(GLO)- Nhằm chung tay phòng-chống dịch Covid-19, 2 nam sinh Trường THPT Pleiku đã nghiên cứu xây dựng mô hình “Cổng trường thông minh” bằng trí tuệ nhân tạo. Thông qua hình ảnh thu được từ camera, hệ thống sẽ nhận diện được người đeo và không đeo khẩu trang, từ đó, điều khiển mở thanh gác cổng hoặc đưa ra lời nhắc nhở tương ứng. Đề tài đạt giải nhì tại Cuộc thi khoa học kỹ thuật cấp tỉnh học sinh trung học lần thứ VII (năm học 2020-2021).
Ý tưởng trên được em Nguyễn Quang Thuật (lớp 12A1, Trường THPT Pleiku) và Tống Duy Quang (sinh viên năm thứ nhất Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh; cựu học sinh lớp 12A3, Trường THPT Pleiku) nghĩ đến khi dịch Covid-19 bắt đầu bùng phát ở nước ta vào đầu năm 2020. Tuy nhiên, tới tháng 9-2020, đề tài này mới được 2 em bắt tay thực hiện.
“Trong bối cảnh dịch Covid-19 diễn biến phức tạp, việc sử dụng khẩu trang có ý nghĩa rất quan trọng ở nơi công cộng, nhất là những địa điểm thường tập trung đông người như trường học. Vì vậy, chúng em quyết định thực hiện mô hình “Cổng trường thông minh” nhằm nâng cao hơn nữa ý thức đeo khẩu trang của học sinh, góp phần kiểm soát nguy cơ lây lan dịch bệnh và tạo môi trường học đường an toàn”-Thuật chia sẻ.
Sau khi tìm hiểu kỹ về trí tuệ nhân tạo, ngôn ngữ lập trình Python, lĩnh vực học máy (khả năng tự học của máy tính), Thuật và Quang chia nhau triển khai thực hiện các phần việc dựa trên thế mạnh của mỗi người. Đầu tiên là tiến hành thu thập dữ liệu hình ảnh người đeo khẩu trang và không đeo khẩu trang từ 200 giáo viên và học sinh trong trường. Trên cơ sở này, Thuật đảm nhận khâu lập trình như: điều khiển thiết bị, dán nhãn cho hình, điều chỉnh máy tính nhận diện hình ảnh; hiệu chỉnh mô hình học máy để nhận diện khuôn mặt có đeo khẩu trang hay không. Còn Quang đặt mua thiết bị điện tử; nghiên cứu hoạt động của mạch, camera hồng ngoại... kết nối các linh kiện để hoàn thiện mô hình; đồng thời, ghi âm lời nhắc đối với người không đeo khẩu trang.
| |
| Hai em Nguyễn Quang Thuật (phía trước; lớp 12A1, Trường THPT Pleiku) và Tống Duy Quang cùng nghiên cứu mô hình “Cổng trường thông minh” (ảnh chụp tháng 12-2020). Ảnh: Mộc Trà |
“Trong quá trình thực hiện, chúng em vẫn còn mắc sai sót, phải cài đặt và thử nghiệm thực tế nhiều lần mới đạt được kết quả như mong muốn. Sau khi đã điều chỉnh máy tính nhận diện hình ảnh, chúng em tiến hành thử nghiệm trên các bộ dữ liệu tại nhiều thời điểm và nhiều nơi khác nhau. Qua thử nghiệm cho thấy, khi máy tính được nhập bộ dữ liệu càng nhiều hình khác nhau thì tỷ lệ nhận diện càng cao; khoảng cách càng xa thì tỷ lệ nhận diện càng thấp, trong đó khoảng cách đến 2 m thì tỷ lệ nhận diện chính xác đạt 98%”-Quang thông tin.
