Giải Nhất cuộc thi Bach khoa Innovation 2024: Mong muốn tạo ra robot giảm tải cho y tá bệnh viện

Vòng Chung kết cuộc thi Bach khoa Innovation 2024 (BKI) vừa diễn ra tại Trường ĐH Bách khoa – ĐHQG TP.HCM với giải Nhất bảng Sinh viên thuộc về dự án “Robot điều dưỡng tích hợp AIoT và điều hướng tự động” của nhóm AIoT BKR (sinh viên Trường ĐH Bách khoa – ĐHQG-HCM).

Xung quanh đề tài được giải Nhất, Tạp chí Khoa học phổ thông có cuộc trò chuyện với các thành viên nhóm AIoT BKR. Nhóm AIoT BKR gồm các thành viên: Trần Vũ Gia Huy, Lê Nguyễn Trọng Đức, Lê Hà Thanh (khoa Cơ khí), Nguyễn Thành Thơ (khoa Quản lý Công nghiệp), Vương Đình Thiên (khoa Điện - Điện tử, Trường ĐH Bách khoa – ĐHQG-HCM).

Kết hợp Trí tuệ nhân tạo và Internet vạn vật vào trong robot

Ai là người đưa ra ý tưởng dự án lần này của nhóm?

-Chính các thành viên trong nhóm đã đưa ra ý tưởng chế tạo Robot ứng dụng trong lĩnh vực y tế, đồng thời giảng viên hướng dẫn của nhóm - PGS.TS Lê Thanh Long là người đã trực tiếp đề xuất ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) kết hợp Internet vạn vật (IoT) vào trong Robot để thay bác sĩ, y tá chăm sóc bệnh nhân.

Tính cấp thiết của dự án thể hiện như thế nào?

-Ý tưởng phát triển robot y tá Florence xuất phát từ sự quan sát thực tế và mong muốn đóng góp vào sự phát triển của ngành y tế Việt Nam trong bối cảnh Việt Nam đang đẩy mạnh ứng dụng số hóa. Đội thi AIoT BKR nhận thấy tình trạng quá tải bệnh viện và thiếu hụt đội ngũ y bác sĩ là thách thức lớn, khiến tình trạng bệnh nhân thiếu sự tương tác hỗ trợ về mặt tinh thần trong quá trình điều trị, cách ly... thêm đáng quan tâm.

Trên thực tế, các bệnh viện lớn đang đối mặt với tình trạng quá tải khi có đến 20% y tá phải làm việc vượt quá khả năng của mình (theo nghiên cứu năm 2022 của Bộ Y tế Việt Nam). Tình trạng thiếu hụt này không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng chăm sóc mà còn dẫn đến 30% các lỗi phát thuốc trong bệnh viện bắt nguồn từ quy trình thủ công (nghiên cứu của Trường Đại học Y Hà Nội).

Nhận thấy những vấn đề trên, cùng với nhu cầu cấp thiết về tương tác tinh thần cho bệnh nhân, đội thi AIoT BKR đã phát triển Robot y tá Florence với mục tiêu cải thiện chất lượng chăm sóc tại các bệnh viện Việt Nam. Florence được trang bị những tính năng tiên tiến như tự động điều hướng, giao tiếp bằng giọng nói, đo lường và phân tích dữ liệu. Sử dụng trí tuệ nhân tạo và Internet vạn vật (IoT), Robot có khả năng nhận diện bệnh nhân, thu thập dữ liệu bệnh nhân và hỗ trợ bác sĩ trong việc chẩn đoán và điều trị hiệu quả.

Quy trình hiện thực hóa ý tưởng, nhóm đã trải qua những công đoạn nào?

Sau khi hình thành ý tưởng, nhóm đã xây dựng kế hoạch với ba giai đoạn chiến lược: Thiết kế và chế tạo sản phẩm, Thử nghiệm trong phạm vi phòng thí nghiệm và cơ sở y tế; Hợp tác với doanh nghiệp để chuyển giao công nghệ và sản xuất hàng loạt.

Ở giai đoạn đầu, nhóm đã đầu tư công sức vào việc nghiên cứu thiết kế và chế tạo Robot trong phòng Lab. Nhóm cũng tiến hành lập kế hoạch chi tiết cho việc sử dụng các linh kiện điện tử, đảm bảo tích hợp tốt nhất cho các chức năng di chuyển, giao tiếp của Robot và tập trung vào lập trình cho các tính năng AIoT và tự động điều hướng. Việc thử nghiệm các chức năng này trong nhiều môi trường và tình huống khác nhau là yếu tố không thể thiếu để đảm bảo sự an toàn, hiệu quả khi Robot vận hành thực tế.

