Trong làn sóng ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) vào đời sống, những sáng kiến từ giảng đường đại học đang ngày càng cho thấy giá trị thực tiễn rõ nét. Tại Trường Đại học Thủy lợi, hai dự án tiêu biểu – hệ thống hỗ trợ chẩn đoán sớm bệnh Parkinson và găng tay robot phục hồi chức năng – không chỉ thể hiện năng lực nghiên cứu của sinh viên, mà còn cho thấy cách công nghệ xử lý ảnh và thuật toán AI có thể trực tiếp góp phần nâng cao chất lượng chăm sóc sức khỏe cộng đồng.

Đáng chú ý, đây là hai sáng kiến do hai nhóm sinh viên khác nhau thực hiện, cùng dưới sự hướng dẫn của Tiến sĩ Ngô Quang Vĩ – giảng viên Khoa Điện - Điện. Mỗi dự án đi theo một hướng tiếp cận riêng, nhưng cùng gặp nhau ở mục tiêu chung: đưa công nghệ đến gần hơn với con người.

Nhìn thấy bệnh qua từng điểm ảnh

Xuất phát từ thực tế nhiều bệnh nhân Parkinson không được phát hiện sớm do chi phí chẩn đoán cao, một nhóm sinh viên đã phát triển hệ thống hỗ trợ chẩn đoán dựa trên xử lý ảnh và phân tích tín hiệu.

Nhóm sinh viên lớp 65KTRB, Khoa Điện - Điện tử gồm 4 thành viên, dưới sự hướng dẫn của TS. Ngô Quang Vĩ và ThS. Nguyễn Đức Minh, bắt đầu phát triển hệ thống này sau khi nhận thấy nhiều bệnh nhân Parkinson không được phát hiện sớm do chi phí chẩn đoán cao.

Sinh viên Nguyễn Thị Quỳnh – đại diện nhóm nghiên cứu – chia sẻ:

“Chúng tôi muốn xây dựng một hệ thống có chi phí thấp, giúp người dùng có thể tự kiểm tra ban đầu thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào các phương pháp chẩn đoán tốn kém.”

Hệ thống sử dụng camera thường để ghi nhận chuyển động bàn tay, sau đó xác định 21 điểm mốc – tương ứng với các khớp và đầu ngón tay – nhằm tái dựng chuyển động trong không gian ba chiều. Từ chuỗi “điểm ảnh” này, thuật toán theo dõi dao động của bàn tay trong khoảng 20 giây.

Nguyễn Thị Quỳnh cho biết thêm:

“Chúng tôi dựa trên đặc trưng của người mắc Parkinson – tần số run tay trong khoảng 4–7Hz, để xây dựng thuật toán nhận diện.”

Tín hiệu được xử lý qua bộ lọc Butterworth để loại nhiễu, rồi phân tích bằng biến đổi Fourier nhằm xác định chính xác tần số run, giúp phân biệt giữa run sinh lý và run bệnh lý.

Không dừng lại ở đó, hệ thống còn tích hợp phân tích sóng não:

“Ngoài tín hiệu hình ảnh, chúng tôi còn phân tích sóng não để phát hiện bất thường trong vùng gamma, từ đó nâng cao độ tin cậy của chẩn đoán.”

Toàn bộ quy trình được thiết kế dưới dạng giao diện trực tuyến thân thiện:

“Người dùng có thể tự kiểm tra tại nhà và kết nối với cơ sở y tế khi cần thiết.”

Với tính ứng dụng cao, công trình này đã được lựa chọn là một trong 11 đề tài tiêu biểu báo cáo cấp trường năm học 2024–2025, phản ánh xu hướng nghiên cứu gắn với nhu cầu xã hội của sinh viên Thủy lợi.

"Chúng tôi không chỉ mong sinh viên làm ra mô hình trong phòng thí nghiệm. Điều quan trọng là những công trình ấy có thể tiếp tục phát triển thành sản phẩm khởi nghiệp, giải pháp cộng đồng, như chính hệ thống chẩn đoán Parkinson đang mở ra một hướng đi đầy tiềm năng", PGS.TS Hồ Sỹ Tâm, Trưởng phòng Khoa học công nghệ và Hợp tác quốc tế cho biết.