Sau 4 tháng triển khai, mô hình “Cổng trường thông minh” được hoàn thiện và thử nghiệm thành công tại Trường THPT Pleiku và Trường Tiểu học và THCS Bùi Thị Xuân (phường Yên Thế, TP. Pleiku). Theo đó, hệ thống đã nhận diện được khuôn mặt người có đeo khẩu trang và không đeo khẩu trang với tỷ lệ cao. Nếu người có đeo khẩu trang thì thanh chắn cổng nhanh chóng được mở; còn đối với người không đeo khẩu trang thì thanh chắn cổng không mở và kèm theo lời nhắc: “Xin lỗi! Bạn hãy đeo khẩu trang vào. Xin cảm ơn!”.
“Giữa thời điểm dịch Covid-19 đang diễn biến phức tạp như hiện nay, trường học là nơi có nguy cơ lây lan dịch bệnh cao. Do đó, tôi khá ấn tượng với “Cổng trường thông minh”. Dù chỉ thực nghiệm tại trường trong thời gian ngắn, song mô hình đã cho thấy hiệu quả khi nhận diện được những học sinh không đeo khẩu trang và kịp thời nhắc nhở trước khi cho các em vào trường”-thầy Hoàng Minh Đức-Hiệu trưởng Trường Tiểu học và THCS Bùi Thị Xuân-nhận định.
Tuy đề tài đạt được các mục tiêu đề ra nhưng vẫn còn một số hạn chế như: hệ thống chưa phân biệt được đối với một số loại khẩu trang đặc biệt; chi phí mua máy tính và camera còn cao; khi người đưa tay che mũi miệng, có lúc hệ thống vẫn nhận diện có đeo khẩu trang... Vì vậy, bên cạnh tiếp tục thu thập thêm nhiều hình ảnh người đeo nhiều loại khẩu trang khác nhau để bổ sung vào bộ dữ liệu huấn luyện, Thuật và Quang cũng sẽ nghiên cứu khắc phục các lỗi còn tồn tại để việc nhận diện chuẩn xác hơn.
| |
| Cô Tô Minh Lan-Tổ trưởng Tổ Tin học (Trường THPT Pleiku) chia sẻ niềm vui cùng 2 học trò sau khi mô hình “Cổng trường thông minh” đạt giải nhì tại Cuộc thi khoa học kỹ thuật cấp tỉnh học sinh trung học lần thứ VII (ảnh chụp tháng 1-2021). Ảnh: Mộc Trà |
“Không chỉ giới hạn trong trường học, mô hình còn có thể sử dụng tại các cơ quan, doanh nghiệp, siêu thị, trung tâm thương mại... để kiểm soát việc đeo khẩu trang của mọi người. Song hiện nay, do nhiều nguyên nhân khách quan, “Cổng trường thông minh” vẫn chỉ đang dừng lại ở mô hình nghiên cứu mà chưa được triển khai thí điểm. Chúng em rất mong nhận được sự quan tâm từ các doanh nghiệp, cơ quan, đơn vị trường học... để phát triển hơn nữa đề tài này trong thời gian tới”-Quang bày tỏ.
Là giáo viên trực tiếp hướng dẫn Thuật và Quang thực hiện mô hình, cô giáo Tô Minh Lan-Tổ trưởng Tổ Tin học (Trường THPT Pleiku) cho biết: Việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo để huấn luyện mạng máy tính biết nhận diện hình ảnh thu được từ camera không phải là mới trong thời đại công nghệ 4.0. Tuy nhiên, mục đích ứng dụng camera nhận diện người có đeo khẩu trang hay không để phát tín hiệu nhắc nhở tại cổng trường trong lúc dịch Covid-19 diễn biến phức tạp là khá mới mẻ và rất cần thiết. Đặc biệt, đề tài này đã nhận được sự đánh giá cao từ Ban tổ chức Cuộc thi khoa học kỹ thuật cấp tỉnh học sinh trung học lần thứ VII (năm học 2020-2021) với giải nhì chung cuộc. Đây sẽ là động lực để 2 em tiếp tục duy trì niềm đam mê nghiên cứu khoa học của mình.
MỘC TRÀ