Sắp tới, nhóm nghiên cứu sẽ làm việc với các bác sĩ ở các cơ sở y tế để có thể thử nghiệm trực tiếp với bệnh nhân. Song song với quá trình phát triển sản phẩm, nhóm nghiên cứu còn chủ động tìm kiếm các đối tác tiềm năng, các doanh nghiệp công nghệ để đồng hành cùng dự án.

Tiếp tục hoàn thiện đánh giá khả năng tương tác của robot

Có những thách thức kỹ thuật nào mà nhóm gặp phải khi phát triển mô hình Robot này?

Trong quá trình phát triển, nhóm đã đối mặt với không ít khó khăn do phải làm việc với các công nghệ mới và thiếu kinh nghiệm thực tiễn. Những sai sót trong việc lựa chọn linh kiện hay lập trình chưa chuẩn xác đã dẫn đến thiệt hại về thiết bị, làm tăng chi phí và kéo dài thời gian. Thêm vào đó, thiết kế Robot hiện tại chưa tối ưu, khiến khả năng di chuyển gặp nhiều trở ngại, tạo thêm thử thách cho nhóm trong việc hoàn thiện sản phẩm.

Mô hình Robot của nhóm đã được thử nghiệm thực tế tại bệnh viện chưa?

Robot mới chỉ được thử nghiệm trong phạm vi phòng thí nghiệm. Sắp tới nhóm nghiên cứu cần phải cải tiến sản phẩm, tối ưu thiết kế và khả năng di chuyển thông minh của Robot để phù hợp với không gian và yêu cầu của môi trường bệnh viện rồi sau đó sẽ tiến hành thử nghiệm thực tế tại bệnh viện.

Để đảm bảo an toàn, chúng tôi sẽ tiến hành các thử nghiệm nghiêm ngặt về khả năng di chuyển, tránh vật cản của Robot. Đồng thời, chúng tôi cũng sẽ đánh giá khả năng tương tác của Robot với người dùng ở các độ tuổi, giới tính khác nhau. Ngoài ra, cơ sở dữ liệu của các đối tượng khảo sát cũng cẩn phải bảo mật. Chúng tôi tin rằng với sự chuẩn bị kỹ lưỡng, Robot y tá của chúng tôi sẽ đáp ứng được tất cả các yêu cầu khắt khe của môi trường bệnh viện và mang lại lợi ích cho cả bệnh nhân và cơ sở y tế.

Mong muốn tạo ra robot “do người Việt, cho người Việt”

Theo như nhóm tìm hiểu, hiện đã có mô hình robot tương tự được ứng dụng trong lĩnh vực y tế tại Việt Nam cũng như trên thế giới chưa? Nếu có, vậy điểm ưu việt của mô hình này so với các mô hình trước đó là gì?

Mô hình Robot y tá không phải quá mới lạ trên thế giới, tuy nhiên còn hạn chế khả năng ứng dụng rộng rãi ở Việt Nam do vấn đề chi phí và độ tương thích về mặt công nghệ, chức năng. Vì thế, Robot mang khẩu hiệu “Do người Việt, cho người Việt” mà nhóm đang phát triển sẽ có những ưu điểm sau:

-Giảm giá thành sản phẩm. Thay vì phải bỏ ra khoảng 60.000 USD/năm để nhập khẩu, vận hành, bảo trì bảo dưỡng một robot y tá từ nước ngoài thì giờ đây chúng ta có thể tự sản xuất và sử dụng với chi phí chỉ bằng 1/5 con số đó.

-Làm chủ công nghệ và công tác vận hành, bảo dưỡng thuận lợi vì được thiết kế và sản xuất tại Việt Nam.

-Thiết kế các chức năng sao cho phù hợp với đặc tính của bệnh nhân Việt Nam như giao tiếp bằng giọng nói, chăm sóc 24/7, hiểu được văn hóa và phong tục tập quán của người Việt.

-Robot y tá còn giúp thu thập dữ liệu quan trọng để truyền đạt lại cho bác sĩ, nhằm giúp tối ưu hóa quá trình chăm sóc và điều trị.

Theo nhóm nhìn nhận, khó khăn lớn nhất sẽ gặp phải khi đưa mô hình tiếp cận thị trường là gì?

Một trong những thách thức lớn nhất mà nhóm chúng tôi phải đối mặt đó là việc thuyết phục các cơ sở y tế và bệnh nhân tin tưởng vào hiệu quả và độ an toàn của Robot trong việc chăm sóc sức khỏe. Bên cạnh đó, việc tích hợp Robot vào quy trình làm việc hiện tại của bệnh viện cũng đòi hỏi sự thay đổi về quy trình và đào tạo nhân viên.