Khi công nghệ “thấu hiểu” chuyển động con người

Nếu dự án Parkinson tập trung vào phát hiện sớm, thì một nhóm sinh viên khác lại đi theo hướng hỗ trợ điều trị với sản phẩm găng tay robot phục hồi chức năng “Hand of Hope”.

Ý tưởng bắt nguồn từ trải nghiệm cá nhân của TS. Ngô Quang Vĩ:

“Một người bác của tôi bị liệt do tai biến… tôi nhận thấy việc phục hồi rất khó khăn và nảy ra ý tưởng làm một sản phẩm hỗ trợ.”

Từ đó, nhóm sinh viên đã phát triển thiết bị có thể hỗ trợ người bệnh luyện tập ngay tại nhà. Găng tay robot được tích hợp công nghệ xử lý ảnh và AI để “học” chuyển động của con người.

“Nguyên lý bàn tay robot dựa trên công nghệ xử lý ảnh và thuật toán AI… có thể lấy tay không bị liệt để tập phản chiếu cho tay bị liệt, hoặc tập từ xa với sự hỗ trợ của bác sĩ,” TS. Ngô Quang Vĩ cho biết.

Cá thể hóa điều trị và “bản địa hóa” công nghệ

Theo thầy Phạm Đức Đại – Phó khoa Điện tử - Tin học, trường Đại Học Thủy Lợi, điểm nổi bật của sản phẩm nằm ở khả năng ứng dụng AI trong điều trị:

“Sản phẩm có thể thu thập dữ liệu trong quá trình sử dụng, từ đó bác sĩ đưa ra quy trình điều trị phù hợp, cá thể hóa cho từng bệnh nhân.”

Ông cũng nhấn mạnh yếu tố phù hợp với người dùng trong nước:

“Chúng tôi sử dụng dữ liệu của người Việt… để tạo ra sản phẩm phù hợp hơn với thể trạng và đặc điểm vận động.”

Từ ý tưởng đến giải thưởng quốc gia

Không chỉ dừng ở nghiên cứu, dự án găng tay robot đã được phát triển theo hướng khởi nghiệp và đạt được những thành quả ấn tượng. Sản phẩm đã giành giải Nhất cuộc thi “Học sinh, sinh viên với ý tưởng khởi nghiệp – SV-STARTUP” lần VI do Bộ Giáo dục và Đào tạo tổ chức vào tháng 5/2024.

Sinh viên Dương Văn Vũ – trưởng nhóm – chia sẻ:

“Mục tiêu là giúp người bệnh có thể phục hồi tại nhà và kết nối với bác sĩ để xây dựng phác đồ điều trị phù hợp.”

Trong khi đó, Nguyễn Thị Phương Thanh – thành viên phụ trách tài chính và marketing – cho biết:

“Qua dự án, em học được kỹ năng làm việc nhóm và cách sắp xếp thời gian… Khó khăn lớn nhất là về vốn, nhưng nhóm đã tận dụng các cuộc thi để tìm kiếm nhà đầu tư.”

Thanh cũng cho biết thêm định hướng tương lai:

“Nhóm muốn phát triển thêm các thiết bị phục hồi chức năng cho nhiều bộ phận khác như chân hoặc nửa thân người.”

Từ điểm ảnh đến giá trị cộng đồng

Hai sáng kiến, hai hướng tiếp cận khác nhau – một bên là chẩn đoán sớm, một bên là hỗ trợ phục hồi – nhưng cùng chung nền tảng công nghệ: xử lý ảnh và AI. Từ những “điểm ảnh” nhỏ bé, các nhóm sinh viên đã xây dựng nên những giải pháp có khả năng tạo ra tác động thực tế trong chăm sóc sức khỏe.

Quan trọng hơn, những dự án này cho thấy một xu hướng rõ rệt trong giáo dục đại học: nghiên cứu không chỉ dừng ở lý thuyết, mà đang ngày càng gắn chặt với nhu cầu của xã hội.

Và trong hành trình ấy, những người trẻ từ Trường Đại học Thủy lợi đang chứng minh rằng, công nghệ – khi được đặt đúng chỗ – có thể trở thành công cụ mạnh mẽ để chăm sóc con người, bắt đầu từ những điều rất nhỏ: một chuyển động của bàn tay, hay một tín hiệu run nhẹ tưởng như khó nhận thấy.