Đó là em Nguyễn Quang Tuệ (lớp 10, trường THPT Gia Hội), Lê Nguyễn Văn Dương (lớp 11, trường THPT Cao Thắng) và Nguyễn Minh Luân (lớp 12, trường THPT Nguyễn Huệ), ba em đều thuộc Câu lạc bộ Sáng tạo trẻ Thừa Thiên - Huế.
Trợ thủ đắc lực cho cơ quan chức năng
Ba em học sinh cho biết, tình trạng lấn chiếm vỉa hè đang là vấn đề nghiêm trọng ở nước ta, nó không chỉ ảnh hưởng đến cuộc sống của người dân mà còn khiến mất mỹ quan đô thị…
“Do vậy, chúng em đã nghiên cứu và phát triển một con robot tuần tra có thể tự động phát hiện ra những hành vi lấn chiếm vỉa hè, giúp các tổ chức và cá nhân có thẩm quyền dễ dàng kiểm soát vỉa hè”, em Quang Tuệ chia sẻ.
Robot tuần tra vỉa hè do 3 em học sinh ở Huế nghiên cứu, chế tạo. Ảnh: Nhật Tuấn.
Để tiến hành thiết kế robot này, các em không chỉ mua và tự làm những vật liệu mới mà còn biết cách tận dụng những vật liệu cũ, có sẵn trong máy móc đã hư như các cảm biến cũ, pin Lipo, board mạch Ardunio cũ… Robot có 3 bộ phận chính, đó là camera quan sát, ghi hình; khung robot và các bo mạch, cảm biến, màn hình hiển thị…
Theo tìm hiểu, sau khoảng 40 ngày các em cùng nhau thiết kế, nghiên cứu và lắp ráp thì sản phẩm cũng được hoàn thành như ý tưởng, đảm bảo chất lượng và hiệu quả. Khó khăn mà các em gặp phải trong quá trình thực hiện đó là kiến thức chưa nhiều nên cần học hỏi thêm, ngoài ra thời gian còn hạn chế…
Để sử dụng robot, trước hết người dùng cần cài đặt phần mềm sử dụng camera qua smartphone hoặc máy tính. Nguyên lý hoạt động của khung robot đó là khi động cơ quay cùng chiều kim đồng hồ, dây đai răng khớp trên buli cũng quay cùng chiều và đế robot di chuyển về phía trước. Nhờ cơ cấu con lăn định hình dây đai răng nên dây đai không bị bung ra ngoài và có được hình dáng tối ưu để vượt địa hình.
Hình ảnh thiết kế chi tiết của robot tuần tra vỉa hè. Ảnh: Nhật Tuấn.
Khung đế có hai bánh đai răng hai bên do đó khi hai động cơ quay cùng chiều, dây đai răng cùng quay về một phía, robot sẽ di chuyển tiến lùi. Đặc biệt, khi hai bánh quay với các tốc độ khác nhau và theo các hướng tới lùi thì việc rẽ trái, phải, xoay tròn… trở nên linh hoạt hơn.
“Cụ thể, khi hai bánh quay cùng một hướng, bánh nào có tốc độ quay nhanh hơn thì robot sẽ rẽ sang hướng của bánh có tốc độ chậm hơn, góc rẽ tùy thuộc vào tốc độ nhanh chậm của hai bánh. Khi hai bánh quay ngược chiều nhau, lúc này tâm quay sẽ nằm trong diện tích của khung đế, robot sẽ xoay theo cùng chiều kim đồng hồ nếu bánh trái quay nhanh hơn bánh phải và ngược lại”, em Văn Dương cho biết.
Các em cho biết thêm, với cơ cấu bánh dùng dây đai răng để di chuyển, diện tích tiếp xúc với bề mặt đường lớn, làm giảm áp lực của khung đế lên bề mặt đường hoặc nền cát… nên robot có thể di chuyển trên cát và một số bề mặt có nền đất yếu.
Ngoài ra, lực ma sát nghỉ của bánh được phân bố đều trên toàn bộ mặt dây đai răng có diện tích khá lớn (cộng với lực bám được tăng cường do các gờ, gai xích), do đó lực này ở từng điểm là nhỏ hơn lực liên kết của hạt cát, lầy, các chướng ngại vật… Vì vậy robot có thể tiến lên được. Theo tính toán của các em, trong một phút robot có thể di chuyển tiến lùi được quảng đường tối đa là 76,1 mét.
Robot tuần tra vỉa hè di chuyển tối đa 76,1m/phút. Ảnh: Nhật Tuấn.
Với nguyên lý tự động dò đường, robot làm việc theo chế độ tự hành nên hành trình phải chạy theo đúng lộ trình, do đó phải có phần dò đường cho robot. Robot dò đường bằng cảm biến, khi có ánh sáng, điện trở của quang trở sẽ giảm và ngược lại. Điện trở của nó thay đổi cỡ từ 5K (khi có ánh sáng) đến 100K (không có ánh sáng), sử dụng hai Led làm nguồn sáng cho nó.
