Các nhà khoa học trẻ với công nghệ cho người khuyết tật

Thứ Năm, 01/11/2018, 13:26

Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), có khoảng 40 triệu người khuyết tật mất chi ở các quốc gia đang phát triển nhưng chỉ 5% trong số đó có cơ hội tiếp cận một loại chi giả nào đó. Tuy nhiên, một nhóm các nhà khoa học trẻ tuổi đang tìm cách giải quyết thách thức này.

Shiva Nathan - 19 tuổi, trợ lý nghiên cứu tại Đại học Carnegie Mellon ở Pittsburg (Mỹ) - đã dành suốt tuổi thơ chơi video game và không ngờ rằng vào một ngày nào đó kỹ năng này hóa ra lại cực kỳ hữu ích để thiết kế chân tay giả.

Nathan kể lại: "Cậu tôi là nhà thần kinh học. Ông mua một chiếc tai nghe hiệu MindWave Mobile cho tôi chơi để xem liệu tôi có làm được gì hay ho với nó không". Đôi tai nghe này sử dụng công nghệ EEG, có thể đo được sóng điện não do các neuron thần kinh trong não tạo ra. Thiết bị được các bác sĩ sử dụng trong nhiều thập niên để chẩn đoán bệnh động kinh, nhưng ngày nay được quảng cáo rộng rãi là có thể đọc được tín hiệu não và cho phép người sử dụng chơi game mà không cần sử dụng đến tay chân.

"Chi giả Arduino" của Shiva Nathan (ảnh trái); Adeeb Al Balooshi chế tạo thành công bàn chân giả chống nước khi cậu chỉ mới 9 tuổi.

Vào khoảng thời gian nhận được bộ tai nghe, Nathan biết được câu chuyện về người phụ nữ họ hàng xa ở Ấn Độ đã mất cả hai cánh tay trong một vụ nổ. Nathan giải thích: "Khi tôi biết về chấn thương của cô ấy và tôi biết về các chi giả mà cô được nhận, tôi nghĩ mình có thể chế tạo các chi tốt hơn nhiều".

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại chi giả công nghệ cao - từ cánh tay giúp người dùng cảm nhận được chất liệu vật thể đến những chi giả có thể tự quan sát được, với giá cả lên đến 30.000 USD. Với chiếc tai nghe chơi game và thiết bị điều khiển vi mô giá khoảng 30 USD - có thể lập trình và kết nối với thiết bị khác như TV - Nathan đã sẵn sàng chế tạo một cánh tay giả mà mọi người có thể dễ dàng có được.

Nathan cho biết: "Cơ chế hoạt động là sử dụng tai nghe EEG kết nối Bluetooth với thiết bị điều khiển vi mô. Bộ tai nghe có thể đọc sóng điện não, dựa trên tín hiệu nó nhận được từ não và từ đó gửi dữ liệu qua sóng Bluetooth đến cánh tay, sau đó điều khiển cử động tay". Ngoại trừ bộ phận điều khiển vi mô và bộ tai nghe, thiết bị này hoàn toàn được chế tạo từ những vật liệu mà Nathan có thể tìm mua được ở cửa hàng điện địa phương.

"Chi giả Arduino" của Nathan đã giành được nhiều giải thưởng - trong đó có giải từ Cuộc thi National microMedic năm 2013 và giải thưởng Bluetooth Breakthrough năm 2014.

Một số nhà khoa học khác thậm chí bắt tay vào công việc khi còn ít tuổi hơn. Adeeb Al Balooshi từ Các Tiểu vương quốc Ảrập Thống nhất (UAE) đã chế tạo thành công bàn chân giả chống nước khi cậu chỉ mới 9 tuổi. Cha của Al Balooshi bị bại liệt từ nhỏ và hệ quả là chân phải của ông không phát triển như chân trái. Al Balooshi cảm thấy phải sáng tạo ra thứ gì đó có ích cho người cha.

Al Balooshi biết cha rất thích bơi, nhưng ông luôn mất rất nhiều thời gian trước khi ra cùng con trai, vì ông phải gỡ chân giả ra trước - đó là một quy trình hết sức vất vả. Al Balooshi đã chế tạo một bàn chân giả có khối lượng nhẹ và chống nước nhằm giúp cho cha không bao giờ phải tốn công sức gỡ chân giả ra khi đi biển nữa.

Phiên bản ban đầu của bàn chân được chế tạo từ các thanh kim loại và da thuộc, nhưng sau đó Al Balooshi nâng cấp bàn chân với graphene - một chất liệu siêu nhẹ, siêu bền từ carbon. Bàn chân mới này không cần dây cột và vận hành bằng thủy lực, giống như một bàn tay công nghệ cao do một nhóm các nhà nghiên cứu từ một trường đại học phát triển trước đó vài năm.

Với thành công từ chế tạo bàn chân giả cho cha, Al Balooshi tiếp tục chế tạo ra một robot dọn dẹp cho mẹ và thắt lưng an toàn trên xe hơi với thiết bị đo nhịp tim gắn kèm, có thể cảnh báo nguy cơ sức khỏe đến dịch vụ cấp cứu qua kết nối không dây. Ngày nay, Al Balooshi có 7 bằng sáng chế, và nếu tính mức độ thành công theo cách của giới trẻ vẫn dùng, thì cậu đang có 36.000 người theo dõi trên mạng xã hội Instagram.

Emma Doherty - 15 tuổi sống ở vùng Greater Manchester nước Anh - phát triển thiết bị gọi là Speaking Signs (tín hiệu giọng nói) không dành cho người cụt chân hay cụt tay mà cho người khiếm thính. Doherty cho biết: "Tôi đọc được bài báo nói người khiếm thính gặp khó khăn khi tương tác với xã hội vì họ chỉ giao tiếp được với một số người có thể hiểu ngôn ngữ ký hiệu, cho nên tôi rất quan tâm đến việc tìm cách vượt qua rào cản đó".

Doherty quyết định nghiên cứu thiết kế một găng tay có thể đọc được ngôn ngữ ký hiệu thông qua cảm biến chuyển động và sau đó chuyển cử động thành lời nói. Sáng chế được tạo cảm hứng từ ca sĩ Imogen Heap, người đã phát minh ra găng tay biến cử động thành âm nhạc. Doherty chia sẻ: "Người khiếm thính có thể sẽ không nghe được lời đáp lại, vì thế một micro thay vào đó sẽ nghe lại và ghi chú xuống, giống như bạn có thể đọc to cho chiếc iPhone nghe. Sau đó lời phản hồi sẽ hiện lên màn hình của găng tay". Dù mới chỉ đang trong giai đoạn thử nghiệm, găng tay của Doherty đã thu hút sự chú ý của những người cần hỗ trợ từ thiết bị này.

Năm 2017, ý tưởng của Doherty giành chiến thắng tại Triển lãm Big Bang Fair ở Anh (giải thưởng dành cho nhà phát minh trẻ) và thu hút được một công ty phần mềm ở Cambridge đầu tư để tiếp tục phát triển sản phẩm. Cuối cùng, Doherty hy vọng thiết bị Speaking Signs sẽ giúp người khiếm thính có thể chuyện trò với bất kỳ ai trên hành tinh này.

Duy Minh (tổng hợp)