Nhóm học sinh trường Phổ thông song ngữ Liên cấp Wellspring (Hà Nội) chế tạo hệ thống quản lý rác thông minh với robot thu gom, máy phân loại rác.

Sáng chế của đội Invictus, hiện gồm hai thành viên Nguyễn Đắc Đăng Khoa và Hà Tuấn Minh, giành chiến thắng tại cuộc thi Tài năng Robotacon (Robot Talents Contest) 2019 hồi tháng 8. Là cuộc thi về STEAM và Robotics do Sở Giáo dục và Đào tạo TP HCM cùng Lego Việt Nam tổ chức, Robotacon thu hút sự tham gia của gần 400 đội đến từ các trường học phổ thông.

"Do hai năm trước không đạt thành tích cao, năm nay bọn em chỉ nghĩ tham gia cho vui, lúc đầu còn giấu vì nghĩ không được gì, không ngờ vô địch bảng dành cho học sinh THCS nên hạnh phúc vỡ òa", trưởng nhóm Đăng Khoa chia sẻ.

Với đề thi mở "Smart city - Thành phố thông minh", từ tháng 1 nhóm đã có ý tưởng xây dựng robot điều khiển giao thông nhưng không khả thi. Đến tháng 5, Tuấn Minh tình cờ xem video về chiếc thùng rác bị nước cuốn trôi và bật nắp, em đã nói chuyện với bạn về ý tưởng làm thùng rác thông minh.

"Quản lý rác thải ở đô thị, nhất là rác có thể tái chế đang là vấn đề cấp bách cần giải quyết nên chúng em muốn xây dựng dự án tập trung vào việc phân loại rác tái chế", Tuấn Minh nói.

Mô hình của nhóm có hai phần gồm thành phố thông minh trên mặt đất và hệ thống phân loại rác dưới lòng đất. Quy trình bắt đầu bằng việc thùng rác trong thành phố khi đầy sẽ được một robot đi thu gom theo lộ trình ngắn nhất, sau đó đổ rác vào ống để xuống nhà máy phân loại nằm dưới đất.

Tại đây, rác sẽ được nghiền nhỏ và bắt đầu phân loại. Rác làm từ sắt sẽ được nam châm điện từ hút rồi chia vào thùng 1. Rác từ nhựa có trọng lượng nhẹ, nhóm sử dụng quạt công suất cao để thổi sau đó chia vào thùng 2. Các loại rác tái chế còn lại được đổ vào thùng 3.

Các thành viên khẳng định, "yếu tố thông minh" đến từ những thùng rác được sử dụng trong thành phố. Những thùng này có thể xác định mức độ của rác đang chứa là thấp, trung bình hay nhiều để người dân biết, đồng thời có khả năng tự đóng mở nắp tránh lan mùi hôi và gửi tin nhắn cho nhà điều hành để họ xác định lộ trình ngắn nhất cho robot thu gom.

Mỗi thùng còn được thiết kế một cánh tay robot để san phẳng lượng rác bên trong, tối ưu hóa diện tích nhằm chứa được nhiều rác hơn.

Tuấn Minh phụ trách thiết kế, lập trình các phần lego của thùng rác thông minh và chuẩn bị nội dung thuyết trình. Thành viên còn lại phụ trách lắp ghép robot thu gom rác trong thành phố, robot vận chuyển trong nhà máy và hoàn thiện dây chuyền phân loại rác.

Các thành viên đã dành cả mùa hè để hoàn thiện dự án, sắp xếp thời gian nghỉ và du lịch cùng gia đình so le nhau, người này về thì người kia mới đi, đảm bảo lúc nào cũng phải có ít nhất một thành viên ở phòng thí nghiệm của trường.

Gây khó khăn nhất cho các thành viên là chế tạo nam châm hút rác từ sắt. "Chúng em là học sinh song ngữ, kiến thức về Vật lý, Hóa học không phải là thế mạnh, chưa thể bằng các bạn trường chuyên về kỹ thuật", Đăng Khoa chia sẻ.

Mô hình được nhóm mang đi thi Tài năng Robotacon 2019 tại TP HCM là bản thứ ba được hoàn thành. Các bản trước sử dụng mạch điện, cảm biến cho robot chạy và nam châm hoạt động, nhưng phương pháp này phức tạp và thay đổi nhiều so với môi trường xung quanh. Sau đó, nhóm quyết định sử dụng toàn mạch điện. Nam châm được bọc bằng đồng, khi có dòng điện chạy qua sẽ tạo thành nam châm điện từ có thể hút kim loại.

Trong quá trình thiết kế và lắp ghép nhà máy, Đăng Khoa và thành viên còn lại đã xảy ra mâu thuẫn, mỗi người một ý. Sau thời gian tranh luận, Đăng Khoa nhận thấy cách làm của mình không khả thi bằng của bạn. "Tranh cãi chỉ diễn ra trong hai ngày vì bọn em đã thống nhất nếu mâu thuẫn cần giải quyết nhanh để tập trung cho công việc của nhóm", Đăng Khoa chia sẻ.

Thầy Nguyễn Công Hiếu, giáo viên hướng dẫn và đồng hành cùng các thành viên được ba năm, đánh giá học trò thích tìm tòi những thứ "trên trời dưới biển". Một trong những yếu tố giúp "Hệ thống quản lý rác thông minh" chiến thắng vì góp phần giải quyết vấn đề cấp bách của xã hội và giúp con người có cuộc sống tốt hơn, đúng như tiêu chí của cuộc thi.

Thầy giáo cho rằng, điều tiếc nuối nhất của thầy trò là chưa thể giải quyết được việc xử lý rác để tạo ra một quy trình khép kín. "Tuy nhiên, với lứa tuổi THCS, việc sáng tạo một mô hình có thể thu gom và phân loại rác thải cũng là thành tích đáng khích lệ", thầy Hiếu nói.

Các thầy trò mong muốn dự án sẽ nhận được sự quan tâm để không chỉ dừng ở mức độ mô hình mà có thể ứng dụng vào thực tế. Hiện Đăng Khoa, Tuấn Minh cùng thầy Hiếu chỉnh sửa và nâng cấp những phần cuối của dự án để đại diện khối THCS của Việt Nam tham dự cuộc thi World Robot Olympiad tổ chức vào tháng 11 ở Hungary.

Thanh Hằng