Nguyễn Thành Vinh và Trần Khải Tuấn hiện là học sinh lớp 8 trường Nguyễn Siêu, Hà Nội. Sản phẩm của hai nam sinh giành giải nhất trong cuộc thi nghiên cứu khoa học quận Cầu Giấy, được tổ chức hồi cuối năm ngoái.
Hôm 19/3, Vinh và Tuấn trưng bày sản phẩm tại Ngày hội STEAM của trường. Hệ thống phân loại rác bằng trí tuệ nhân tạo (AI) của hai em thu hút nhiều bạn bè, chật kín người xem.
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.
Hệ thống phân loại rác bằng AI của Thành Vinh và Khải Tuấn. Video: Nhân vật cung cấp
Thành Vinh có ý tưởng về một hệ thống phân loại rác từ gần một năm trước, khi thấy việc này chưa thực sự được chú trọng trong đời sống hàng ngày. Vinh rủ Tuấn, bắt tay vào tìm hiểu vào mùa hè năm ngoái.
Sau khi tham khảo các sản phẩm đã có, hai nam sinh thấy rằng có thể dùng AI để cải thiện hiệu suất, tạo ra sự khác biệt.
"Bọn em dùng AI vì đây là xu hướng công nghệ, đồng thời AI sẽ giúp hệ thống vận hành nhanh, tự động", Tuấn cho hay.
Chốt được ý tưởng, cả hai lập kế hoạch, rồi chia nhau làm. Vinh xây dựng mô hình AI và chuẩn bị phần cứng. Còn Tuấn với lợi thế đã học lập trình từ lớp 6, đảm nhận lập trình và kết nối các thiết bị của hệ thống.
Tuấn thấy lập trình AI khó hơn lập trình thông thường, do phải xây dựng hệ thống mạng nơron, sau đó tìm cách kết nối với bảng mạch để điều khiển băng chuyền. Ngoài kiến thức Tin học, Khoa học máy tính trên trường, nam sinh phải tự học thêm ngôn ngữ python và C++.
"Em thấy tài liệu về AI có nhiều trên mạng, hỏi ngay ChatGPT cũng được, quan trọng là kiên trì một chút", Tuấn chia sẻ.
Để AI phân loại rác đúng nhóm, hai nam sinh đã huấn luyện công cụ này bằng khoảng 20.000 bức ảnh chụp. Theo Vinh, đây là công đoạn mất thời gian nhất. Suốt một tháng, hai em gần như chỉ tìm ảnh rác trên mạng hoặc tự chụp, cho rằng việc này cần thiết vì để phán đoán của AI chính xác, dữ liệu đầu vào phải đa dạng.
Sau đó, Vinh và Tuấn lắp rắp phần cứng của hệ thống. Tuấn cho biết vật liệu chủ yếu là nhựa, tương đối đơn giản và dễ kiếm nên không mất nhiều thời gian. Sản phẩm được hoàn thành vào tháng 11/2024.
Theo Tuấn, hệ thống này phù hợp dùng ở các khu tập kết rác trong chung cư hoặc tổ dân phố.
Hai nam sinh trưng bày sản phẩm tại Ngày hội STEAM của trường Nguyễn Siêu, sáng 19/3. Ảnh: Thanh Hằng
Thầy Nguyễn Văn Ninh, giáo viên Toán trường Nguyễn Siêu, là người đồng hành cùng Tuấn và Vinh từ khi hai em có ý tưởng về sản phẩm. Vì AI còn mới mẻ nên khi học sinh đề xuất, thầy cũng phải tự học cùng các em.
Ban đầu, thầy Ninh lo lắng vì cho rằng việc nghiên cứu có thể quá sức với học sinh lớp 8. Song thấy các em quyết tâm, lại có nhiều tài liệu học AI, thầy tự tin hơn.
"Tôi động viên học trò là cố gắng làm từ những cái cơ bản nhất, còn phần nâng cao thì khi nào thầy trò đủ kiến thức sẽ cải tiến. Chứ nếu cứ sợ thì không làm được", thầy nói.
Theo thầy Ninh, quá trình nghiên cứu khoa học đã giúp Vinh và Tuấn có thêm kiến thức Toán, Vật lý và lập trình, đồng thời cải thiện kỹ năng giao tiếp. Hai nam sinh vốn khá nhút nhát, nhưng trải qua từng vòng thi, các em bây giờ có thể tự tin thuyết trình về sản phẩm của mình mà không cần thầy hỗ trợ.
Thời gian tới, Tuấn và Vinh tiếp tục cải thiện sản phẩm để tham dự một số cuộc thi về Tin học, khoa học kỹ thuật. Hai em dự kiến dùng bảng mạch có tốc độ nhanh hơn, tiếp tục huấn luyện AI để mô hình này rút ngắn thời gian phán đoán và phân loại rác. Cả hai cũng muốn dùng pin mặt trời để vận hành hệ thống, thay vì sử dụng nguồn điện gia đình như hiện tại để tiết kiệm điện và thân thiện với môi trường.
"Chúng em sẽ học thêm ngôn ngữ lập trình để xây dựng được nhiều mô hình AI trong tương lai", cả hai cho biết.
Thanh Hằng