Trưởng thành từ những món đồ chơi

Vượt qua 21 đề tài tham dự Hội nghị Sinh viên nghiên cứu khoa học Trường ĐH công nghệ-ĐHQGHN, Hoàng Ngọc Chung (K54Đ, Khoa Điện tử Viễn thông, chuyên ngành Điện tử – Điều khiển tự động) đoạt giải nhất cấp trường.
Báo cáo của Hoàng Ngọc Chung là đề tài duy nhất được chọn tham dự Giải thưởng Tài năng Khoa học trẻ Việt Nam cấp Bộ Giáo dục và Đào tạo.

Đam mê khoa học từ nhỏ

Như bao cậu bạn cùng trang lứa, thuở nhỏ Hoàng Ngọc Chung đã nuôi dưỡng ước mơ, thích khám phá công nghệ. Chung yêu thích, tò mò, sự sáng tạo với các đồ chơi làm các mô hình tàu thủy, quạt… Để hiện thực hóa ước mơ của mình, Chung đã quyết định thi vào trường Đại Học Công Nghệ, ĐHQGHN. Chung chia sẻ: “Sau 4 năm, em đã học thêm được rất nhiều kiến thức và kỹ năng để có thể phát triển và thỏa sức sáng tạo. Trong suốt quá trình làm đề tài nghiên cứu, gia đình luôn là động lực rất lớn để em hoàn thành đề tài này”.
Tiếp tục nuôi dưỡng niềm đam mê nghiên cứu khoa học, Ngọc Chung đã tham dự hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học cấp trường năm 2013 với đề tài “Design and implement a balancing robot based on principle of inverted pendulum”-Thiết kế và chế tạo một robot di động cân bằng dựa trên nguyên lý con lắc ngược. Khác với các robot thông thường đứng vững được trên ít nhất là 3 bánh xe, robot này chỉ có 2 bánh xe song song nên rất dễ bị đổ nếu không có những thiết kế điều khiển tự động đặc biệt. Để giải quyết bài toán khó này, Chung đã phải áp dụng các kỹ năng hiện đại về điện tử, tin học và điều khiển tự động cho bài toán khá nổi tiếng trong vật lý-cơ học là bài toán về con lắc ngược. Với đề tài này Chung tạo ra được một sản phẩm cụ thể với mô hình xe di động tự cân bằng có 2 bánh song song với nhau. Do có kích thước chiếm chỗ nhỏ và khả năng cơ động cao nên sản phẩm cho phép tạo ra 1 mô hình phương tiện vận tải mới, phi truyền thống dễ dàng đi lại, vận chuyển ở các nơi đông người chật hẹp như sân bay, bến cảng. Bên cạnh đó, robot cân bằng còn là một mô hình rất tốt để các nhà nghiên cứu trên thế giới áp dụng và kiểm tra hiệu quả của các luật điều khiển hiện đại như luật điều khiển PID.
Hoàng Ngọc Chung bảo vệ đề tài trước hội đồng đánh giá.

Chung chia sẻ: “Đối với đề tài này em rất hứng thú vì vừa có tính thực tế lại vừa giúp em thử thách bản thân. Niềm vui nhân đôi khi PGS. TS. Trần Quang Vinh là thầy hướng dẫn em thực hiện nghiên cứu này. Thiết kế một robot cân bằng là một đề tài khó, bởi lẽ robot là một hệ cân bằng không ổn định. Mặc dù lý thuyết con lắc ngược đã có từ lâu, nhưng mãi đến những năm gần đây mới có sản phẩm thương mại ra đời với các thiết kế và quy trình công nghệ không được công bố chi tiết. Đây là một hệ thống cơ điện tử, phải đảm bảo trạng thái cân bằng không bền cho nên nó là một cở sở tốt cho việc áp dụng các điều khiển hiện đại. Nhiều trường đại học, viện nghiên cứu đã quan tâm nghiên cứu vấn đề này. Vì thế em đã quyết đinh chọn đề tài “thiết kế và thực nghiệm một robot cân bằng dựa trên nguyên lý con lắc ngược”. Bởi lẽ một đề tài phải tạo ra được một sản phẩm khoa học công nghệ cụ thể với cái kết quả hoặc là được (robot đứng cân bằng) hoặc là không (robot bị đổ). Chưa kể, đây là một sản phẩm điện tử – cơ điện tử đòi hỏi phải có được kiến thức và thực hành trong nhiều lĩnh vực như điện tử, vật lý, cơ học, tin học và tự động hóa. Cho nên qua việc nghiên cứu này em sẽ có điều kiện củng cố các kiến thức cơ bản của mình và phát huy khả năng tự học”.

