Tạo động lực để các bạn trẻ đam mê sáng tạo khoa học kỹ thuật

Bằng sự đam mê, nhiệt huyết và mong muốn được cống hiến cho xã hội nhiều hơn, những bạn trẻ của Trường THPT chuyên Phan Bội Châu (Nghệ An) đã miệt mài nghiên cứu, sáng tạo nhiều đề tài khoa học có ý nghĩa, được giới chuyên  môn công nhận, đánh giá cao tại các Cuộc khi Khoa học kỹ thuật cấp quốc gia.

Thầy và trò Trường THPT Chuyên Phan Bội Châu cùng thảo luận về đề tài “Thiết bị hỗ trợ vận động sớm chân bị liệt ở bệnh nhân bị đột quỵ não có liệt nửa người” của Trương Diệu Hà, lớp 11C6 chuyên Nga Anh và Lê Hoàng Tùng lớp 11A3 chuyên Vật lý đạt giải Ba tại Cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp Quốc gia.

Giải Nhất và giải Ba tại Cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp quốc gia học sinh trung học năm học 2019-2020 - đó là minh chứng cho sự ghi nhận các thiết bị được thiết kế thông minh, mới lạ, đột phá từ ý tưởng và tính thiết thực, ứng dụng cao cũng như vận dụng tốt trí tuệ nhân tạo vào cuộc sống của các bạn trẻ.

Ứng dụng công nghệ để chẩn đoán ung thư di căn

Là học sinh chuyên Tin có cơ hội được tiếp xúc với lập trình và các thiết bị thông minh nên hai em Phan Thị Hiền Chi và Hồ Hoàng Trang, lớp 11A2 Trường Trung học phổ thông chuyên Phan Bội Châu dần thích thú, say mê tìm tòi các công nghệ mới hiện đại như trí tuệ nhân tạo. Nhận thức được hiện nay căn bệnh ung thư rất phổ biến và nhu cầu cấp thiết trong việc chẩn đoán nên 2 em nảy sinh ý tưởng sử dụng công nghệ để giải quyết các bài toán thực tế và đề tài “Ứng dụng Deep Learning trong chẩn đoán ung thư di căn qua mẫu sinh thiết mô hạch bạch huyết” ra đời.

Bắt tay vào thực hiện đề tài, Hiền Chi và Hoàng Trang gặp muôn vàn khó khăn. Vì đang là học sinh Trung học phổ thông nên hai em chưa có trình độ để hiểu được tất cả kiến thức chuyên môn cao và công nghệ mới. Rất nhiều đêm hai em phải cân bằng thời gian giữa việc học kiến thức ở lớp và tự nghiên cứu đề tài ở nhà, làm sao phải hài hòa giữa việc học và nghiên cứu đề tài. Những khi code (công thức) bị lỗi, các em phải thức xuyên đêm cùng nhau giải quyết để sáng ngày hôm sau vẫn đi học ở trường bình thường. Thấy sự vất vả của hai con, các phụ huynh ban đầu không hề ủng hộ bởi một phần ảnh hưởng đến kết quả học tập, một phần sức khỏe của con gái không đảm bảo khi phải tiếp xúc với máy móc, ảnh hưởng đến thị lực. Thế nhưng trước sự quyết tâm, niềm yêu thích và mục đích rõ ràng của đề tài mình thực hiện, Hiền Chi và Hoàng Trang đã thuyết phục được phụ huynh và họ đã dần ủng hộ.

Sự ủng hộ từ gia đình là động lực để Hiền Chi và Hoàng Trang quyết tâm thực hiện đề tài. Khi triển khai đề tài, tất cả đều mới mẻ với hai em:  từ những kiến thức về chẩn đoán ung thư, về viết code hay về trí tuệ nhân tạo. Trong hơn một năm thực hiện đề tài, các em phải tự học Tiếng Anh để nghiên cứu tài liệu từ nước ngoài, đi khảo sát thực tế tại Khoa Giải phẫu bệnh của Bệnh viện Ung Bướu Nghệ An, Bệnh viện K Trung ương, Bệnh viện Bạch Mai để thu thập hình ảnh mẫu mô hạch của bệnh nhân ung thư và tham khảo ý kiến của các chuyên gia, các y, bác sĩ.

“Ban đầu chúng em phải thuyết phục các bác sĩ về ý tưởng đề tài mà mình thực hiện. Khi các bác sĩ thấy được cái mới, tính ứng dụng trong đề tài, họ đã khuyến khích và tạo mọi điều kiện để chúng em hoàn thành tốt đề tài”, em Hồ Hoàng Trang chia sẻ.

