Sản phẩm mang tên Hệ thống tìm kiếm định vị nạn nhân (SkyHelper) do nhóm sinh viên Học viện thực hiện đã giành giải Nhì tại cuộc thi Sáng tạo trẻ 2023 của các trường kỹ thuật vừa diễn ra hôm 23/3/2024 tại Hà Nội.

Cuộc thi Sáng tạo trẻ 2023 do Đại học Bách khoa Hà Nội chủ trì, phối hợp với các tổ chức, doanh nghiệp và các trường đại học khối kỹ thuật tổ chức, tạo môi trường hỗ trợ học tập, nghiên cứu thông qua trải nghiệm sáng tạo của sinh viên tại các trường đại học. Được triển khai cuộc thi (từ tháng 8/2023), với chủ đề “Sáng tạo vì Cuộc sống” (Smart up for life), cuộc thi Sáng tạo trẻ 2023 thu hút hơn 200 lượt sinh viên tham dự chương trình huấn luyện, 42 dự án nghiên cứu gắn với ứng dụng thực tiễn, 10 đề tài được tài trợ để phát triển thành sản phẩm trong vòng triển khai, 5 dự án xuất sắc nhất lọt vào vòng chung kết.

SkyHelper – Từ ý tưởng ban đầu

Ý tưởng được em Đinh Hữu Hoàng, sinh viên năm thứ ba ngành Công nghệ đa phương tiện, Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông nghĩ đến cách đây 4 năm khi em Theo dõi tin tức về sự cố ở thủy điện Rào Trăng 3, tỉnh Thừa Thiên Huế, khiến 17 công nhân bị vùi lấp, Hoàng khi đó học lớp 12, mơ làm ra một sản phẩm chỉ được chính xác vị trí nạn nhân, tăng cơ hội cứu sống họ. Lúc đó, Hoàng ước mơ có một sản phẩm hỗ trợ tìm người mất tích.

Vào đại học, Hoàng tình cờ đọc một nghiên cứu về công nghệ Wifi Probe request frame, liên quan tới truyền dữ liệu thông tin thông qua sóng wifi giữa các thiết bị. Nghiên cứu này có từ năm 2009, song khi đó, các thiết bị thông minh và hệ thống wifi, mạng 4G chưa phổ biến. Năm 2022, theo một thống kê, hơn 83,7% dân số thế giới sở hữu điện thoại thông minh. Cậu cho rằng đây là lúc lý tưởng để tận dụng công nghệ này.

Tháng 8/2022, nam sinh mày mò, viết những câu lệnh đầu tiên để xây dựng thuật toán cho bộ xử lý sóng. Với chi phí eo hẹp, được tiết kiệm từ tiền đi làm thêm, Hoàng đặt mục tiêu tạo ra một bộ xử lý có giá dưới 3 triệu đồng, gồm một máy tính nhúng xử lý sóng và bộ thu phát tín hiệu. Sau hơn 6 tháng, Hoàng có sản phẩm đầu tiên. Để thử nghiệm bộ xử lý sóng, nam sinh nối ba đoạn tre thành một cây sào 20 m rồi buộc bộ xử lý vào ngọn, đứng trên nóc nhà và đưa sào ra xung quanh. “Mọi thứ đều rất sơ khai, nên khi thấy sản phẩm hoạt động, cho kết quả khả quan, mình vô cùng vui sướng”, Hoàng nói.

Đến hình thành sản phẩm SkyHelper

Tháng 7/2023, Hoàng chia sẻ ý tưởng với bạn bè, thầy cô trong câu lạc bộ Google Developer Student Club – PTIT và được hưởng ứng. Cả nhóm cùng cải tiến sản phẩm và đăng ký dự cuộc thi Sáng tạo trẻ 2023. Nhóm xây dựng quy trình nghiên cứu, gồm thiết kế mô hình ảo của sản phẩm, thử nghiệm và chọn vật liệu; lập trình và chạy thuật toán; vận hành…

SkyHelper được dùng vào hai mục đích chính: tìm kiếm và truy vết. Với chức năng tìm kiếm, máy bay không người lái sẽ dò tìm nạn nhân thông qua sóng wifi từ điện thoại, đồng hồ thông minh, tai nghe… Trong trường hợp nạn nhân và thiết bị ở cách xa nhau, máy bay được trang bị thêm camera ảnh nhiệt hồng ngoại, giúp nhận dạng thân nhiệt của thực thể sống, kể cả vào ban đêm.