Gia đình-nguồn động lực lớn

Trong suốt nhiều tháng nghiên cứu, Ngọc Chung đã bỏ ra rất nhiều thời gian tổng hợp kiến thức từ nhiều lĩnh vực để có thể hoàn thành đề tài, dù em đang ở năm cuối cùng của đời sinh viên. Chung cho biết: “Để không ảnh hưởng đến thời gian học tập em đã phải sắp xếp thời gian hợp lý. Em phải tranh thủ những lúc rảnh lên phòng thí nghiệm của bộ môn. Sau nhiều tháng nghiên cứu, thầy Trần Quang Vinh luôn động viên và chỉ dạy cho em trong suốt quá trình. Những lúc khó khăn hay bế tắc nhất thầy luôn ngồi lại cùng em giải quyết những vướng mắc đấy. Thậm chí, có những hôm hai thầy trò chưa giải quyết được khó khăn của đề tài nên tối muộn mới về, những ngày tháng đấy, em càng yêu quý và khâm phục thầy”.
Mô hình robot sau khi Ngọc Chung thành công

Cùng với quá trình làm đề tài, nhiều lúc Chung gặp khó khăn trong việc tìm hiểu kiến thức mới và ở nhiều lĩnh vực khác như kiến thức về vật lý, cơ học, tin học và tự động hóa… Chung đã bỏ rất nhiều công sức, có khi là những đêm thức trắng chỉ để nghiên cứu và mong robot đứng được. Tuy nhiên, nhiều khi gặp khó khăn quá lớn Chung chỉ muốn bỏ cuộc. Nhưng nhờ sự động viên từ phía thầy Vinh, gia đình và bạn bè cùng sự cố gắng của bản thân Chung đã thành công. Chung cho biết: “Mặc dù lúc đầu đứng sản phẩm chưa vững chắc lắm nhưng em đã rất vui. Em tin rằng với kiến thức mà em thu thập được qua quá trình nghiên cứu, em có thể tự tin vào khả năng cũng như năng lực của em để có thể phục vụ cho quá trình đi phỏng vấn, xin việc”.
Cuối tháng 5 vừa qua, Chung đã bảo vệ thành công khóa luận tốt nghiệp bằng chính đề tài này. Chung chia sẻ: “Hiện tại em đang cố hoàn thiện hơn báo cáo và sản phẩm để có được kết quả tốt nhất trong báo cáo nghiên cứu khoa học cấp Bộ GD-ĐT. Trong tương lai em muốn được học tập, nghiên cứu thêm hoặc được làm việc trong môi trường phát triển nghiên cứu. Ngoài ra, với đề tài này em sẽ cố gắng phát triên thêm để tăng tính ổn đinh cho hệ thống. Và xa hơn nữa, mong muốn của em là nó sẽ trở thành một phương tiện đi lại thông dụng”.
PGS.TS. Trần Quang Vinh, Chủ nhiệm bộ môn Điện tử và Kỹ thuật máy tính, giảng viên hướng dẫn đề tài cho biết: “Ngọc Chung đã thực hiện trọn vẹn 1 đề tài nghiên cứu ở cả 3 khâu gồm tính toán lý thuyết, mô phỏng và chế tạo ra một sản phẩm cụ thể. Hiện nay, đề tài mới ở mức có được một mô hình nhỏ chứng minh về mặt nguyên tắc, nhưng nếu có điều kiện hỗ trợ về kinh phí, trên cơ sở lý thuyết, thực nghiệm, cải tiến và bổ sung thì các sinh viên như Chung hoàn toàn có thể hoàn thiện chế tạo ra được sản phẩm thực tế để vận chuyển sản phẩm và người đi lại được. Để tạo ra được sản phẩm Chung phải tự học và nghiên cứu khá nhiều kiến thức liên ngành. Đến thời điểm này, với khả năng về kiến thức và kỹ năng như Chung đã đạt được qua NCKH thì em hoàn toàn có thể vượt qua được các vòng tuyển chọn của các doanh nghiệp như Viettel, Samsung… Điều đó cho thấy việc tổ chức nghiên cứu khoa học của nhà trường là hết sức đúng đắn, tuy vậy sinh viên cũng phải tự ý thức và nỗ lực”.
Theo Tuyết Nga (Bản tin ĐHQGHN)