Học sinh chế tạo găng tay hỗ trợ người tai biến

Sản phẩm tặng mẹ

Sản phẩm găng tay tập vật lý trị liệu do Trần Anh Thông và Nguyễn Cát Phong Lương - học sinh Trường THPT Nguyễn Văn Linh, thực hiện với mục đích hỗ trợ người bị tai biến phục hồi chức năng bàn tay thông qua cơ chế tập luyện vật lý trị liệu. Dự án đoạt giải Nhất tại Cuộc thi Khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học tỉnh Bình Thuận, năm học 2024 - 2025 và được chọn tham dự vòng chung kết Cuộc thi Nghiên cứu Khoa học kỹ thuật cấp quốc gia do Bộ GD&ĐT tổ chức tại TPHCM vào tháng 3.

Trần Anh Thông sinh ra tại vùng nông thôn huyện Hàm Thuận Bắc. Mẹ em bị tai biến hơn 7 năm nay. Các ngón tay của bà khó cử động, việc cầm đũa hay mở nắp chai đều vô cùng khó khăn, ảnh hưởng lớn đến sinh hoạt hằng ngày. Với mong muốn tìm ra giải pháp hỗ trợ mẹ, Thông cùng bạn học là Nguyễn Cát Phong Lương lên ý tưởng chế tạo một thiết bị tập vật lý trị liệu. Thông cho biết, các sản phẩm cùng loại hiện có trên thị trường có giá từ 2,5 đến 5 triệu đồng, nhưng chưa tích hợp trí tuệ nhân tạo nhằm nâng cao trải nghiệm và hiệu quả điều trị.

Xuất phát từ nhu cầu thực tế và mong muốn tạo ra sản phẩm có giá thành rẻ, hiệu quả cao, Thông và Lương đã chế tạo găng tay thông minh hỗ trợ tập vật lý trị liệu, tích hợp phần mềm quản lý trên điện thoại nhằm theo dõi tiến trình phục hồi, phân tích dữ liệu và đề xuất các gợi ý cải thiện phù hợp.

Sản phẩm gồm ba phần chính: Găng tay, bộ điều khiển và phần mềm quản lý trên điện thoại. Găng tay được làm chủ yếu từ nhựa, thiết kế gồm 5 ngón tay được nối với động cơ hút - đẩy khí qua ống dẫn đến bộ điều khiển. Khi người dùng cài đặt thông số trên ứng dụng, bộ điều khiển sẽ phát tín hiệu cho động cơ thực hiện các thao tác hút - xả khí, khiến các ngón tay co duỗi theo bài tập vật lý trị liệu.

Tùy theo mức độ nặng nhẹ của tai biến, nhóm xây dựng các chế độ tập luyện với cường độ khác nhau. Khi sử dụng, người bệnh đeo găng tay, cố định các ngón tay vào găng, sau đó điều chỉnh chế độ luyện tập trên ứng dụng điện thoại như đặt lực co bóp, luyện các ngón hoặc chỉ định từng ngón cần tập và nhấn nút bắt đầu. Găng tay sử dụng pin sạc 12V, có thể hoạt động liên tục 4 giờ sau mỗi lần sạc đầy. Nhóm đánh giá cơ chế luyện tập bằng cách bơm - xả khí có ưu điểm an toàn và giảm đau hơn so với găng tay cơ học sử dụng động cơ truyền lực trực tiếp vào các khớp.

Nguyễn Cát Phong Lương cho biết, khó khăn lớn nhất khi chế tạo sản phẩm là việc lập trình phần mềm điều khiển trên điện thoại. Cả hai mới học ngôn ngữ lập trình Python, trong khi việc thiết kế phần mềm cần dùng đến ngôn ngữ C++. “Chúng em phải tự học thêm C++ để hoàn thiện phần mềm quản lý cho găng tay”, Lương chia sẻ.

Găng tay và ứng dụng di động do nhóm xây dựng để theo dõi quá trình tập luyện. Ảnh: TG

Tiếp tục nâng cấp sản phẩm

Nhóm học sinh Trần Anh Thông và Nguyễn Cát Phong Lương mong muốn tận dụng lợi thế công nghệ thông qua việc tích hợp các giải pháp thông minh như cảm biến lực, trí tuệ nhân tạo và ứng dụng di động, hướng tới phát triển các thiết bị y tế hỗ trợ hiệu quả cho người bệnh. Găng tay thông minh hỗ trợ tập vật lý trị liệu và trợ lực cho người suy nhược cơ ngón tay không chỉ đáp ứng nhu cầu thực tế mà còn góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống cho bệnh nhân.

