Thầy giáo ứng dụng trí tuệ nhân tạo để thay đổi cuộc sống

Đoạt 2 giải thưởng cao nhất từ Hội thi Sáng tạo Khoa học kỹ thuật tỉnh Lâm Đồng lần thứ 10 - 2021, thầy Trần Quang Vĩnh Chánh (sinh 1983, Trường THCS&THPT Đống Đa - Đà Lạt) là một tấm gương của tinh thần tự học và sáng tạo cho học sinh noi theo.

 

Thầy Trần Quang Vĩnh Chánh (bìa phải) vinh dự nhận 2 giải thưởng trong Hội thi Sáng tạo Khoa học kỹ thuật tỉnh Lâm Đồng 2021.

 

•  TẠO “MẮT” CHO NGƯỜI KHIẾM THỊ BẰNG TRÍ TUỆ NHÂN TẠO

 

Trong tình hình số người khiếm thị trên thế giới không ngừng tăng cao, khoa học công nghệ tiên tiến như hiện nay hoàn toàn có thể tạo ra thiết bị trở thành trợ lý cho họ. Điều mà người khiếm thị cần nhất là một thiết bị bao gồm các chức năng quan trọng như hỗ trợ di chuyển, tìm kiếm đồ vật, nhận diện vật thể, đọc sách, tìm kiếm thông tin trên Internet... Giải pháp “Ứng dụng trí tuệ nhân tạo (Deep clearning) nhằm hỗ trợ người khiếm thị trong học tập và sinh hoạt” của thầy Trần Quang Vĩnh Chánh giúp người khiếm thị vượt qua khó khăn, trở ngại, hòa nhập vào cuộc sống. Thầy đã tạo ra một chiếc kính thông minh tích hợp trợ lý ảo và thị giác máy tính để hỗ trợ người khiếm thị. Chiếc mắt kính có khả năng đọc sách, mô tả không gian, giúp người khiếm thị có thể thuận tiện học tập, sinh hoạt, làm việc trong văn phòng, công sở, hình dung về cuộc sống xung quanh.

 

Hệ thống mắt kính có cấu tạo 5 phần: Raspberry pi3 là thiết bị để điều khiển toàn bộ hệ thống như chụp ảnh, gửi dữ liệu, nhận kết quả; Camera A4 TECH 720HD là thiết bị để chụp ảnh, quay video và nhận lệnh giọng nói của người khiếm thị; Mắt kính làm khung cho sản phẩm (đặt các thiết bị); Pin dự phòng năng lượng mặt trời để cung cấp điện cho thiết bị; Tai nghe giúp người khiếm thị nghe chỉ dẫn. Cơ chế hoạt động đơn giản: Đầu tiên, người khiếm thị ra yêu cầu bằng giọng nói về đọc văn bản hay mô tả không gian. Nếu đọc văn bản máy sẽ chụp lại đoạn văn bản người khiếm thị cần đọc. Sau đó, gửi hình ảnh lên server, server sẽ chạy đoạn code OCR để track ra các ký tự cần đọc và gửi về lại máy người dùng, thiết bị sẽ sử dụng google text to speech để đọc đoạn văn bản. Nếu mô tả không gian thì kính sẽ chụp không gian xung quanh, gửi lên server chạy mô hình máy đọc mô tả cảnh không gian ấy và gửi câu mô tả về cho người dùng, sau đó google text to speech sẽ đọc câu mô tả đó. 

 

Mắt kính do thầy Chánh sáng chế đã thử nghiệm thành công trên người khiếm thị, có khả năng mô tả ảnh, xây dựng thành công chức năng đọc văn bản, trợ lý ảo tương tác với người dùng nên giúp ích cho người khiếm thị trong học tập và trong cuộc sống, bởi dù không nhìn thấy nhưng người khiếm thị vẫn tiếp thu kiến thức, nâng cao trình độ văn hóa, được học như người bình thường, xác định được vật thể chướng ngại phía trước khi đi trên đường, giúp sinh hoạt cá nhân trở nên thuận tiện, tăng sự hiểu biết, nâng cao đời sống vật chất, tinh thần. Từ đó giúp người khiếm thị tự tin vươn lên hòa nhập cuộc.

