiệu về chiếc xe.

So với cách điều khiển xe (bốn hướng) thì tính năng điều khiển chuột máy vi tính phức tạp hơn nhiều vì “chuột chuyển động đa hướng” và còn có thêm động tác kích chuột. Do đó khi người dùng ngồi xe lăn điều khiển chuột trên màn hình vi tính, họ cũng phải nghiêng đầu theo hướng muốn con trỏ chuột đi đến. Đầu nghiêng càng nhiều thì tốc độ di chuyển của chuột càng nhanh. Với các thao tác chọn tệp tin hay kích chuột, người dùng sử dụng đôi mắt để thực hiện. Mắt trái tương ứng với chuột trái, mắt phải tương ứng với chuột phải. Cụ thể, muốn chọn một tệp tin, người dùng nháy mắt trái một lần. Để thực hiện kích đôi nhằm mở một tệp tin, người dùng chớp mắt liên tục hai lần. Để kích chuột phải, người dùng nháy mắt phải một lần.

Đây là những thao tác điều khiển không dễ đem lại kết quả chính xác nhưng nhóm sinh viên khẳng định: “Độ nhạy của chuột đã được tinh chỉnh sao cho người sử dụng có thể đưa chuột đến từng vị trí hay biểu tượng nhỏ trên màn hình máy tính. Với thao tác mắt, chúng em đã làm hệ thống có thể phân biệt được nháy mắt tự nhiên để tránh khô mắt của cơ thể và nháy mắt chủ động do người dùng cố tình. Vì thế không hề có sự khó chịu nào gây ra cho người dùng”.

Chiếc xe lăn của nhóm bạn trẻ này còn có một tính năng rất đặc biệt mà có lẽ chưa chiếc xe nào trên thị trường có được, đó là tính năng nhắn tin SMS, thực hiện cuộc gọi đến điện thoại người thân. Theo đó, trong trường hợp chủ động, người dùng có thể gửi tin nhắn và gọi điện cho người thân khi họ cảm thấy cần có sự trợ giúp. Đặc biệt trong trường hợp bị động, giả dụ như khi xe bị ngã hoặc đổ, hệ thống sẽ tự động gửi tin nhắn và gọi điện báo cho người thân ngay lập tức.

Có thể triển khai thử nghiệm

Theo tìm hiểu của chúng tôi, trên thị trường hiện nay có các loại xe lăn áp dụng công nghệ điều khiển bằng joystick, bằng mắt hoặc suy nghĩ. Xe điều khiển bằng joystick đòi hỏi người dùng phải điều khiển bằng tay hoặc một chi bị tật mà vẫn còn điều khiển được, không phù hợp cho người bị liệt hết tay chân hoặc mất luôn cả tay chân. Xe điều khiển bằng mắt có giá thành quá cao vì cần một bộ vi xử lý mạnh để điều khiển. Xe điều khiển bằng suy nghĩ cũng dùng thiết bị đội vào đầu nhưng có kích thước lớn và nhiều dây nhợ để đọc suy nghĩ của con người. Tất nhiên chi phí cho hệ thống đọc và hiểu được suy nghĩ con người rất đắt đỏ...

Trong khi đó, nhóm bạn trẻ chỉ mất khoảng 10 triệu đồng đã tạo nên một chiếc xe lăn thông minh có nhiều tính năng hơn, đặc biệt là tính năng nhắn tin đến người thân. Nam chia sẻ: “Chúng em chọn giải pháp chuyển động đầu đơn giản để điều khiển xe lăn. Module xử lý rất nhỏ gọn và nhẹ có thể gắn được trên đầu người mà không gây cảm giác nặng hay khó chịu. Vi điều khiển sử dụng cho ứng dụng này cũng chỉ cần loại trung bình nên giá thành không cao”.

Lý giải nguyên nhân trao giải nhất cho sản phẩm, ban giám khảo cuộc thi thiết kế ứng dụng vi điều khiển Texas Instruments 2013 nhận định: “Đề tài tuy không mới nhưng tính sáng tạo ở chỗ khả năng sử dụng thông minh những công nghệ cao của Texas Instruments nhằm đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định, độ an toàn cao và xử lý các tình huống phát sinh”.

* TS Phạm Văn Tuấn (phó giám đốc Trung tâm xuất sắc, phó trưởng khoa điện tử - viễn thông Trường ĐH Bách khoa Đà Nẵng):

Ý nghĩa nhân văn

Mặc dù sản phẩm còn những khiếm khuyết nhất định nhưng có thể nói các em đã rất thành công khi tự vượt qua chính mình, tự tìm hiểu, sáng tạo, khắc phục khó khăn do điều kiện nghiên cứu còn hạn chế. Sản phẩm xe lăn thông minh có ý nghĩa nhân văn rất lớn, nhất là cho những nước đang phát triển, và đặc biệt là tại VN khi có rất nhiều người tàn tật và thương binh không có được sự hỗ trợ chăm sóc thường xuyên từ cộng đồng để đảm bảo được điều kiện sinh hoạt như người bình thường.