Học sinh phổ thông ứng dụng AI sáng chế dây chuyền phân loại rác

Video sản phẩm công nghệ của Nguyễn Thành Vinh và Trần Khải Tuấn:

Ứng dụng kiến thức giải quyết bài toán thực tế

Sản phẩm của Nguyễn Thành Vinh và Trần Khải Tuấn đã giành giải nhất trong cuộc thi nghiên cứu khoa học quận Cầu Giấy (Hà Nội), được trưng bày và trình diễn tại Ngày hội STEAM do Trường THCS&THPT Nguyễn Siêu tổ chức vừa qua.

Chia sẻ về mô hình này, Nguyễn Thành Vinh cho biết, khi rác được đưa vào dây chuyền, cảm biến phía trên sẽ phát hiện và chụp ảnh, gửi tới mô hình AI được gắn trong bảng mạch. Công cụ này nhanh chóng phân loại chúng vào một trong các nhóm: giấy và bìa carton, thủy tinh, kim loại, nhựa và rác khác. Từ đó, thanh gạt trên băng chuyền tự động gạt rác vào thùng tương ứng. Thời gian từ lúc cảm biến nhận tín hiệu, AI phân tích và phân loại rác chỉ trong khoảng 1-2 giây.

Nói về sự ra đời của sản phẩm này, Nguyễn Thành Vinh cho biết: “Khoảng 1 năm trước, em bắt đầu nảy ra ý tưởng xây dựng mô hình phân loại rác sinh hoạt tái chế. Điều này xuất phát từ việc em nhìn thấy rác thải sinh hoạt không được phân loại, các gia đình đang bỏ tất cả các loại rác vào chung 1 thùng rác. Em tìm hiểu thấy rằng như vậy đã làm lãng phí rất nhiều từ nguồn rác thải tái chế và gây khó khăn trong việc xử lý rác cũng như ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường. Hè năm ngoái em rủ Tuấn cùng tìm hiểu, nghiên cứu. Đến tháng 9/2024, chúng em bắt đầu chế tạo mô hình dưới sự hướng dẫn của thầy giáo chủ nhiệm”.

Làm thế nào để biến ý tưởng thành hiện thực là thách thức lớn với hai em Vinh và Tuấn. Theo Trần Khải Tuấn, khái niệm AI với em còn khá mới mẻ và chưa biết sử dụng AI. Lúc đó, Tuấn cũng không biết làm cách nào xây dựng mô hình AI có thể tự học, tự điều khiển dây truyền phân loại rác thải theo như ý tưởng của Vinh đề xuất.

“Làm sao tự mình chế tạo dây truyền đảm bảo tính khoa học, hiện đại và tối ưu hóa trong thực tế xử lý phân loại nhiều rác thải trong cùng một lúc. Em đã nghiên cứu, tìm ra công nghệ, bảng mạch, chip phù hợp, cùng camera và các motor, nguyên liệu rẻ tiền phù hợp để chế tạo”, Trần Tuấn Khải chia sẻ.

Là người khởi tạo ý tưởng này cũng như am hiểu về AI, Nguyễn Thành Vinh cho biết, khó nhất là kết nối giữa AI và ChatGPT với phần cứng của mô hình. Cả Vinh và Tuấn đã cùng ứng dụng kiến thứclập trình,giảm thiểu độ trễ để AI phản hồi nhanh nhất có thể.

Cùng gỡ những thách thức này với Vinh và Tuấn là sự đồng hành cùng gia đình. Chị Mai Thị Thanh Oanh, mẹ của em Nguyễn Thành Vinh cho biết: “Khi Vinh nêu ý tưởng này với mẹ, tôi cũng phân tích những thách thức cũng như tính khả thi của sản phẩm. Và con cũng đặt vấn đề về việc phân loại rác bằng robot và AI. Nhưng khi tìm hiểu nếu phân loại rác bằng robot rất tốn kém, còn bằng AI lại vượt tầm của một học sinh cấp II”.

Tuy nhiên, là một người làm trong lĩnh vực công nghệ chị Thanh Oanh hiểu được sự khát khao chinh phục thử thách để có sản phẩm mình mong muốn. Để chắp cánh cho ước mơ này của con chị Thanh Oanh động viên con trình bày với giáo viên chủ nhiệm và nhà trường.

“Không có sự đồng hành của thầy cô và nhà trường, các con không thể hoàn thành được sản phẩm này. Đặc biệt là thầy giáo chủ nhiệm luôn hướng dẫn tỉ mỉ và động viên các con vượt qua khó khăn”, chị Thanh Oanh nói.

Để các con có thêm kiến thức về AI, chị Thanh Oanh cũng kết nối với các chuyên gia trong lĩnh vực này để Vinh và Tuấn có thêm kiến thức tối ưu hóa sản phẩm. Bố Vinh và Tuấn đều hỗ trợ bằng cách tìm kiếm các nguyên liệu.

“Để mua được băng truyền PVC rất khó vì cơ sở sản xuất chỉ làm băng truyền to cho các nhà máy lớn chứ không có loại bé. Bố Vinh tới tận nơi sản xuất để nhờ làm và mang băng truyền về nhà ngay trong đêm để con kịp hoàn thành sản phẩm”, chị Thanh Oanh nhớ lại.