 

Với khả năng ứng dụng thực tiễn cao, hàm lượng khoa học lớn và mang ý nghĩa nhân văn, giải pháp của thầy Trần Quang Vĩnh Chánh đã xuất sắc đoạt giải Nhì Hội thi Sáng tạo Khoa học kỹ thuật tỉnh Lâm Đồng lần thứ 10-2021 (không có giải Nhất).

 

•  ỨNG DỤNG TRÍ TUỆ NHÂN TẠO ĐIỂM DANH HỌC SINH TRONG NHÀ TRƯỜNG

 

Cũng tại hội thi này, thầy Trần Quang Vĩnh Chánh đã giành giải Ba với giải pháp “Ứng dụng trí tuệ nhân tạo (Metries learning) nhằm điểm danh học sinh trong nhà trường”. Từ thực tế hiện nay các nhà máy, đơn vị hành chính, trường học luôn có số người làm việc, học tập lớn, việc điểm danh là việc làm hàng ngày tốn nhiều thời gian. Trong khi đa số các đơn vị này vẫn điểm danh bằng phương pháp thủ công hoặc sử dụng công nghệ dấu vân tay, thẻ từ và đã bộc lộ rõ những ưu, nhược điểm. Phương pháp điểm danh thủ công thường tốn nhân lực, tốc độ hạn chế gây ùn tắc, sai sót; phương pháp sử dụng công nghệ quẹt thẻ hay cảm biến nhận dạng vân tay cũng có thể gian lận nên độ tin cậy không cao. Để khắc phục những nhược điểm đó, thầy Chánh đã xây dựng phần mềm điểm danh sử dụng trí tuệ nhân tạo thông qua nhận dạng khuôn mặt với máy quét camera trong điều kiện áp dụng là các trường học. Quá trình điểm danh được thực hiện qua 2 bước cơ bản: Xây dựng cơ sở dữ liệu, trong đó mỗi học sinh là một hồ sơ bao gồm tên, lớp; sử dụng Metris Learning để phân tích thuộc tính khuôn mặt dùng để đối sánh qua máy quét camera hàng ngày trong giờ điểm danh.

 

Hệ thống điểm danh bao gồm: camera nhận diện khuôn mặt Face ID, cổng cửa kiểm soát ra vào, máy tính quản lý lưu trữ dữ liệu, phần mềm quản lý kiểm soát. Khi học sinh đi qua cổng, hệ thống camera sẽ tự động quét khuôn mặt và đối chiếu với cơ sở dữ liệu để nhận diện và xác nhận thông tin ra vào của học sinh. Toàn bộ lịch sử ra vào, thời gian ra, thời gian vào sẽ được hệ thống lưu vào cơ sở dữ liệu và đưa về phần mềm quản lý học sinh. Việc điểm danh được thực hiện hoàn toàn tự động.

 

Giải pháp của thầy Chánh được nghiên cứu một cách kỹ lưỡng, tỉ mỉ và được thử nghiệm tại Trường THCS&THPT Đống Đa năm học 2020-2021 nơi thầy giảng dạy. Qua đó giúp nhà trường trong công tác quản lý học sinh, biết chính xác thời điểm học sinh ra vào trường; giúp thuận tiện trong công việc nhận dạng và xác định hành động của từng học sinh; giúp quản lý số ngày vắng mặt hoặc đi trễ của từng học sinh, thuận tiện hơn trong việc báo cáo lại cho từng lớp học, cho từng phụ huynh học sinh nếu nghỉ học không phép. Qua đó, nâng cao tinh thần tự giác của học sinh, cải thiện tình trạng đi học trễ, nghỉ học không phép, giúp cho phụ huynh và học sinh trong việc đưa đón cuối giờ, nâng cao hiệu quả học tập của học sinh, cải thiện công tác quản lý của nhà trường. 

 

Giải pháp có thể triển khai được ngay với trình độ kỹ thuật và thị trường vật tư trong nước hiện nay, không chỉ trong trường học mà còn ứng dụng cả ngoài nhà trường. Với nhiều sáng tạo ứng dụng trí tuệ nhân tạo, mang về nhiều giải thưởng xứng đáng, thầy Trần Quang Vĩnh Chánh đang khơi nguồn cảm hứng sáng tạo khoa học kỹ thuật cho các thế hệ học trò của mình.

 

QUỲNH UYỂN