Học sinh Việt Nam đoạt giải Vàng cuộc thi Sáng tạo Khoa học kỹ thuật quốc tế

Giải thưởng này cho thấy sự nỗ lực to lớn của học sinh trong bối cảnh các nhà trường gặp nhiều khó khăn thách thức do đại dịch Covid-19.

Nghiên cứu xuất phát từ thực tiễn

Hoàng Xuân Long - thành viên phụ trách thiết kế phần cứng cho biết: Nhóm P&F gồm 5 thành viên là học sinh lớp 11 Trường THPT chuyên Khoa học Tự nhiên (ĐHQGHN) cùng sự hướng dẫn của thầy giáo Phạm Văn Khương đã nghiên cứu thành công sản phẩm hệ thống theo dõi sức khoẻ và vị trí của người lính.

Sản phẩm được thiết kế cơ chế, nguyên tắc hoạt động của thiết bị theo hướng các thông tin trên sẽ được tổng hợp lại với một vi điều khiển, sau đó được đẩy lên một máy chủ dưới sự quản lý, theo dõi, giám sát của cơ quan chức năng, có thẩm quyền. Các giám sát viên và người dùng có thể truy cập trên máy tính cá nhân hoặc truy cập trên điện thoại để theo dõi, cập nhật liên tục, thường xuyên các thông tin.

Trong tương lai, sản phẩm có thể tiếp tục cải thiện, nâng cấp mở rộng thêm một số tính năng mới như: Theo dõi thêm các chỉ số thông tin sức khỏe trên thiết bị, cải tiến chức năng cảnh báo, thêm chức năng nhận lệnh bằng tin nhắn, tăng cường hệ thống bảo mật của server, hiển thị thêm các thông số về khu vực an toàn, nâng cấp chất lượng linh kiện...

Giải thích về tính ứng dụng của thiết bị, Nguyễn Cảnh Thái - thành viên phụ trách thiết kế phần mềm chia sẻ: Ứng dụng IOT được sử dụng rộng rãi, góp phần không nhỏ mang lại hiệu quả cao cho toàn bộ nền kinh tế, đồng thời cũng góp phần đẩy nhanh quá trình hiện đại hóa quân đội. Đây cũng là một mục tiêu quan trọng của hầu hết các nước trong bối cảnh tình hình mới hiện nay là phát triển mạnh mẽ kinh tế, xã hội gắn với bảo vệ vững chắc an ninh, quốc phòng. 

Quân đội đóng vai trò rất quan trọng trong việc xây dựng, bảo vệ đất nước và việc ứng dụng IOT để quản lý sức khỏe, tiện lợi cứu hộ, góp phần đảm bảo an toàn sức khỏe, tính mạng cho người lính ở mọi miền đất nước, mọi vị trí chiến đấu trong lúc thi hành nhiệm vụ là vô cùng cần thiết. Và nó càng cần thiết hơn khi tình hình dịch bệnh Covid-19 diễn biến phức tạp như hiện nay.

Quân đội cần một thiết bị ứng dụng IOT thuận tiện sử dụng, cập nhật tự động, tổng hợp đầy đủ, cảnh báo kịp thời, chính xác về hệ thống các thông số sức khỏe, chỉ số sinh tồn cũng như thông tin hành trình, tọa độ, vị trí chính xác của người lính khi thi hành nhiệm vụ. Thiết bị này đặc biệt cần hơn cho người lính ở khu vực biên giới, hải đảo hẻo lánh, địa hình phức tạp, nguy hiểm.

Trải nghiệm thực tế và nghiên cứu khoa học

Trao đổi về những trải nghiệm của nhóm, bạn Nguyễn Đức Minh, phụ trách phần mềm đề tài cho biết, nhóm đã tìm hiểu, nghiên cứu từ đầu năm 2020 và tìm hiểu đến cuộc thi và đã đăng ký tham gia cuộc thi này. Nhóm đã dựa vào thế mạnh của từng thành viên và đã phân công nhiệm vụ cụ thể. Dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo hướng dẫn, sản phẩm của nhóm đã được Ban tổ chức cuộc thi đánh giá cao tính ứng dụng thực tiễn của đề tài.

Hệ thống theo dõi sức khoẻ và vị trí của người lính sẽ có ưu điểm vượt trội thể hiện qua những dữ liệu thu thập được sẽ giúp đơn vị chức năng kịp thời phát hiện ra các dấu hiệu bất thường có thể đe doạ đến sự an toàn, tính mạng của người lính để có kế hoạch hỗ trợ điều trị và giải cứu kịp thời trong mọi tình huống.

Dữ liệu đo thu thập từ các cảm biến trên sẽ được truyền tới board mạch Arduino Nano. Board mạch này sau khi thu thập thông số đo từ các cảm biến sẽ phân tích dữ liệu và hiển thị thông tin trên màn hình OLED để thông tin cho các quân nhân. Ngoài ra, dữ liệu có thể được lưu vào module sim 800L từ đó truyền thông tin về sở chỉ huy.

Sản phẩm hoàn thành và được thử nghiệm trên 10 người với những điều kiện khác nhau, thiết bị đã đạt được những mục tiêu mà Nhóm nghiên cứu đề ra và hiển thị được những thông tin sức khỏe và vị trí của người lính, đã tích hợp thêm những tính năng cơ bản phù hợp với những người lính.

Với hình thức thiết kế phù hợp, nhỏ gọn khi đeo trên bắp tay để người lính có thể di chuyển dễ dàng, thuận tiện trong các điều kiện trên chiến trường. Thiết bị đã được kết nối với một server để báo cáo tình hình của người lính cho chỉ huy cũng như lưu dữ liệu về sức khỏe, thông tin vị trí trên server.

Chia sẻ về quá trình thực hiện nghiên cứu, thầy Phạm Văn Khương- giáo viên Trường THPT chuyên Khoa học Tự nhiên cho biết: Chỉ trong thời gian rất ngắn từ ngày 5/2/2021 đến ngày 10/8/2021, nhóm nghiên cứu đã thực hiện được một lượng rất lớn công việc bao gồm từ khâu rèn luyện kỹ năng lập trình, rèn luyện kỹ năng thiết kế mạch điện tử, chuẩn bị các linh kiện cần thiết để hoàn thiện sản phẩm.

Nhóm đã nắm bắt được kỹ thuật lập trình bằng ngôn ngữ C, C++ để lập trình nhúng cho hệ thống sản phẩm và có khả năng viết app ứng dụng. Đồng thời, nhóm học sinh cũng nắm chắc được các kỹ năng thiết kế mạch điện tử và vẽ thiết kế 3D cho vỏ sản phẩm, sản phẩm của nhóm làm ra có tính ứng dụng và tính ổn định cao giúp hỗ trợ việc giám sát sức khoẻ cũng như những vấn đề bất thường xảy ra với người lính giúp cho cơ quan chức năng có thể ứng trợ kịp thời khi cần thiết.

Các kết quả đạt được của nhóm nghiên cứu sẽ có sức thu hút lớn lực lượng học sinh đang ngồi trên ghế nhà trường tham gia trải nghiệm thực tế và nghiên cứu khoa học thông qua thực hiện các đề tài dự án mang tính ứng dụng thực tế.