Theo nhóm, găng tay thông minh được thiết kế từ các linh kiện có chi phí hợp lý, với giá thành từ 750 nghìn đồng đến 1,5 triệu đồng, phù hợp với thu nhập của người dân Việt Nam. Ngoài ra, sản phẩm tích hợp chatbot AI giúp người dùng đặt câu hỏi liên quan đến bệnh nhược cơ, cung cấp thông tin kịp thời và tạo ra không gian hỗ trợ tinh thần và bệnh nhân cảm thấy yên tâm trong quá trình điều trị.

Thiết bị cũng được trang bị cảm biến điện áp nhằm theo dõi tình trạng hoạt động của mạch điện bên trong găng tay, đảm bảo linh kiện hoạt động an toàn, tránh quá tải hoặc điện áp không ổn định. Cảm biến áp suất được gắn trực tiếp trên găng tay để đo áp suất tác động từ người dùng lên bề mặt, từ đó đánh giá lực tay trong từng bài tập.

Sau hơn 6 tháng nghiên cứu, nhóm đã để mẹ của Trần Anh Thông sử dụng thử nghiệm sản phẩm. Sau gần 2 tháng luyện tập, các ngón tay của bà khỏe hơn, có thể cầm nắm vật nhẹ. Sản phẩm cũng được nhóm mang đến thử nghiệm với một số bệnh nhân tai biến tại bệnh viện.

Tuy nhiên, do hạn chế về kinh phí, phần mềm quản lý hiện chưa tích hợp được cơ sở dữ liệu bài tập - yếu tố quan trọng để đánh giá mức độ cải thiện của bệnh nhân theo thời gian, từ đó thiết lập lộ trình luyện tập phù hợp nhằm nâng cao hiệu quả phục hồi. “Sắp tới, chúng em sẽ kêu gọi tài trợ kinh phí và tiếp tục phát triển dự án khi vào đại học”, Thông cho biết.

Cô Nguyễn Thị Kim Liên - giáo viên tổ Vật lý, Trường THPT Nguyễn Văn Linh, người hướng dẫn nhóm thực hiện sản phẩm cho biết, tuy ý tưởng không mới nhưng nhóm đã hoàn thiện sản phẩm ở mức cơ bản, tiến hành thử nghiệm thực tế trên một số bệnh nhân tai biến tại bệnh viện. Đây là bước tiến quan trọng để đưa sản phẩm đến gần hơn với thực tế.

Cùng với chỉ ra ưu điểm, cô Liên cũng góp ý, thiết kế hiện tại còn cồng kềnh với hộp điều khiển gắn trên găng tay, gây nặng tay và bất tiện cho người sử dụng. “Nhóm cần cải tiến để sản phẩm gọn nhẹ hơn, giảm tối đa các linh kiện điện tử gắn trên găng. Ngoài ra, nên nghiên cứu lựa chọn vật liệu mềm mại hơn để cải thiện trải nghiệm khi sử dụng”, cô Liên đề xuất.

Nhóm học sinh dự kiến nâng cấp công nghệ AI giúp găng tay có chế độ luyện tập thông minh, mang tính cá nhân hóa cao hơn. Điều này tăng khả năng phục hồi cơ tay người tập luyện. Găng tay cũng được nhóm tích hợp chế độ massage để người dùng có thêm trải nghiệm khi sử dụng sản phẩm.

Găng tay thông minh của nhóm giới thiệu tại Cuộc thi Nghiên cứu Khoa học kỹ thuật cấp quốc gia dành cho học sinh THCS và THPT năm học 2024 - 2025 tại TPHCM. Ảnh: TG

Sản phẩm tặng mẹ

Tiếp tục nâng cấp sản phẩm

Nhóm học sinh dự kiến nâng cấp công nghệ AI giúp găng tay có chế độ luyện tập thông minh, mang tính cá nhân hóa cao hơn. Điều này tăng khả năng phục hồi cơ tay người tập luyện. Găng tay cũng được nhóm tích hợp chế độ massage để người dùng có thêm trải nghiệm khi sử dụng sản phẩm.