Sáng tạo phân loại rác thải bằng trí tuệ nhân tạo

Thầy Phạm Phú Lộc hướng dẫn học sinh Nguyễn Chấn Khang và Trương Thảo Quyên xử lý các mạch điều khiển khi thực hiện dự án.

Chấn Khang và Thảo Quyên chia sẻ: các em được biết, thực hiện các tiêu chí XDNTM, công tác bảo vệ môi trường tại địa phương đã có những chuyển biến tích cực, việc thu gom, xử lý rác thải được các cấp, các ngành, cộng đồng dân cư chung tay thực hiện, trong đó có học sinh. Tuy nhiên, để nâng cao hiệu quả việc thu gom rác, vấn đề phân loại rác thải rất cần thiết, giúp việc vận chuyển, tái chế được dễ dàng, góp phần giảm lượng rác thải cần xử lý, tăng lượng rác thải có thể tái chế.

Đặc biệt, trong môi trường giáo dục trường học, số lượng học sinh đông, rác thải từ vỏ lon, chai nhựa nhiều, là những loại có thể tái chế, nếu học sinh biết phân loại đúng cách, ngoài góp phần bảo vệ môi trường còn giúp nâng cao ý thức phân loại rác từ nhỏ. Bên cạnh, nguồn thu từ rác thải tái chế có thể giúp Liên đội trường thực hiện nhiều hoạt động ý nghĩa.

Qua tìm hiểu kiến thức trên mạng internet và được giáo viên hướng dẫn việc ứng dụng tiến bộ công nghệ, 02 em nảy sinh ý tưởng sáng tạo ra thùng rác thông minh, phân biệt được 03 loại rác thải: rác hữu cơ, rác vô cơ và rác tái chế hoàn toàn tự động bằng công nghệ trí tuệ nhân tạo.

Trí tuệ nhân tạo hay trí thông minh nhân tạo (viết tắt là AI) là một ngành thuộc lĩnh vực khoa học máy tính. Là trí tuệ do con người lập trình tạo nên với mục tiêu giúp máy tính có thể tự động hóa các hành vi thông minh như con người. Trí tuệ nhân tạo giúp máy tính có được những trí tuệ của con người như: biết suy nghĩ và lập luận để giải quyết vấn đề, biết giao tiếp do hiểu ngôn ngữ, tiếng nói, biết học và tự thích nghi… Thùng rác AI, được tích hợp công nghệ trí tuệ nhân tạo được phân loại rác tự động dựa vào các câu lệnh lập trình và hình ảnh rác thải được cài đặt trước đó.

Được thầy Phạm Phú Lộc hướng dẫn, để thực hiện dự án, các em đặt mua các thiết bị trên mạng internet như: mạch Yolo:bit và mạch mở rộng, động cơ servo, màn hình, loa, bàn phím, cảm biến khoảng cách, thùng rác nhựa và các phụ kiện khác như pin, công tắc điện… Sau đó, được thầy hướng dẫn cách lắp đặt các thiết bị, lắp đặt mạch Yolo:bit vào mạch mở rộng. Các chân trên mạch mở rộng được lắp đặt gồm: cảm biến khoảng cách được lắp vào cổng P16P12, loa thông báo được lắp vào cổng P15P14 trên mạch mở rộng, loa có bộ nhớ để chứa âm thanh hướng dẫn.

Phần thiết kế và lập trình thùng rác AI gồm: động cơ Servo, được lắp đặt ở phần kéo nắp thùng rác, khi ở chế độ đóng (góc quay động cơ 0 độ), khi ở chế độ mở (góc quay động cơ 180 độ), cả 03 thùng rác được lắp đặt 03 động cơ tương đương với 03 loại rác khác nhau. Đồng thời, tiến hành viết chương trình nhận dạng, cài đặt hệ thống phân biệt được từng loại rác theo mô hình, khi ở trạng thái 0 (chưa nhận lệnh) cả 03 thùng rác đóng, khi nhận lệnh, tùy vào loại rác, nắp thùng chứa rác tự động mở trong khoảng thời gian 05 giây để bỏ rác vào.

Bên cạnh, cảm biến khoảng cách có nhiệm vụ phát hiện người và vật đến gần, được lập trình nhận lệnh trong phạm vi 50cm, sẽ phát hiện và đưa tín hiệu vào mạch mở rộng để phát ra âm thanh thông báo hướng dẫn sử dụng thùng rác.

Chấn Khang chia sẻ thêm: mạch vi điều khiển Yolo:bit có nhiệm vụ nhận lệnh, kết nối với mạch mở rộng và 03 động cơ của 03 thùng rác nhằm tự động đóng mở khi nhận dạng rác. Hệ thống thùng rác sử dụng nguồn điện pin 5V để hoạt động, nguồn sử dụng đưa mẫu vật vào hệ thống camera, chương trình sẽ tiến hành phân tích và thu nhập dữ liệu loại rác thải, sau đó sẽ đưa ra lệnh tương ứng để mở đúng thùng rác cần bỏ rác vào. Trường hợp, các loại rác thải mới, chưa được cài đặt bằng hình ảnh từ trước thì hệ thống AI không phân biệt được nên cần có thêm hệ thống vi xử lý hỗ trợ như máy tính. Lúc này để mở được thùng rác, người dùng cần phải nhấn các số trên bàn phím tương ứng với từng thùng rác để nắp thùng rác mở ra.

Thầy Phạm Phú Lộc cho biết: Nguyễn Chấn Khang và Trương Thảo Quyên là 02 học sinh giỏi tiêu biểu của trường, có khiếu và đam mê với môn Tin học. Đối với ý tưởng sáng tạo thùng rác AI, 02 em đã dành nhiều thời gian khoảng 02 tháng tập trung nghiên cứu và học hỏi để thực hiện dự án, chi phí đầu tư dự án không nhiều nên có thể nhân rộng thực hiện ở cơ quan, trường học.

Với ý tưởng sáng tạo này, 02 em đoạt giải Ba cuộc thi nghiên cứu khoa học - kỹ thuật cấp tỉnh dành cho học sinh trung học do Sở Giáo dục và Đào tạo tổ chức, minh chứng cho sự nỗ lực của các em và là tiền đề để các em tiếp tục học tập, nghiên cứu khi học các lớp cao hơn.

Bài, ảnh: NGỌC XOÀN