Bên cạnh niềm đam mê, sự trợ giúp từ gia đình, nhà trường, kiến thức vẫn là nền tảng để Vinh và Tuấn hoàn thành sản phẩm. Theo Nguyễn Thành Vinh, ở trường chúng em được học tích hợp 2 chương trình: Chương trình của Bộ Giáo dục và Đào tạo và Chương trình Cambridge, đồng thời chúng em được học tăng tốc IGCSE, trong đó có môn Computer Science giúp chúng em có thêm kiến thức nền để làm ra sản phẩm này.

Ước mong về một thế hệ làm chủ AI

Tại Trường THCS&THPT bên cạnh những học sinh như Vinh và Tuấn còn có học sinh giành giải Vàng tại các cuộc thi lập trình thế giới. Đó là emPhạm Ngọc An, học sinh lớp 6CI5 đã xuất sắc giành Huy chương Vàng ở bảng đấu Lập trình cuộc thi STEM Olympiad Quốc tế 2025 với 100/100 điểm tuyệt đối.

Cô Nguyễn Thị Minh Thúy, Hiệu trưởng trường THCS và THPT Nguyễn Siêu cho biết: “Chúng tôi bắt đầu thực hiện Chương trình Giáo dục STEAM rất sớm, cách đây gần 10 năm thông qua các ngày hội để khơi gợi niềm đam mê cho các em. Đã đến lúc trường đưa công nghệ bán dẫn vào chương trình học bởi AI, con chip bán dẫn đã vào cuộc sống của chúng ta, cũng như ảnh hưởng kinh tế toàn cầu. Nhà trường luôn cập nhật công nghệ, trong tương lai dự kiến đưa chương trình công nghệ bán dẫn tích hợp các bộ môn”.

Nhiều trường phổ thông tại Hà Nội còn băn khoăn về việc đưa chương trình công nghệ thì có những trường học đã tổ chức được sân chơi ngay từ bậc mầm non, tiểu học thông qua các trò chơi.

Theo cô Minh Thúy, các em tưởng chừng đang chơi game nhưng tiếp xúc với robot để đưa ra nhiệm vụ, sai khiến robot… Ngay lứa tuổi mầm non trên thế giới đã có giải đấu dành cho từ 4 – 8 tuổi và học sinh Việt Nam đã tham dự. Càng lớn lên các em càng có niềm đam mê với công nghệ. Khi AI phát triển mạnh các em có thể nắm bắt, làm chủ chứ không để AI dẫn dắt.

Học sinh được tiếp cận với công nghệ mới thông qua ngoại ngữ là cách mà Trường THCS&THPT Nguyễn Siêu đã triển khai từ nhiều năm nay.

“Tiếng Anh không chỉ là công cụ giao tiếp mà các em sử dụng tiếng Anh học thuật để tìm kiếm tài liệu mới nhất trên thế giới”, cô Minh Thúy nói.

Xác định giáo viên là yếu tố then chốt để người học có đam mê ở bất cứ lĩnh vực nào, cô Nguyễn Thị Minh Thúy cho rằng: “Nhà trường không chỉ đào tạo nâng cao nghiệp vụ giáo viên mà còn tập huấn tiếng Anh cho giáo viên. Đồng thời, xây dựng nguồn lực giáo viên trẻ có kỹ năng về công nghệ, tiếng Anh để dẫn dắt thế hệ học sinh tự tin tiếp cận khoa học kỹ thuật một cách bài bản và nhanh chóng”.

Với tinh thần học tập suốt đời, cô Minh Thúy cho rằng công nghệ thay thế con người nhưng trí tuệ cảm xúc thì không thể và đó là điều mà học sinh cần được trang bị để làm chủ được công nghệ, lan tỏa những giá trị nhân văn tới cộng đồng. Như Vinh và Tuấn, không chỉ ứng dụng AI làm ra sản phẩm mà điều đáng nói hơn, sản phẩm của các em có ý nghĩa với cộng đồng, bảo vệ môi trường một cách thiết thực.

Theo Thứ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo Phạm Ngọc Thưởng, muốn hiện đại hóa giáo dục và các lĩnh vực khác nói chung cần phải tạo đột phá bằng khoa học, công nghệ, chuyển đổi số. Bối cảnh hiện nay thuận lợi để đưa AI vào giáo dục phổ thông khi Đảng, Nhà nước đã triển khai Nghị quyết 29 về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và gần đây là Nghị quyết 57 về phát triển khoa học, công nghệ. Đồng thời nhấn mạnh,"Mấu chốt là tập trung đào tạo giáo viên, cán bộ quản lý, hướng tới học sinh".

Thứ trưởng Phạm Ngọc Thưởng đã giao cho Vụ Giáo dục phổ thông tham mưu việc đưa AI vào chương trình nhanh và mạnh mẽ hơn, trước tiên có thể ở môn Tin học, Công nghệ ở bậc phổ thông.Đồng thời, các Sở Giáo dục và Đào tạocần chủ động đào tạo, bồi dưỡng giáo viên sử dụng công cụ này.