Trang chủ Thế giới ý tưởng Ý tưởng vì cộng đồng Top Ý Tưởng Sáng Tạo Việt Nam 2023 - Robot xương tay...

Top Ý Tưởng Sáng Tạo Việt Nam 2023 – Robot xương tay của nhóm nghiên cứu Việt cho cảm nhận giống như thật

Robot xương tay giúp người dùng có thể cử động giống như tay thật do sử dụng công nghệ cảm nhận thực tế, mô phỏng theo thời gian thực.
Thử nghiệm thiết bị robot xương tay hoạt động.
Thử nghiệm thiết bị robot xương tay hoạt động.

Dựa trên công nghệ cảm nhận thực tế

Với những người khuyết tật vận động chi cánh tay do nhiều nguyên nhân khác nhau, việc cử động dựa vào các công cụ hỗ trợ thường gặp nhiều khó khăn. Làm thế nào để tạo ra một cánh tay “giống như thật” giúp họ vận động dễ dàng?

Để tìm câu trả lời, TS Nguyễn Cao Thắng và nhóm nghiên cứu Viện Cơ học đã tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo xương tay phản hồi lực cho cảm nhận thực tế”.

Mục tiêu của nhóm là nghiên cứu, thiết kế, chế tạo xương tay phản hồi lực cho cảm nhận thực tế từ những ứng dụng công nghệ tiên tiến nhất hiện nay. Đề tài đã được nghiệm thu xếp loại Xuất sắc.

Thiết bị robot xương tay (exoskeleton robot) có hình dáng tương đồng với cánh tay người. Robot xương tay đeo được lên cánh tay người và có mô tơ điện hoạt động có thể sinh lực điều khiển để phối hợp với cử động của cánh tay.

Thiết bị này đã được nhiều trường đại học trên thế giới phát triển như Trung Quốc, Mỹ. Thiết bị robot xương tay có thể áp dụng trong y khoa như phục hồi chức năng tay cho các bệnh nhân sau đột quỵ.

TS Nguyễn Cao Thắng cho biết, công nghệ cảm nhận thực tế (Virtual Reality) bao gồm mô phỏng theo thời gian thực, tạo ra các cảm nhận thực tế về nghe, nhìn, ngửi, nếm và lực. Trong các cảm nhận trên, phản hồi lực có thể dùng để tạo ra cho người dùng cảm nhận lực.

Từ công nghệ trên, nhóm nghiên cứu đã chế tạo một thiết bị xương tay có thể hoạt động dưới sự điều khiển của tay người, di chuyển theo các phương thẳng đứng, phương ngang và có khả năng phản hồi lực cho cảm nhận thực tế.

Nhóm nghiên cứu đã phân tích động lực học và điều khiển dùng cho mô phỏng hoạt động của hệ xương tay 3 bậc tự do bằng phần mềm chuyên dụng. Sau đó xây dựng và thử nghiệm 1 mô hình xương tay có 3 bậc tự do có phản hồi lực cho cảm nhận thực tế.

Để thử nghiệm các kết quả nghiên cứu, nhóm nghiên cứu đã phát triển mô hình xương tay ba bậc tự do nghiên cứu thành thiết bị xương khuỷu tay có tích hợp các cảm biến lực, bộ vi xử lý, động cơ. Bộ vi xử lý thu thập lực tương tác đo bởi cảm biến lực và điều khiển động cơ để sinh lực hỗ trợ người dùng.

Hỗ trợ người dùng nâng vật nhẹ

Thiết bị robot xương tay được thiết kế bao gồm một cụm khung ngoài bằng kim loại có hình dáng tương đồng với cánh tay người, có thể nâng được vật nặng 0,2 kg.

Thiết bị có bộ điều khiển nhúng (embedded controller) sử dụng bộ vi xử lý Atmega328P tốc độ 16 MHz. Bộ điều khiển nhúng có thể kết nối với máy vi tính cá nhân (PC) tốc độ cao để mô phỏng hoạt động của thiết bị theo thời gian thực bao gồm lực tương tác đo được của cảm biến lực, góc quay, vận tốc góc của khớp.

