Những sáng chế ấn tượng, hữu ích của Học sinh

Thứ sáu, 12/04/2019

Robot cứu hỏa có giá rẻ gấp nhiều lần hàng nhập ngoại của hai nam sinh Quảng Ngãi có thể thay cho chiến sĩ chữa cháy số một - người trực tiếp cầm lăng vòi xông vào đám cháy.

Học sinh chế tạo Robot cứu hỏa có giá rẻ gấp nhiều lần hàng nhập ngoại

Học sinh chế tạo Robot cứu hỏa có giá rẻ gấp nhiều lần hàng nhập ngoại của hai nam sinh Quảng Ngãi có thể thay cho chiến sĩ chữa cháy số một - người trực tiếp cầm lăng vòi xông vào đám cháy.

Thành công robot chữa cháy với giá rẻ bất ngờ

Sản phẩm thú vị này là của Phạm Hồng Thái và Võ Đặng Văn Thành, học sinh lớp 12 trường THPT Trần Quốc Tuấn, TP Quảng Ngãi.

Em Phạm Hồng Thái cho biết, nhiều lần chứng kiến người lính cứu hỏa phải chiến đấu với "giặc lửa" vô cùng nguy hiểm, đồ cứu hộ lại phải nhập ngoại với giá thành cao nên hai em đã nghĩ ra ý tưởng chế tạo robot giá rẻ có thể làm thay nhiệm vụ của người lính ở những khu vực nguy hiểm nhất.

Phạm Hồng Thái (trái) và Võ Đặng Văn Thành bên sản phẩm của mình

Robot cứu hỏa của hai nam sinh được làm hoàn toàn bằng thép dày 5 mm, các vị trí quan trọng bên trong đều được lắp vật liệu cách nhiệt amiăng với khả năng chịu được nhiệt độ lên đến 300⁰C. Di chuyển bằng bánh xích, robot có thể vượt nhiều địa hình phức tạp, chướng ngại vật trong đám cháy. Sử dụng sóng RF, tần số 2,4 GHz, robot này được điều khiển từ khoảng cách xa 500 m, giúp chữa cháy trong phạm vi rộng.

Ngoài hệ thống cảm biến nhiệt, mạch điều khiển điện tử phức tạp, robot được gắn hai xilanh. Khi "tác chiến", một xi-lanh giữa thân robot sẽ nâng, hạ vòi phun, thay đổi vị trí phun. Xi-lanh còn lại phía sau robot giúp leo trèo trên địa hình khó, và hỗ trợ nâng, hạ góc phun khi dập lửa ở cự ly gần. Đặc biệt, robot có camera truyền hình ảnh về giúp con người nắm được môi trường hoạt động của robot, từ đó có thể đưa ra phương án điều khiển tốt nhất.

Robot thực nghiệm chữa cháy tại phòng cảnh sát PCCC tỉnh Quảng Ngãi. Ảnh: Linh Phạm

Phạm Hồng Thái chia sẻ, vì vừa đi học vừa nghiên cứu nên hai bạn mất khoảng 6 tháng mới cho ra được sản phẩm.

"Để đạt được độ chính xác cao, một số chi tiết như bánh xích bọn em phải nhờ thợ tiện. Vỏ thép của robot mua ở Quảng Ngãi, nhưng một số mạch điện phải mua ở các thành phố lớn, các xi-lanh điện phải đặt hàng từ nước ngoài", Thái cho biết thêm.

Robot được điều khiển từ khoảng cách xa 500 m, giúp chữa cháy trong phạm vi rộng. Ảnh: Linh Phạm

Cô Võ Thị Cẩm Hiền, giáo viên Vật lý, trường THPT Trần Quốc Tuấn, người hướng dẫn hai em, nhận xét hai bạn có năng lực và đặc biệt rất đam mê khoa học kỹ thuật. Trong quá trình chế tạo, cô và trò thường xuyên trao đổi trên lớp hoặc trên mạng để tháo gỡ khúc mắc.

"Sản phẩm này đã có nhiều ở nước ngoài như ở Trung Quốc nhưng có giá khá đắt, khoảng vài trăm triệu đồng. Nhưng sản phẩm này của các em có giá thành rẻ hơn nhiều lần, chỉ vào khoảng 20 triệu đồng", cô Hiền đánh giá.

Robot cứu hỏa của Thái và Thành đã được thực nghiệm 3 lần tại phòng cảnh sát PCCC tỉnh Quảng Ngãi. Đánh giá bước đầu cho thấy đây là sản phẩm khá hữu ích trong công tác chữa cháy.

