Dự án "Thiết kế và phát triển thiết bị ACUIRPEN sử dụng bộ lọc Hampel nhằm nâng cao độ chính xác khi xác định huyệt đạo" của hai học sinh Trường THPT chuyên Lương Thế Vinh (Đồng Nai) vừa đoạt giải nhất hội thi nghiên cứu khoa học, kỹ thuật cấp quốc gia dành cho học sinh THCS, THPT.

Độ chính xác cao

Ý tưởng nghiên cứu bắt đầu từ câu chuyện cá nhân khi bà của Thiên Duyên thường xuyên phải điều trị bằng phương pháp châm cứu. Duyên nói phương pháp này khá hiệu quả nhưng lại phụ thuộc nhiều vào cảm nhận và kinh nghiệm của người thực hiện nên rất tò mò.

Sự tò mò đó dẫn lối cho cô bạn chủ động tìm hiểu các tài liệu về y học cổ truyền và thấy việc xác định huyệt đạo là yếu tố then chốt quyết định hiệu quả điều trị. Nhưng phương pháp này vẫn thiếu sự chuẩn hóa, dễ sai lệch giữa các lần xác định huyệt đạo do chủ yếu dựa vào kinh nghiệm cá nhân của người thực hiện châm cứu.

Trong quá trình nghiên cứu, hai bạn tiếp tục phát hiện các thiết bị hỗ trợ xác định huyệt đạo trên thị trường phần lớn dựa vào điện trở da. Phương pháp này còn hạn chế về độ ổn định và điều kiện đo do phải tiếp xúc trực tiếp, dễ bị ảnh hưởng bởi lực tay, mồ hôi, môi trường đồng thời phải điều chỉnh thông số phù hợp với từng người.

Qua một số nghiên cứu khoa học hiện đại chỉ ra huyệt đạo có đặc trưng nhiệt độ cao hơn vùng xung quanh, mở ra một hướng tiếp cận mới. Từ đó, hai bạn muốn ứng dụng cảm biến hồng ngoại để phát hiện sự chênh lệch nhiệt độ, kết hợp với thuật toán xử lý dữ liệu nhằm xác định huyệt đạo chính xác hơn, thay vì tiếp tục đi theo các phương pháp truyền thống.

"Tụi mình chọn sử dụng cảm biến hồng ngoại để đo sự chênh lệch nhiệt độ tại huyệt đạo. Huyệt chỉ cao hơn khoảng 0,5 - 0,7oC so với vùng xung quanh nên cần chọn cảm biến đủ chính xác và thiết kế rất nhỏ gọn", Duyên nói.

Ban đầu nhóm thử nghiệm với các Model AI nhưng gặp hạn chế về tốc độ và tài nguyên. Sau nhiều lần thử nghiệm, nhóm sử dụng bộ lọc Hampel để xử lý dữ liệu. 

"Quan trọng là chọn phương pháp phù hợp với bài toán, không nhất thiết phải là công nghệ phức tạp nhất", Dân cười.

Hành trình tự học và thử nghiệm

Để tạo ra sản phẩm hoàn chỉnh, cả hai gần như bắt đầu từ con số 0, tự học từ lập trình nhúng, thiết kế mạch đến xử lý dữ liệu. Tình cờ Duyên được một đàn anh chia sẻ về các hoạt động nghiên cứu tại khoa điện - điện tử Trường ĐH Bách khoa (ĐH Quốc gia TP.HCM). Ấn tượng với môi trường thực hành và những sản phẩm do sinh viên chế tạo, Duyên được rủ tham gia một khóa học hè của Câu lạc bộ Pay It Forward.

Cô gái chỉ nghĩ đơn giản cứ đi thử cho biết nhưng không ngờ trải nghiệm ấy trở thành bước ngoặt. Từ chỗ chưa có nền tảng, Duyên được các anh chị hướng dẫn kiến thức cơ bản, cách thiết kế, lắp ráp một sản phẩm hoàn chỉnh. Cô bạn còn thường xuyên lên phòng lab thực hành, hỗ trợ các đề tài để tích lũy kinh nghiệm thực tế.

"Có những ngày mình ở phòng lab từ sáng đến tối, vừa học vừa làm và đã dần theo được", Duyên khoe. Nền tảng về lập trình nhúng và thiết kế mạch từ đây trở thành lợi thế quan trọng trong quá trình phát triển thiết bị. 

Còn Chí Dân tận dụng thế mạnh về thuật toán, tự đọc tài liệu, tiếp cận các bài nghiên cứu khoa học và thử nghiệm nhiều phương pháp xử lý dữ liệu khác nhau trước khi tìm ra hướng phù hợp.

Duyên dự định theo học ngành điện - điện tử, còn Chí Dân theo đuổi khoa học máy tính. Nhóm cho biết đã phát triển ứng dụng hỗ trợ tra cứu huyệt đạo, đồng thời sẽ tiếp tục hoàn thiện sản phẩm theo hướng tích hợp thêm tính năng mới như nhận diện tên huyệt bằng AI và nghiên cứu các thuật toán nhằm nâng cao độ chính xác của thiết bị.

Cô Vũ Thị Phương - giáo viên hướng dẫn hai bạn nghiên cứu - nói điểm đáng chú ý ở hai học sinh không chỉ nằm ở kết quả sản phẩm mà còn ở nền tảng và quá trình tự tích lũy trước đó. Kỷ niệm được cô Phương nhớ hoài là sự cố thiết bị đứt dây tại vòng thi cấp tỉnh. Lúc ấy Duyên lập tức lấy dụng cụ ra hàn lại ngay tại bàn thi. "Giám khảo nhìn cô học trò làm còn cười nói chỉ có học sinh tự làm thì sản phẩm mới như vậy, chứ khó ai đi thi mà để dây lòng thòng, mối hàn xấu vậy cả", cô Phương cười.

Học chuyên Anh lại trở thành lợi thế với Thiên Duyên khi phần lớn tài liệu chuyên ngành đều bằng tiếng Anh, nhờ khả năng ngoại ngữ tốt giúp cô gái tiếp cận kiến thức nhanh hơn. Trong khi đó Nguyễn Ngọc Chí Dân có thế mạnh rõ rệt về thuật toán nhờ nền tảng học sinh chuyên tin. Bạn ấy lo phần nghiên cứu, so sánh các phương pháp xử lý dữ liệu khác nhau để chọn ra giải pháp tối ưu cho bài toán của đề tài.

Nghiên cứu của nhà khoa học trẻ phải đi vào thực tiễn

Thay mặt lãnh đạo TP.HCM, Phó chủ tịch UBND TP Trần Thị Diệu Thúy vừa gặp các nhà khoa học trẻ đoạt giải thưởng khoa học công nghệ Quả cầu vàng cùng Nữ sinh khoa học công nghệ Việt Nam 2025 đang nghiên cứu, học tập tại TP.HCM.