Năm 2010, Nguyễn An Khương (1988), cựu học sinh trường chuyên Lê Quý Đôn được UBND TP.Đà Nẵng tiến cử sang Vương quốc Anh theo học Thạc sĩ tại trường Đại học Cambridge.

Tại đây, Khương đã bắt tay vào nghiên cứu và hoàn thành đề tài khoa học “Định vị con người (hoặc đồ vật) trong tòa nhà kín thông qua robot và sóng Bluetooth”.

Một ý tưởng hay

Khương cho biết, nguyên lý cơ bản của đề tài là sử dụng sóng Bluetooth và robot để xây dựng hệ thống định vị con người hay đồ vật bên trong nhà kín. Ý tưởng của đề tài xuất phát từ việc Khương phát hiện mặt hạn chế của sóng GPS - ở một số nước tiên tiến hiện nay thường dùng vệ tinh GPS để định vị bên ngoài cho xe cộ, máy bay.

Đó là, sóng vệ tinh GPS không thể đi xuyên qua cấu trúc của tòa nhà, bản thân các đồ đạc vật dụng bên trong nhà cũng làm ảnh hưởng đến sóng. Thứ hai, sóng vệ tinh có độ chính xác trên dưới 10 mét, điều này là không hữu ích cho việc định vị trong khoảng không gian nhỏ trong nhà, khi mà độ chính xác yêu cầu phải lên tới centi-mét.

Robot do Khương nghiên cứu, chế tạo (Ảnh do Nguyễn An Khương cung cấp)

Sau nhiều tháng nghiên cứu, Khương đã khắc phục các nhược điểm trên bằng một hệ thống định vị trong nhà với việc tận dụng tối đa sóng điện thoại, là một thiết bị phổ biến và rất gọn nhẹ hiện nay. Khương đã dùng một robot được thiết kế để mang một laptop trên lưng. Robot sẽ tự động di chuyển tới mọi vị trí trong nhà và ghi nhận tình trạng sóng tại từng vị trí thành một bộ cơ sở dữ liệu sóng.

Theo Khương, để lắp đặt hệ thống này cho một tòa nhà cần 2 bước cơ bản. Thứ nhất, robot được đặt tại bất kỳ vị trí nào trong phòng. Robot sẽ tự động di chuyển tới mọi vị trí trong phòng để tạo một cơ sở dữ liệu sóng. Tiến trình này chỉ cần thực hiện một lần duy nhất cho mỗi tòa nhà mới. Sau đó, ở bước thứ hai, một máy tính chứa cơ sở dữ liệu từ robot nhận yêu cầu định vị từ người sử dụng nào đó trong nhà. Máy tính cập nhật đặc điểm của sóng điện thoại tại vị trí hiện tại chưa biết của người sử dụng rồi tìm kiếm trong cơ sở dữ liệu để xác định vị trí của người. Thời gian để tìm kiếm đối tượng thường không quá 2 giây.

Hiệu quả cao, chi phí thấp

“Từ đề tài của Khương, chúng tôi đã tiến hành triển khai và cho lắp đặt một hệ thống Robot thử nghiệm cho một dãy hành lang trong phòng thí nghiệm máy tính tại trường đại học Cambridge. Robot của Khương được thiết kế với tính tự động hóa cao, tự biết tránh các vật cản trong phòng”, Tiến sĩ Robert Harle (đại học Cambridge- giáo viên hướng dẫn của Khương) nhận xét.

Về vấn đề kinh phí, có thể nói đây là giải pháp rẻ tiền nhất hiện nay vì nó tận dụng ngay chiếc điện thoại di động mà mọi người vẫn thường dùng. Chi phí vật liệu để thiết kế robot vào khoảng 300 USD là rất tiết kiệm so với các hệ thống định vị trong nhà hiện. Mặt khác, hệ thống này có độ chính xác rất cao với sai số sai số ít hơn 50cm.

Đặc biệt, hệ thống có thể được ứng dụng với quy mô lớn trong siêu thị, khi người sử dụng có thể dùng ngay sóng điện thoại để biết được gian hàng mình cần đến ở tầng mấy, biết chính xác đồ vật mình muốn mua tại ngăn nào trên tủ cửa hàng. Trong bệnh viện với hàng nghìn bệnh nhân và bác sĩ phải thường xuyên di chuyển thì chỉ cần qua hệ thống thiết bị này, các bác sĩ có thể định vị chính xác bệnh nhân (đặc biệt là các người già mất trí nhớ) đang ở đâu.

Tại hội nghị khoa học quốc tế về tâm lý ngôn ngữ lập trình PPIG 2011 tổ chức tại Anh vào đầu tháng 9.2011, trong số 20 báo cáo khoa học của các đồng tác giả là các giáo sư, tiến sĩ từ các trường đại học trên thế giới thì Khương là báo cáo viên trẻ nhất và duy nhất của Châu Á. Mặc dù chưa phải là tiến sĩ, nhưng báo cáo khoa học được mở rộng từ đề tài: “Định vị con người (hoặc đồ vật) trong tòa nhà kín thông qua Robot và sóng Bluetooth” của Khương đã được hội nghị đánh giá cao và trao giải thưởng xuất sắc.