"Đối với trường hợp cháy lớn, đám cháy trong hang, hầm sâu, con người khó tiếp cận thì sử dụng robot này để dập tắt đám cháy là khả thi", Thiếu tá Nguyễn Hợp - Phó trưởng phòng cảnh sát PCCC tỉnh Quảng Ngãi, nhận xét.

Sản phẩm của hai bạn cũng vừa giành được giải Nhì trong cuộc thi sáng tạo Khoa học Kỹ thuật Quốc gia dành cho học sinh trung học khu vực phía Nam tại TP.HCM năm 2019.

Học sinh miền núi sáng chế thành công máy thu hạt nông sản

Hai học sinh lớp 11 ở Ninh Thuận đã tìm hiểu, sáng chế thành công mô hình “Máy điều khiển tự động thu gom nông sản trên sân phơi” với nhiều tính năng hữu ích cho nhà nông.

Xuất phát từ nhu cầu của gia đình và bà con hàng xóm, hai em Nguyễn Hữu Thực và Trần Hoàng Nguyên, học sinh lớp 11C4, trường Trung học phổ thông Trường Chinh (huyện Ninh Sơn, tỉnh Ninh Thuận) đã tìm hiểu, sáng chế thành công mô hình “Máy điều khiển tự động thu gom nông sản trên sân phơi” với nhiều tính năng hữu ích cho nhà nông.

Mô hình của 2 em đã đoạt giải ba Cuộc thi khoa học kỹ thuật tỉnh Ninh Thuận năm 2018. Sau đó, hai em tiếp tục nâng cấp các thông số kỹ thuật để máy hoàn thiện hơn.

Tại Cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp quốc gia dành cho học sinh trung học năm học 2018-2019 khu vực phía Nam tổ chức tháng Ba vừa qua, sản phẩm của hai em đã đoạt giải nhất trong nhóm các lĩnh vực trao giải.

Chia sẻ về ý tưởng chế tạo máy, em Trần Hoàng Nguyên cho biết nơi các em sinh sống đa phần bà con đều làm nghề nông. Các loại nông sản như lúa, ngô, đậu khi thu hoạch về nhà đều phải được phơi khô. Việc phơi, thu gom đều làm bằng tay với các dụng cụ thô sơ mất nhiều thời gian.

Chưa kể khi trời mưa, nhiều người không kịp thu gom phải để nông sản ngoài trời khiến nông sản bị hư hại, giảm chất lượng. Từ đó, các em nảy sinh ý tưởng chế tạo máy thu gom các loại hạt nông sản nhanh, giúp mọi người giảm bớt vất vả và thời gian thu cất.

Qua quan sát chiếc máy hút bụi làm sạch trong nhà, hai em lấy cảm hứng về chức năng hoạt động để hình thành ý tưởng chế tạo máy thu gom nông sản điều khiển tự động.

Sau đó, hai em mang ý tưởng đến gặp thạc sỹ Nguyễn Trần Thái Vũ là giáo viên chủ nhiệm giảng dạy môn Vật lý nhờ tư vấn thêm.

Được thầy Vũ hướng dẫn tận tình, hai em bắt tay vào thực hiện thiết kế bản vẽ kỹ thuật chi tiết các bộ phận của máy, tìm kiếm vật dụng chế tạo, tham khảo thêm các thông tin hướng dẫn chế tạo máy trên mạng Internet.
Sau ba tháng nghiên cứu, thiết kế và chạy thử nghiệm nhiều lần, đến tháng 9/2018, chiếc máy thu gom nông sản điều khiển tự động đã hoàn thành với tổng chi phí hơn 10 triệu đồng.

Máy thu gom hạt nông sản được thiết kế linh hoạt với hai chức năng thu hạt và đổ vào bao.

Máy được vận hành theo quy trình: khi máy hoạt động, hệ thống các chổi quét sẽ đẩy nông sản lên khoang chứa theo băng chuyền có gắn các gàu múc đưa nông sản lên cao rồi đổ vào máng dẫn. Hạt nông sản theo máng rơi vào bao được lắp ở vị trí ngay bên dưới máng dẫn.

Lượng nông sản đổ vào bao đạt một trọng lượng xác định sẽ gây ra một lực đủ lớn để tạo ra lực nén lên hệ thống băng chuyền tải, đẩy bao chứa nông sản nén lên công tắc làm ngắt mạch.

Khi đó, hệ thống chổi quét và hệ thống băng chuyền tải nông sản ngừng hoạt động. Sau thời gian hai giây, động cơ của hệ thống băng chuyền hoạt động đưa bao chứa nông sản ra phía sau và đi qua máy may đang hoạt động để may đầu bao.