Nhóm nghiên cứu cũng đã áp dụng bộ điều khiển tỷ lệ – tích phân – vi phân (PID) để điều khiển hoạt động của xương tay. Các tham số của bộ điều khiển được hiệu chỉnh phù hợp nhất để lực tương tác đạt được giá trị mong muốn.

Thiết bị xương tay có thể được lập trình để hỗ trợ thêm lực giúp cho người sử dụng nâng được vật nhẹ, hoặc phục hồi cơ tay theo một chu trình tập luyện đặt trước.

Robot cánh tay được các nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu từ vài năm nay, song chủ yếu mới dừng ở mức độ thử nghiệm. Vào năm 2019, Festo, hãng chuyên phát triển công nghệ tự động hóa của Đức đã ứng dụng thành công công nghệ khí nén để tạo ra mẫu cánh tay robot có thể cử động mềm mại như con người. Nhờ được trang bị trí tuệ nhân tạo (AI), robot mang tên BionicSoftHand còn có khả năng bắt chước và học hỏi chuyển động của tay người.

Phần khung của BionicSoftHand được làm bằng vật liệu dệt kim với một lớp da silicon mềm bọc bên ngoài. Khác với con người, cánh tay robot của Festo không có xương mà thay vào đó là các ống khí in 3D được dệt từ các sợi đàn hồi có độ bền cao. Khi một lượng khí nén nhất định được thổi vào hoặc hút ra khỏi ống, nó sẽ uốn cong các ngón tay, giúp bàn tay đóng, mở linh hoạt.

TS Thắng cho biết, ở Việt Nam, robot cánh tay sử dụng trong phẫu thuật y tế đã được ứng dụng, song chưa có robot cánh tay trợ giúp bệnh nhân phục hồi vận động cơ tay. Nhóm nghiên cứu kỳ vọng tiếp tục nghiên cứu chuyên sâu để hoàn thiện sản phẩm ứng dụng vào thực tế.

Theo Giáo Dục Thời Đại

CÁC TIN KHÁC

Top Ý Tưởng Sáng Tạo Việt Nam 2023 – Nhà khoa học Việt chế thuốc chữa tiểu đường từ cây thài lài trắng

Nghiên cứu về cây dược liệu lâu năm, PGS.TS Vũ Đức Lợi thấy Việt Nam có nhiều cây thuốc tiềm năng để phát triển thành sản phẩm trị đái tháo đường.

Top Ý Tưởng Sáng Tạo Việt Nam 2023 – Tiến sĩ Việt nhận dạng nhanh độc tố trong nông sản

Sử dụng phổ Raman, TS Nguyễn Thành Dương và cộng sự có thể nhận diện nhanh một số độc tố trong nông sản xuất khẩu.

Top Ý Tưởng Sáng Tạo Việt Nam 2023 – Sáng chế biến cây chuối thành sợi cao cấp

Anh Bùi Khánh Dũng đã sáng chế máy tách sợi chuối nhằm tận dụng những thân cây chuối bỏ đi sau thu hoạch.

Top Ý Tưởng Sáng Tạo Việt Nam 2023 – Chế phẩm nano chữa bệnh cho cây trồng

Các nhà khoa học Việt đã phát triển dưỡng chất nano tích hợp, vi lượng và dung dịch nano chữa bệnh cho cây trồng, giúp tăng năng suất và giảm tác động tới môi trường.

Top Ý Tưởng Sáng Tạo Việt Nam 2023 – Sinh viên trường Công nghệ dùng hoa đậu biếc phát hiện thực phẩm hỏng

Sinh viên Trường Đại học Công nghệ Sài Gòn đã dùng dịch chiết hoa đậu biếc để thay thế giấy quỳ, phát hiện thực phẩm tươi sống bị hỏng qua bao bì.

Top Ý Tưởng Sáng Tạo Việt Nam 2023 – Sáng chế bồn cầu di động cho xe khách, tàu hỏa, tàu biển

Bồn cầu xả nước thế hệ mới là sáng chế của Công ty TNHH Sáng Chế Xanh (Quận 7, TPHCM).