Nếu dùng để truy vết, theo yêu cầu người điều khiển, máy bay sẽ tạo ra một vùng tam giác an toàn. Khi người ra khỏi vùng đó, hệ thống sẽ phát cảnh báo và chờ lệnh tìm kiếm. Dùng trong trường hợp này, thiết bị bay đều có thể cung cấp chi tiết về cấu trúc, địa hình và độ cao của môi trường tìm kiếm. Trong điều kiện lý tưởng, máy bay có thể bay liên tục trong 43 phút, diện tích tìm kiếm tối đa 14.300 m2, dò được khoảng 630 thiết bị, độ lệch chuẩn là 1,5 m. Khi ở khu vực rừng núi hoặc có mưa và gió cấp 6, diện tích tìm kiếm dao động 5.000-7.000 m2 với độ sai số 2-5 m.

Trước đó, khi thử nghiệm ở những nơi địa hình, thời tiết khắc nghiệt, sản phẩm hay trục trặc. Nhóm thường mất dấu máy bay, tốn nhiều thời gian tìm kiếm và tinh chỉnh thông số trước khi có sản phẩm cuối cùng.

Nhóm đã so sánh SkyHelper với Flycam và Robot tìm kiếm – hai thiết bị thương mại, dùng trong cứu nạn, cứu hộ. Các sinh viên thấy rằng Flycam có hạn chế là không xác định được vị trí chính xác của người mất tích, còn Robot gặp khó nếu di chuyển trong địa hình gồ ghề. SkyHelper khắc phục được cả hai hạn chế này.

Trưởng nhóm Hữu Hoàng cho biết kiến thức từ hai môn Cấu trúc dữ liệu và giải thuật, Lập trình web cực kỳ hữu ích, giúp em lập trình bộ xử lý và xây dựng website cho sản phẩm. Với những kiến thức ngoài chương trình học, Hoàng và nhóm tìm đọc các nghiên cứu quốc tế.

Hướng phát triển sản phẩm trong thời gian tới

Từng được học trò chia sẻ về ý tưởng này, TS Nguyễn Việt Hưng, Giám đốc Trung tâm Đổi mới sáng tạo và khởi nghiệp, Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông, là giảng viên hướng dẫn nhóm nhớ lại lúc Hoàng chia sẻ ý tưởng và giới thiệu thuật toán đã xây dựng bước đầu, ông ngạc nhiên về kiến thức và sự tìm tòi của một sinh viên năm thứ hai. Thầy Hưng cho biết từ năm 2018, Nhật Bản đã có sản phẩm tìm kiếm người mất tích dựa vào sóng wifi và thiết bị cá nhân, còn Việt Nam chưa có hệ thống nào tương tự. Bài toán đặt ra với sinh viên là phát triển thiết bị để phù hợp thực tế trong nước, không hay xảy ra động đất như Nhật Bản mà thường là sạt lở, lũ quét ở các vùng địa hình hiểm trở. “Tính cần thiết và khả thi của SkyHelper rất rõ ràng. Nếu được đầu tư kỹ lưỡng trong 6-12 tháng tới, sản phẩm sẽ tối ưu hơn, nhưng để thương mại hóa vẫn là con đường dài”, thầy Hưng nhận định.

Nhóm nghiên cứu cho biết, sau cuộc thi, nhóm sẽ tiếp tục tối ưu và bổ sung một số tính năng cho sản phẩm như kết hợp camera tầm nhiệt để tăng độ chính xác, bổ sung ăngten khuếch đại sóng nhằm đảm bảo tính ổn định của đường truyền.  Về phần máy bay, nhóm sẽ nghiên cứu để tăng thời lượng pin và cải tiến tải trọng, giúp sản phẩm có thể bay được trong các điều kiện khắc nghiệt như mưa, gió, bão…