Akash Krishnan (trái) và Matthew Fernandez luôn song hành trong nghiên cứu khoa học. Ảnh: Rediff

Miệt mài nghiên cứu suốt 3 năm, đôi bạn Akash Krishnan, 16 tuổi và Matthew Fernandez, 17 tuổi, học chung trường Oregon Episcopal (OES) ở Portland, bang Oregon (Mỹ), đã cùng phát triển thành công bước đầu phần mềm nhận dạng tình cảm qua lời nói. Công trình nghiên cứu của hai chàng trai trẻ này đã mang lại cho họ nhiều giải thưởng giá trị, trong đó có học bổng trị giá 100.000 USD tại cuộc thi Toán, Khoa học và Kỹ thuật Siemens năm 2010.

Cảm hứng nghiên cứu từ phim ảnh

Vào một ngày mùa thu trong năm thứ hai tại OES, Fernandez đến nhà Krishnan để cùng tìm ý tưởng cho đề tài tham gia hội chợ khoa học truyền thống của trường. Theo quy định chung, tất cả học sinh từ lớp 7 đến 11 đều bắt buộc phải có một đề tài tham gia. Và đôi bạn học này bắt đầu nhen nhóm ý tưởng nghiên cứu chương trình nhận biết tình cảm con người ứng dụng trên máy tính, sau khi tình cờ xem một cảnh phim “Tôi, robot”, trong đó robot có thể nhận ra tâm trạng căng thẳng của chủ nhân chỉ qua lời nói.

Tuy nhiên, khi bắt tay vào công việc, cả hai nhận ra vấn đề thật sự gai góc. Máy tính ngày nay đã có thể chuyển tín hiệu âm thanh sang từ ngữ cụ thể và xác định được ý nghĩa của những từ đó. Fernandez giải thích: “Nếu tôi nói vui vẻ, và bạn cũng nói vui vẻ, âm thanh nghe sẽ tương tự nhau và máy tính có thể nhận biết được điều đó”. Thế nhưng, văn nói luôn có nhiều ẩn ý khác nhau, và rất khó xác định những yếu tố nào trong tín hiệu âm thanh để có thể biết được tâm trạng vui vẻ hay bực tức của người nói. Nỗ lực khắc phục vấn đề này, cả hai bắt đầu lao vào quá trình nghiên cứu. Fernandez gần như bỏ mặc những bài tập khác ở trường, để đọc tài liệu liên quan mỗi ngày đến quá khuya. Còn Krishnan cũng không đi ngủ trước 3 giờ sáng nhiều đêm liền, để đọc sách và mày mò lập trình.

Những thử thách và thành công bước đầu

Bài nghiên cứu mà “đôi bạn cùng tiến” tham gia hội chợ khoa học của trường dài 30 trang mã lệnh và 60 trang viết giải thích về chương trình. Krishnan cho biết cả hai đã phát triển thuật toán mới để giải quyết vấn đề, thay vì “sử dụng những gì mà người khác đang cố gắng thực hiện”. Thuật toán của đôi bạn này cho phép xác định tình cảm của người nói bằng cách so sánh 57 đặc điểm khác nhau của tín hiệu âm thanh với một tín hiệu được thu âm sẵn, dùng làm chuẩn mà người nghe đã định là “vui vẻ” hoặc “giận dữ”. Thuật toán của họ không nhận biết được sự tin tưởng hoặc chế nhạo, nhưng có thể phát hiện (dù chưa hoàn hảo) cảm giác sợ hãi, tức giận, vui và buồn ngay lập tức mà không mất nhiều thời gian xử lý.

Sau khi đề tài giành giải nhất đồng đội trong cuộc thi tại trường năm ngoái, Fernandez và Krishnan được đại diện trường tham gia Hội chợ Khoa học và Kỹ thuật quốc tế Intel. Họ tiếp tục đoạt giải nhất mảng khoa học tự nhiên. Sau đó, cả hai tham dự cuộc thi Siemens, một trong 2 cuộc thi khoa học hàng đầu nước Mỹ, và một lần nữa sản phẩm của họ nhận được giải thưởng lớn với học bổng trị giá 100.000 USD.

Theo đánh giá của ban giám khảo, phần mềm của Fernandez – Krishnan nhận biết chính xác đến 60% tình cảm của con người thông qua lời nói, khá hiệu quả so với ứng dụng giành giải thưởng trước đó, chỉ đạt 41%. Công trình của họ mở ra triển vọng mới cho các ứng dụng trên máy tính từ nghiên cứu về bệnh tự kỷ, tới trò chơi máy tính và phát hiện nói dối.

Cả Fernandez và Krishnan đều là “con nhà nòi” về nghiên cứu khoa học. Cha của Fernandez là kỹ sư phần mềm và mẹ là kỹ sư cơ khí. Còn cha Krishnan là kỹ sư điện tử sở hữu 6 bằng sáng chế và làm việc trong các dự án mật của hãng Microsoft, trong khi mẹ là kỹ sư phần mềm của công ty Synopsys.

Trước mắt, hai nhà khoa học trẻ cho biết sản phẩm của họ có thể được dùng để giúp cải tiến hệ thống điện thoại tự động trên máy tính, giúp nhận biết những khách hàng đang tức giận. Song song đó, họ sẽ phát triển một thiết bị giống như đồng hồ đeo tay, hiển thị màu sắc hoặc những gương mặt vui hay buồn nhằm giúp trẻ em mắc chứng tự kỷ có thể nhận biết hoặc hiểu được tình cảm của người khác.

Trước ngưỡng cửa đại học, Fernandez muốn chọn ngành kỹ sư và khoa học máy tính trong khi người bạn Krishnan muốn trở thành kỹ sư cơ khí, điện tử và khoa học máy tính.

THÁI THANH
(Theo NYT, The Beaverton Valley Times, Myhero.com)