Sử dụng ứng dụng Deep Learning là một trong những phương pháp tiên tiến nhất trong lĩnh vực xử lý hình ảnh y khoa nhằm phân loại và chẩn đoán bệnh. Ưu  điểm của ứng dụng so với các phương pháp khác chính là khả năng trích xuất đặc trưng của bệnh phẩm để đưa ra kết quả phân loại chính xác. Đây cũng là ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong chẩn đoán bệnh ở cấp độ tế bào, là công cụ hỗ trợ đắc lực cho các y bác sĩ,  từ đó đem lại hiệu quả cao hơn trong việc chữa trị cho bệnh nhân.

Một năm trời từ khi ấp ủ ý tưởng đến khi thực hiện đề tài thành công ban đầu, Hiền Chi và Hoàng Trang đã trải qua nhiều cung bậc cảm xúc, từ bỡ ngỡ, lo lắng, hy vọng đến vỡ òa cảm xúc khi đề tài được giới chuyên môn đánh giá cao. Giải Nhất tại Cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp Quốc gia là thành quả của sự nỗ lực, cố gắng tìm tòi, say mê nghiên cứu không mệt mỏi của hai cô gái nhỏ nhắn và thông minh trong suốt một thời gian dài.

“Lâu nay, khi chẩn đoán các mẫu sinh thiết để xác định có hay không bị ung thư chúng ta thường sử dụng các biện pháp xét nghiệm sinh thiết. Tuy nhiên, khi sử dụng ứng dụng Deep Learning, các mẫu sinh thiết sẽ được phần mềm xử lý tự động và sau 30 phút sẽ cho ra kết quả chính xác để xác định tình trạng của bệnh nhân. Chúng em kỳ vọng đề tài này sẽ góp phần trong việc ứng dụng công nghệ thông tin để hỗ trợ các y bác sĩ chẩn đoán chữa bệnh cho các bệnh nhân ung thư đồng thời cũng phục vụ mục đích giảng dạy trong nhà trường”, em Phan Thị Hiền Chi khiêm tốn nói.

Thế hệ trẻ nên trải nghiệm đam mê

Xuất phát từ thực tế có ông nội bị đột quỵ não, việc vận động chân rất vất vả vì chân nặng nhất trong các chi, em Trương Diệu Hà (lớp 11C6 chuyên Nga Anh) lên ý tưởng cùng em Lê Hoàng Tùng (lớp 11A3 chuyên Vật lý) tìm hiểu đột quỵ không những là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu mà còn gây bại liệt cho người bệnh, từ đó hai em đưa ra Dự án thiết kế lắp ráp “Thiết bị hỗ trợ vận động sớm chân bị liệt ở bệnh nhân bị đột quỵ não có liệt nửa người”. Thiết bị này vừa hỗ trợ vận động cho người bệnh, tránh được các biến chứng co cứng khớp sau này, vừa phù hợp với đặc điểm sinh lý và thu nhập trung bình của người Việt Nam. Dự án đạt giải Ba Cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp Quốc gia.

Với độ tuổi của học sinh cấp Trung học phổ thông, Diệu Hà và Hoàng Tùng khá khó khăn khi xây dựng bản vẽ thiết kế đầy đủ và nguyên lý hoạt động của thiết bị. Từ bệnh tình của ông nội, Diệu Hà và Hoàng Tùng đã nghiên cứu kỹ phác đồ điều trị của bác sĩ và lời khuyên của các bác sĩ ở các bệnh viện lớn để thực hiện đề tài. Thực tế cho thấy, người bị đột quỵ sau khi điều trị ở bệnh viện trở về nhà thì tình trạng gần như không thể đi lại bình thường và chịu nhiều đau đớn khi vận động. “Em  hy vọng dự án của chúng em có thể ứng dụng vào thực tế, giúp các bác sĩ trong điều trị bệnh nhân, bên cạnh đó giúp cho nhiều bệnh nhân vừa khắc phục được tình trạng bại liệt sau đột quỵ vừa tiết kiệm được kinh phí điều trị”, em Lê Hoàng Tùng chia sẻ.

