Những người bị dị tật bẩm sinh, tàn tật do tai nạn giao thông, bị liệt do tai biến, bệnh nhân mắc các chứng bệnh hiểm nghèo... không thể đi lại hay điều khiển bất kỳ bộ phận nào của cơ thể (ngoại trừ cặp mắt) có thể di chuyển được theo ý muốn của mình nhờ vào chiếc xe lăn điện điều khiển bằng cử động mắt. Đây là sáng chế của giảng viên trẻ Nguyễn Hữu Cường, Bộ môn Tự động hóa, Khoa Công nghệ, Trường Đại học Cần Thơ.

Nhiều người thích thú khi xem anh Nguyễn Hữu Cường (ngồi) điều khiển xe lăn bằng cử động mắt.

Ý tưởng sáng chế xe lăn điện điều khiển bằng cử động mắt đến với Nguyễn Hữu Cường trong những lần anh vào bệnh viện thăm người thân. Cảnh những bệnh nhân bị khuyết tật tay, chân phải lệ thuộc nhiều vào sự chăm sóc của người thân khiến Cường trăn trở, muốn làm việc gì đó để giúp đỡ họ. Năm 2010, Cường đăng ký thực hiện đề tài “Thiết kế hệ thống nhận dạng hướng nhìn điều khiển robot di động”, thông qua sáng chế xe lăn điện điều khiển bằng cử động mắt.

Theo đó, những người khiếm khuyết tay, chân... chỉ cần điều khiển xe lăn điện bằng hướng nhìn có thể di chuyển theo ý mình. Anh Cường cho biết: “Mô hình xe lăn điện này giống như xe lăn điện thông thường, nhưng khác biệt là người điều khiển chỉ dùng cử động của mắt (tức các chuyển động của tròng mắt khi nhìn lên, nhìn qua trái, nhìn qua phải, nhìn thẳng, nhìn xuống,...) để điều khiển”. Nguyên lý hoạt động của xe lăn điện giống như “thị giác máy tính, sử dụng ảnh, camera” để xử lý ảnh, xác định tròng đen trong mắt đang nhìn để điều khiển, di chuyển đến điểm đến. Khi cần, người sử dụng có thể dùng cách nháy mắt để bật còi báo động từ hệ thống điều khiển nhằm kêu gọi sự giúp đỡ của người khác.

Để làm được điều này, người điều khiển phải đeo webcam vào đầu để chụp lại ảnh mắt. Webcam sẽ truyền ảnh của mắt đã chụp xuống máy vi tính được cài đặt phần mềm xác định hướng nhìn. Phần mềm này sẽ xử lý ảnh mà camera chụp lại để xác định mắt đang nhìn ở hướng nào. Từ kết quả đó, máy tính sẽ truyền tín hiệu xuống bộ điều khiển để xe di chuyển hay dừng lại theo ý muốn của người điều khiển. Theo anh Cường, ở Việt Nam, xác định hướng nhìn của mắt còn là một lĩnh vực nghiên cứu khá mới mẻ. Chính vì vậy, anh tốn khá nhiều thời gian để nghiên cứu tìm ra giải thuật xác định hướng nhìn đạt hiệu quả, với độ chính xác cao. Qua các thí nghiệm được thực hiện trên các đối tượng trong các điều kiện khác nhau, giải thuật xác định hướng nhìn của Cường đã giải quyết được những hướng nhìn cơ bản như nhìn lên, nhìn trái, nhìn phải, nhìn thẳng, nhìn xuống và đo thời gian nhắm mắt, với độ chính xác trên 95%.

Từ giải thuật xác định hướng nhìn, anh tiếp tục nghiên cứu áp dụng để điều khiển xe lăn điện bằng cử động mắt. Anh Cường cho biết, đang tiếp tục hoàn thiện phần mềm xác định hướng nhìn, nhiều khả năng trong thời gian tới, sẽ cho “ra lò” xe lăn điện đặc biệt này. Anh Nguyễn Hữu Cường bộc bạch: “Tôi sẽ tiếp tục nghiên cứu phát triển giải thuật xác định hướng nhìn, để không chỉ hỗ trợ trong việc đi lại mà còn giúp những người không cử động được tay có thể sử dụng được máy vi tính thông qua việc điều khiển con trỏ chuột bằng... mắt”.

Công trình nghiên cứu của Nguyễn Hữu Cường đã được báo cáo tại hội nghị quốc tế về tự động hóa, kỹ thuật người máy và thị giác máy tính lần thứ 11, diễn ra tại Singapore tháng 12-2010. Trong cuộc thi “Tuổi trẻ với tự động hóa” do Bộ Công nghiệp, Trung ương Đoàn, Hội Khoa học công nghệ tự động Việt Nam, Bộ Giáo dục và Đào tạo đồng tổ chức năm 2003, Nguyễn Hữu Cường, khi còn là sinh viên của Trường đại học Cần Thơ, đã đoạt giải Nhất, với đề tài: “Điều khiển cánh tay Robot bằng vi điều khiển họ PIC”. Năm này, Cường cũng đã được Trung ương Đoàn tặng Huy chương Tuổi trẻ sáng tạo.

Bài, ảnh: B.KIÊN