Nhóm có kế hoạch nào trong việc kết nối với các đơn vị chuyên môn khác để tiếp tục hoàn thiện mô hình cũng như với trung tâm ươm tạo doanh nghiệp công nghệ của trường để khởi nghiệp?

Nhóm luôn quán triệt tinh thần theo câu nói “Nếu muốn đi xa, đi cùng nhau”. Chúng tôi nhận thức rõ rằng sự thành công của dự án không chỉ phụ thuộc vào nỗ lực của nhóm mà còn cần sự hợp tác chặt chẽ với các trung tâm ươm tạo doanh nghiệp công nghệ của Trường, Đại học Quốc gia, các đơn vị liên quan... với các đối tác như các bệnh viện tiên phong, các doanh nghiệp công nghệ, các nhà đầu tư và các cơ quan quản lý… để thử nghiệm và phát triển robot rộng rãi trong thực tế.

Trong tương lai, chúng tôi có tham vọng phát triển Robot không chỉ ở lĩnh vực y tế, mà trong các lĩnh khác như giáo dục, công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ... đóng góp chung vào công cuộc chuyển đổi số tại Việt Nam.

“

Dự án có nhiều tiềm năng đóng góp tích cực cho xã hội

Trong dự án Robot phục vụ y tế lần này, các bạn sinh viên đã thể hiện rõ khả năng tiếp thu kiến thức nền tảng vững chắc, đồng thời không ngừng tìm tòi và học hỏi để ứng dụng Công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) kết hợp với Internet vạn vật (IoT) trên Robot. Đặc biệt, sự sáng tạo và nhiệt huyết của từng em đã góp phần vào việc hoàn chỉnh Robot, đáp ứng được các mục tiêu đề ra.
Hiện nay, trên thế giới cũng như tại Việt Nam, công cuộc xây dựng “đô thị thông minh” đang được thúc đẩy mạnh mẽ. Tuy nhiên, tình trạng thiếu hụt nhân lực tại các bệnh viện và cơ sở y tế đã trở thành một vấn đề đáng lo ngại, đặc biệt khi nhu cầu chăm sóc sức khỏe ngày càng tăng, trong khi nhiều người lại ít chú trọng đến sức khỏe, như chúng ta đã thấy rõ qua đại dịch Covid-19. Chính vì vậy, việc ra đời một thiết bị hỗ trợ nhằm đơn giản hóa quy trình theo dõi sức khỏe, các thủ tục hành chính, vận chuyển vật tư y tế và hỗ trợ các y bác sĩ trong khám chữa bệnh là vô cùng cần thiết và cấp bách.
Hiện tại, sản phẩm của nhóm vẫn đang ở giai đoạn thử nghiệm, dựa trên những ý tưởng sáng tạo. Dù vậy, nó đã cho thấy tiềm năng đóng góp tích cực cho xã hội, đặc biệt trong lĩnh vực y tế. Để mô hình này có thể được ứng dụng thực tế trong các bệnh viện, Robot cần phải đảm bảo sự ổn định của các chức năng tích hợp và triển khai thử nghiệm thực tế trong bệnh viện. Một số cải tiến quan trọng bao gồm: Tối ưu hóa kiểu dáng sản phẩm để dễ di chuyển trong không gian bệnh viện chật hẹp, thay thế linh kiện bằng các mô-đun công nghiệp, tích hợp chip có khả năng lưu trữ và xử lý dữ liệu nhanh hơn. Các thuật toán về nhận diện người dùng, quét khuôn mặt và điều hướng robot cũng cần được tối ưu hóa, đặc biệt khi hoạt động trong môi trường thực tế với số lượng bệnh nhân lớn như ở bệnh viện.
Quá trình cải tiến sản phẩm có thể kéo dài trong 1 năm, thông qua các giai đoạn thử nghiệm thực tế tại bệnh viện và sự đánh giá từ các bác sĩ, y tá và các chuyên gia công nghệ y tế. Đồng thời, sự đóng góp ý kiến từ các đội ngũ y bác sĩ sẽ giúp hoàn thiện sản phẩm tốt hơn. Sự quan tâm, hỗ trợ từ phía nhà trường và các nhà tài trợ, doanh nghiệp cũng đóng vai trò quan trọng, giúp nhóm nghiên cứu rút ngắn quá trình hoàn thiện và nhanh chóng đưa sản phẩm vào ứng dụng thực tiễn..."

PGS.TS Lê Thanh Long (Giảng viên khoa Cơ khí, Trường ĐH Bách khoa TP.HCM)

Như Quỳnh - Như Ý (thực hiện)