Thân nhau từ bé, Diệu Hà và Hoàng Tùng mặc dù học ở hai lớp chuyên khác nhau nhưng lại có chung ý tưởng và niềm đam mê sáng tạo khoa học. Thực hiện đề tài, hai em đã có sự phân chia và phối hợp nhịp nhàng, hỗ trợ cho nhau những luận điểm còn khiếm khuyết.  Hoàng Tùng học chuyên Vật lý nên nghiên cứu về công nghệ, thiết kế, nguyên lý hoạt động của thiết bị máy móc, còn Diệu Hà mặc dù học chuyên Nga Anh nhưng lại nghiên cứu về sinh học, phác đồ điều trị bệnh, hai bạn phối hợp, bổ trợ lẫn nhau để cùng hoàn thiện đề tài.

“Em nghiên cứu khoa học trước hết là để giúp đỡ cho người thân trong gia đình và những người xung quanh, tiếp đó là sự khám phá và trải nghiệm của bản thân, tìm tòi cái mới, cái khó để chinh phục. Về tương lai, em ước mơ học Quản trị kinh doanh và trải nghiệm, thử sức ở nhiều lĩnh vực khác. Em nghĩ thế hệ trẻ nên trải nghiệm đam mê, thử sức mình ở nhiều lĩnh vực mới tạo nên con người năng động  và sáng tạo không ngừng”, em Trương Diệu Hà chia sẻ.

Hai dự án đạt giải nói trên đều do thầy giáo Mai Văn Quyền – giáo viên Vật lý công nghệ, Trường Trung học phổ thông Chuyên Phan Bội Châu trực tiếp hướng dẫn. Đánh giá về hai dự án này, thầy Quyền cho rằng: Cả hai dự án đều mang tính thời sự. Lĩnh vực y học là một lĩnh vực rất khó khăn và đòi hỏi tính chuyên môn cao. Trong khi đó, học sinh tham gia dự án còn ít tuổi, chua có nhiều kiến thức về y học. Bản thân đề tài này cũng hoàn toàn mới, chưa có tiền lệ nên việc thu thập các thông tin rất khó khăn.

Với Dự án “Thiết bị hỗ trợ vận động sớm chân bị liệt ở bệnh nhân bị đột quỵ não có liệt nửa người” là vấn đề bức thiết trong xã hội hiện nay, người bệnh phải mất rất nhiều công sức và thời gian luyện tập để phục hồi chức năng; máy móc để hỗ trợ cho người đột quỵ não hiện nay ở Việt Nam chưa có, còn nhập khẩu từ nước ngoài về thì giá thành rất cao. Còn về Dự án “Ứng dụng Deep Learning trong chẩn đoán ung thư di căn qua mẫu sinh thiết mô hạch bạch huyết” cũng là vấn đề bức thiết. Hiện nay để xác định ra bệnh đều nhờ vào kinh nghiệm, đánh giá chủ quan của bác sĩ và mất khá nhiều thời gian, trong khi đó ung thư là bệnh tiềm ẩn trong mỗi cơ thể người. Vì vậy, khi áp dụng máy móc vào chẩn đoán bệnh sẽ nhanh hơn, khách quan hơn nên dẫn đến kết quả ít sai sót hơn.

“Đề tài được hoàn thiện sẽ là hướng đi tốt trong tương lai, ứng dụng công nghệ 4.0 vào y khoa. Lĩnh vực điều trị các bệnh ung thư hiện nay, các nhà nghiên cứu của Việt Nam cũng như thế giới cũng đang tìm cách ứng dụng trí tuệ nhân tạo để xử lý. Chúng tôi kỳ vọng có doanh nghiệp, đơn vị tài trợ cả kinh phí và kiến thức để có thể hoàn thiện hai dự án này, đưa sản phẩm ra thị trường”, thầy Mai Văn Quyền hy vọng.

Có thể nói, phong trào nghiên cứu khoa học ở Trường Trung học phổ thông Chuyên Phan Bội Châu những năm gần đây phát triển khá mạnh. Sáng tạo khoa học kỹ thuật giúp các em được trải nghiệm đam mê, kỹ năng làm việc nhóm, kỹ năng thuyết trình, lập luận logic, tương tác mối quan hệ giao tiếp… Chính những yếu tố này mang lại lợi ích lâu dài cho các em, đó cũng là sự cần thiết cho thế hệ trẻ trong giai đoạn hội nhập quốc tế nên các em hào hứng làm việc và say mê nghiên cứu. Về phía Sở Giáo dục và Đào tạo, Ban Giám hiệu nhà trường cũng khen thưởng động viên kịp thời nên càng tạo động lực cho các bạn trẻ tham gia nhiều hơn và phát huy cao nhất tinh thần sáng tạo.

Theo TTXVN