Đồng thời, lúc máy may bao hoạt động thì động cơ băng chuyền cũng hoạt động dẫn bao chứa mới đến vị trí sẵn sàng tiếp nhận nông sản ngay bên dưới máng dẫn.

Khi giai đoạn may bao kết thúc, bao chứa nông sản rời băng chuyền thì cùng lúc công tắc đóng mạch kích hoạt hệ thống quét và băng chuyển tải hoạt động. Quá trình này được thực hiện cho đến khi máy đến vị trí dừng ở cuối sân phơi.

Tiếp đó, tại vị trí dừng cuối sân phơi, sử dụng vật cản cách điểm kết thúc một khoảng cho trước, lúc này cảm biến khoảng cách lắp trên đầu máy thu gom hạt nông sản sẽ hoạt động điều khiển dừng toàn bộ hoạt động của máy; đồng thời cung cấp tín hiệu để còi báo hoạt động, kết thúc quá trình thu gom nông sản.

Thầy giáo Nguyễn Trần Thái Vũ chia sẻ hai em đã vận dụng các kiến thức được học trên lớp, kết hợp nghiên cứu qua tài liệu và sách báo, mạng Internet để thu thập thông tin số liệu chế tạo thành công mô hình máy thu gom hạt nông sản tự động.

Trong quá trình thực hiện, hai em có nhiều cách làm rất sáng tạo, mỗi khi gặp khó khăn các em không nản chí mà quyết tâm tìm cách vượt qua cho bằng được.

Nguyễn Hữu Thực và Trần Hoàng Nguyên cho biết phần thưởng quý giá nhất là những kinh nghiệm các em rút ra từ quá trình nghiên cứu, chế tạo thành công sản phẩm.

Cả hai sẽ tiếp tục tìm tòi, cải tiến để máy thu gom nông sản có thể hoạt động tốt hơn nữa, hy vọng sản phẩm sẽ sớm được đưa vào ứng dụng trong thực tế.

Nữ sinh 'nhặt' bã mía, vỏ tôm thừa về làm giấy chống thấm thay thế túi nylon

Hơn 1 năm nghiên cứu với nhiều lần thất bại, hai nữ sinh này mong ước đến một ngày nào đó, những túi ni lông, ly nhựa... sẽ được thay thế bằng túi giấy, ly giấy làm từ bã mía, vỏ tôm.

'Hành trình' nhặt bã mía, vỏ tôm để làm giấy

Ly giấy, túi giấy hay thậm chí là túi xách từ bã mía là những thành quả sau vô vàn thất bại của hai nữ sinh Mai Cao Kỳ Duyên và Ngô Thị Diễm Thúy (học sinh lớp 11, trường THPT Phú Bài, thị xã Hương Thủy, tỉnh Thừa Thiên Huế).

Ly giấy làm từ bã mía của hai nữ sinh Huế. Ảnh: Nhật Tuấn.

Duyên cho biết, trên thị trường có hai loại túi phổ biến gồm túi ni lông và túi giấy. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của các sản phẩm từ giấy là thấm nước và dễ rách, còn đồ nhựa, nilon gây ra mối đe dọa lớn đối với môi trường và sức khỏe con người.

Ban đầu, nhóm có ý tưởng làm giấy từ rơm rạ. Tuy nhiên, qua tìm hiểu, các bạn nhận thấy giấy từ rơm rạ rất phổ biến trên thị trường.

“Trong một lần tình cờ đi uống nước mía, chúng em thấy bã mía thường dùng để đốt, đem vứt không sử dụng làm gì. Qua tìm hiểu, trong bã mía có chứa khoảng 45 - 50% xenlulôzơ nên bã mía là nguyên liệu tốt để làm giấy. Ý tưởng làm giấy từ bã mía nảy sinh từ đó”, Duyên chia sẻ.

Sau khi có ý tưởng, nhóm đã đi thu thập bã mía ở các quán giải khát nhỏ. Bã mía được sấy khô, rồi dùng hóa chất làm tan lượng đường còn lại và xay nhuyễn để tạo ra bột giấy. Sau đó sẽ đến công đoạn tẩy màu để cho ra giấy trắng đẹp như giấy thường.

Tuy nhiên, đó không phải là mục tiêu cuối cùng của hai cô gái. Điều họ mong muốn là giấy từ bã mía phải chống thấm nước, độ bền cao và có thể tạo ra những sản phẩm thay thế được túi ni lông.