Bài viết nổi bật

Đại học Sư phạm TP.HCM ‘bắt tay’ doanh nghiệp công nghệ Việt thúc đẩy chuyển đổi số

Theo hợp tác mới ký kết với Viettel Solutions, Đại học Sư phạm TP.HCM sẽ cùng doanh nghiệp này xây dựng các giải pháp công nghệ trong giáo dục tập trung vào 4 nội dung chính.

Nhóm sinh viên trường ĐH Ngoại thương giành giải ‘Olympic Kinh tế lượng và ứng dụng’

Ngày 12/6, tại Học viện Tài chính diễn ra Chung khảo Hội thi khoa học sinh viên toàn quốc 'Olympic Kinh tế lượng và ứng dụng' lần thứ VII, năm 2022. Ban Giám khảo đã chọn ra nhóm sinh viên ĐH Ngoại thương TP. Hồ Chí Minh giành giải Đặc biệt.

Bài viết mới nhất

Tập đoàn FPT thành công xác lập Kỷ lục nhân dịp kỷ niệm 35 năm thành lập với màn nhảy đồng diễn của hơn 3000 cán bộ-nhân viên và gia đình

(KYLUC.VN-VIETKINGS) – Nhân dịp kỷ niệm 35 năm thành lập, Tập đoàn FPT tổ chức giải chạy mang tên FPT Happy Run tại thành phố Đà Nẵng với mong muốn lan toả tinh thần hạnh phúc, lòng nhân ái và nối dài những cánh tay để mang những điều tốt đẹp đến với cộng đồng. Tại sự kiện đầy ý nghĩa này, Tập đoàn FPT đã thành công xác lập Kỷ lục Việt Nam với nội dung "Màn đồng diễn điệu nhảy "Kiến tạo Hạnh phúc" tại giải chạy FPT Happy Run 2023 do các Cán bộ - Nhân viên đơn vị và gia đình tham gia nhiều nhất".

Top Ý Tưởng Sáng Tạo Thế Giới Năm 2023 – Biến gạo thành đồ nhựa an toàn mang lại hy vọng cho Fukushima sau thảm họa hạt nhân

Jinichi Abe biết rằng gạo ông trồng tại thị trấn Namie, tỉnh Fukushima (Nhật Bản) vẫn sẽ có người mua ổn định, mặc dù nơi đây đang cố gắng hồi phục sau thảm họa kép động đất và sóng thần năm 2011.

Turbine gió nổi đầu tiên trên thế giới sản xuất điện

Giàn turbine được phát triển bởi X1 Wind, công ty công nghệ điện gió nổi ở Barcelona, và neo ở quần đảo Canary, gần Tây Ban Nha.

Xiaomi Việt Nam xác lập kỷ lục với logo được ghép từ nhiều bức ảnh chân dung nhất bằng điện thoại Xiaomi 13 Series

(Kyluc.vn) Sáng ngày 11.3.2023 tại TP.HCM, nhằm chào mừng dòng điện thoại flagship mới Xiaomi 13 Series được chính thức phân phối tại Việt Nam, Xiaomi Việt Nam đã xác lập kỷ lục với sự kiện chụp và ghép logo Xiaomi từ nhiều bức ảnh chân dung nhất bằng dòng smartphone nói trên. Toàn bộ quá trình thực hiện kỷ lục Việt Nam của đơn vị đã được Tổ chức Kỷ Lục Việt Nam - Vietkings kiểm tra, thẩm định và sau đó được ghi nhận vào chương trình công bố và trao kỷ lục trong buổi tối cùng ngày.

Bộ bách khoa toàn thư lớn nhất thế giới được số hóa

"Vĩnh Lạc đại điển" - bộ bách khoa toàn thư lớn nhất thế giới - vừa được hoàn tất số hóa nhằm bảo tồn những phần còn sót lại và đưa văn học cổ điển đến với đại chúng.

Top Ý Tưởng Sáng Tạo Thế Giới Năm 2023 – Công nghệ sạc đầy pin smartphone trong 5 phút

Công nghệ sạc nhanh mới của Redmi cho công suất 300 W, giúp sạc đầy viên pin 4.100 mAh trên smartphone trong thời gian ngắn.