Sử dụng vạch đường là màu trắng, khi có ánh sáng chiếu xuống đường line trắng, ánh sáng sẽ phản xạ dẫn đến quang trở nhận được ánh sáng (điện áp bằng 5V). Khi ánh sáng chiếu xuống vạch đường có nền màu đen thì quang trở sẽ không nhận được ánh sáng (điện áp bằng 0V), vì nền đen không phản xạ. Robot liên tục truyền tín hiệu của cảm biến dò đường về vi điều khiển kiểm tra vì lúc chạy Robot có thể bị lệch đường.
Robot này không chỉ tự động phát hiện ra những hành vi lấn chiếm vỉa hè, mà còn có thể phát còi báo hiệu cảnh cáo, răn đe người vi phạm và hiển thị những câu slogan ngắn để tuyên truyền, giáo dục nâng cao nhận thức của người dân về vấn đề này. Đồng thời, giúp các tổ chức, cá nhân có thẩm quyền dễ dàng kiểm soát lề đường, vỉa hè…
Một con robot nhiều lợi ích
Minh Luân chia sẻ, đây là robot đầu tiên trên thế giới hướng tới giải quyết vấn đề lấn chiếm vỉa hè, là một trong số cực ít robot có thể góp phần thể hiện chủ trương đổi mới nếp sống, văn minh đô thị của một số tỉnh, thành phố. Ngoài ra, nó còn là con robot có thể vừa răn đe, cảnh báo vừa tuyên truyền, giáo dục.
“Robot này có cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ, dễ dàng tháo lắp, sử dụng, có tính thẩm mỹ cao, chi phí rẻ so với các loại robot tự động thông thường (3,5 triệu đồng). Ngoài ra, nó có thể được kết nối với nhiều máy tính khác nhau cùng lúc, có thẻ nhớ để lưu giữ hình ảnh hành trình của nó, đồng thời có hai cách điều khiển là tự động dò line và điều khiển qua bluetooth”, em nói về tính sáng tạo của robot”, em Minh Luân cho biết.
Robot tuần tra vỉa hè có nhiều lợi ích. Ảnh: Nhật Tuấn.
Robot này sẽ giúp cho những người thực hiện việc giám sát vỉa hè, lòng lề đường tiết kiệm được thời gian, công sức lao động. Chưa kể, năng suất của robot cao hơn gấp 1,5-2 lần so với con người, do đó nó có thể tiết kiệm nhiều chi phí, số lượng nhân công. Ngoài ra, sản phẩm còn làm từ những vật liệu tái chế nên đã giải quyết được vấn đề bảo vệ môi trường.
Khi được hỏi về dự định sẽ làm gì với con robot này, em Quang Tuệ cho biết thêm, trong tương lai, các em có thể dùng năng lượng mặt trời để vận hành robot bằng cách lắp đặt vào robot các tấm pin mặt trời. Qua đó, giúp cho sản phẩm thân thiện với môi trường và hạ thấp chi phí. Ngoài ra, còn lắp đặt thêm mũi xe bảo hộ để tránh vật cản và bảo vệ robot.
Hiện tại, sản phẩm đã được mang đi dự Cuộc thi Sáng tạo Thanh thiếu niên, nhi đồng tỉnh Thừa Thiên - Huế năm 2017.
Chia sẻ với PV báo Khám phá, anh Trần Minh Phong, Chủ nhiệm Câu lạc bộ Sáng tạo trẻ (trực thuộc Liên hiệp các hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Thừa Thiên - Huế) cho biết, nhóm nghiên cứu đề tài là những bạn trẻ đam mê khoa học, rất nhạy bén, nắm bắt tình hình thực tế xã hội hiện nay để làm chủ đề, cảm hứng cho việc nghiên cứu, sáng tạo sản phẩm khoa học.
Em Nguyễn Minh Luân bên con robot tuần tra vỉa hè. Ảnh: Nhật Tuấn.
Anh Phong cho biết thêm, robot tuần tra vỉa hè là một sản phẩm hoàn toàn mới lạ, đặc biệt là chức năng, nhiệm vụ của robot hướng tới giải quyết vấn đề lấn chiếm vỉa hè, lề đường - một vấn đề quan trọng và cấp thiết trong các tỉnh, thành của nước ta hiện nay.
“Với chức năng tự động phát hiện những hành vi lấn chiếm vỉa hè, lề đường; phát còi báo hiệu cảnh báo người có hành vi vi phạm… Robot này có thể áp dụng rộng rãi tại các tỉnh, thành trong nước và ngoài nước. Ngoài ra, robot cũng có thể sử dụng để tuần tra, giám sát trong các công ty, xí nghiệp thay cho bảo vệ, giúp các nhà quản lý có thể kịp thời kiểm soát vấn đề, giảm chi phí nhân công, tiết kiệm sức lao động, thời gian, tiền bạc…”, anh Phong chia sẻ.