Túi giấy thân thiện với môi trường. Ảnh: Nhật Tuấn

Qua tham khảo ý kiến của thầy cô và mạng Internet, Duyên và Thúy nhận thấy vỏ tôm cua có thể chế tạo ra hỗn hợp chitosan (màng tinh bột), vừa có khả năng chống nước, vừa có độ bền cao. Hai cô gái lại tiếp tục ‘hành trình’ xin vỏ tôm, cua vứt đi tại các nhà hàng, quán nhậu ở địa phương.

Vỏ tôm, cua sau khi đưa về sẽ được lọc sạch phần thịt rồi dùng hóa chất khử hết các thành phần protein, khoáng, màu. Nhiều lần điều chế bất thành, cuối cùng hai em thu được chitosan đặc dẻo vừa ý. Hỗn hợp chitosan sau đó được phủ lên lớp giấy từ bã mía giúp loại giấy này chống thấm nước, có độ bền như bìa carton.

Ngoài chitosan, hai bạn còn tạo màng chống thấm từ hỗn hợp polymer tinh bột - PVAc - Natriborat.

Giấy chống thấm có khả năng kháng khuẩn, kháng nấm

Mất gần một năm nghiên cứu với hàng chục cuộc thí nghiệm thất bại, hai bạn đã tạo ra nhiều sản phẩm như lồng đèn, túi giấy, ly giấy, ống hút, các hộp đồ dùng… Sản phẩm có thể sử dụng để làm vật liệu bao bì, thay thế các ly nhựa, túi ni lông…

Nhìn những sản xinh xắn này không ai nghĩ chúng được làm ra từ những đồ phế thải. Ảnh: Nhật Tuấn.

Kết quả kiểm định của Trung tâm kiểm nghiệm thuốc, mỹ phẩm, thực phẩm - Sở Y tế tỉnh Thừa Thiên Huế cho thấy, “Giấy làm từ bã mía phủ màng Tinh bột - PVAc - Na2B4O7 (Natriborat)” đạt được các chỉ tiêu về an toàn khi tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm, có khả năng phân hủy tốt, nên có thể ứng dụng làm các bao bì, ly giấy, đồ hộp chứa đựng thực phẩm.

Trong khi đó, “Giấy làm từ bã mía phủ màng Chitosan” không những đạt được các chỉ tiêu về an toàn khi tiếp xúc thực phẩm, mà còn có khả năng kháng khuẩn, kháng nấm, không phát hiện bào tử vi nấm, độc tố Aflatoxin nên có thể ứng dụng làm các bao bì, ly giấy, đồ hộp chứa đựng và bảo quản thực phẩm. Đây là những sản phẩm an toàn và rất thân thiện với môi trường.

Kết quả kiểm nghiệm. Ảnh: Nhật Tuấn.

Duyên cho biết: “Hiện nay, giấy làm từ bã mía chưa được phổ biến, các quy trình sản xuất giấy làm từ bã mía không có sẵn trên sách báo, mạng Internet. Ngoài ra, các loại giấy không thấm nước trên thị trường đa số tráng màng PE, trong khi đó, giấy của nhóm em tận dụng từ hai loại nguyên liệu phế phẩm là bã mía và vỏ tôm cua. Giá thành rẻ, dự tính đưa vào thị trường khoảng 15.000 đồng/kg bột giấy, rẻ hơn so với giấy làm từ cây gỗ (20.000 - 25.000 đồng/kg)”.

Cầm trên tay chiếc túi giấy làm từ bã mía, Duyên mong muốn, sản phẩm sẽ được ứng dụng vào sản xuất công nghiệp với quy mô lớn để góp phần giảm thiểu rác thải nhựa đang nhức nhối trên toàn cầu.

Trao đổi với Tạp chí Khám phá, Th.S Hoàng Minh - Hiệu trưởng trường THPT Phú Bài, nhận xét hai em học sinh Duyên và Thúy thông minh, kiến thức trong lĩnh vực nghiên cứu rất chắc, hiểu cách thực hiện đề tài khoa học.

“Đề tài của hai em có tính thực tiễn rất tốt ở chỗ có thể đáp ứng việc thay thế túi ni lông, nhựa. Hiện nay, có nhiều doanh nghiệp liên hệ để chuyển giao đề tài, thương mại hóa sản phẩm, nhân rộng vào cuộc sống”, Th.S Minh cho biết.

Với sản phẩm giấy chống thấm, hai bạn đã đã giành giải Nhất cuộc thi Khoa học Kỹ thuật dành cho học sinh trung học tỉnh Thừa Thiên Huế năm 2018 và giải Tư cuộc thi Khoa học Kỹ thuật cấp Quốc gia dành cho học sinh trung học khu vực phía Bắc năm 2018-2019. Ảnh: NVCC

Đông Trần tổng hợp (theo: Sangkiencongdong.vn/Khampha.vn)

Tags