Những sáng chế hữu dụng, thông minh của sinh viên nước ngoài

Thứ tư, 05/12/2018

Máy cắt cỏ điều khiển từ xa vận hành bằng năng lượng mặt trời, có thể cắt tất cả các loại cỏ, kể cả cỏ mềm.

1. Sinh viên chế tạo máy cắt cỏ bằng năng lượng mặt trời

Máy cắt cỏ điều khiển từ xa vận hành bằng năng lượng mặt trời, có thể cắt tất cả các loại cỏ, kể cả cỏ mềm.

Ba sinh viên Phân khoa Kỹ thuật Máy Nông nghiệp của trường Đại học Đại học Công nghệ RMUTT của Thái Lan là Anyika Sawangjitr, Pannaphat Surachawaja và Thanayut Nethibaht vừa thiết kế thành công một chiếc máy cắt cỏ điều khiển từ xa vận hành bằng năng lượng mặt trời. Máy có độ an toàn cao vì lớp vỏ bọc trên máy được thiết kế để loại bỏ cỏ đã cắt ra phía sau. Máy gọn nhẹ, dễ vận hành.

Theo sinh viên Anyika Sawangjitr, việc sử dụng dụng cụ cắt cỏ cầm tay hoặc các loại máy cắt cỏ phải vận hành ở tư thế đứng cần vận dụng đến lực ly tâm ảnh hưởng rất nhiều đến sức khỏe. Ngoài ra, bên cạnh việc máy cắt cỏ có giá thành cao, cũng còn phải xem xét đến yếu tố an toàn, thời lượng làm việc bền bỉ và việc dễ dàng bảo dưỡng cho máy. Do vậy, nghiên cứu đã được tiến hành rất kỹ lưỡng để có thể cho ra đời chiếc máy cắt cỏ điều khiển từ xa giúp cải thiện chất lượng cuộc sống cho người nông dân.

Chiếc máy cắt cỏ bằng năng lượng mặt trời được điều khiển từ xa này có vẻ ngoài thật đơn giản.

Máy có thể cắt tất cả các loại cỏ, kể cả cỏ mềm. Bánh xe phía trước của máy là bánh xe tự do điều khiển từ xa với tần số từ 2,40 - 2,48 GHz, nhận năng lượng thông qua các tế bào năng lượng mặt trời được lưu trữ trong pin. Hai động cơ DC, một được thiết trí tại lưỡi dao cắt và một nằm trong bảng điều khiển Arduino để điều khiển cho bánh xe quay. Tuy có cơ chế hoạt động tinh tế như vậy nhưng nhìn bên ngoài, chiếc máy có vẻ vô cùng đơn giản do toàn bộ cấu trúc đều được che phủ bên trên bởi tấm pin năng lượng mặt trời.

Máy được điều khiển bằng remote với khoảng cách xa từ 80 - 100 m, có thể tiến về phía trước, lùi về phía sau hoặc rẽ trái, rẽ phải với ba tốc độ và có thể xoay tròn ở các khu vực nhỏ. Khi vận hành ngoài trời, máy sẽ đồng thời được nạp năng lượng và lưu trữ vào pin.

Các tấm pin mặt trời được đặt trên máy với góc 13o để có thể thu nhận được năng lượng mặt trời tối ưu nhất trong mọi thời điểm. Máy có thể hoạt động liên tục từ 2 đến 3 giờ mỗi ngày.

Cũng tại Phân khoa Kỹ thuật Máy Nông nghiệp, trường ĐH Công nghệ RMUTT của Thái Lan, Trưởng nhóm nghiên cứu, GS. Kiattisak Sangkradit cùng với trợ lý và các sinh viên còn nghiên cứu thành công Thiết bị tự động bón phân theo nhu cầu của cây trồng, theo phương pháp phát triển công nghệ chính xác để tìm ra tỷ lệ thích hợp cho việc phối trộn phân bón, đồng thời.

Sử dụng kỹ thuật xử lý hình ảnh để bón phân giúp triển khai đúng liều lượng phân bón theo kích cỡ của cây trồng, vì vậy các cây nhỏ sẽ nhận được nhiều và các cây lớn hơn sẽ nhận được ít hơn.

Trong việc bón phân cho cây trồng, việc điều chỉnh tỷ lệ phân bón đạt mức ổn định là một khâu hết sức khó khăn. Do vậy, hiện các nhà nghiên cứu đang cố gắng giải quyết vấn đề này bằng cách phát triển một loại thiết bị bón phân gắn với đầu máy kéo, trên có chứa ba loại phân bón để giúp nông dân bón phân theo tỷ lệ thích hợp.

GS. Kiattisak Sangkradit cùng nhóm nghiên cứu bên cỗ xe phối trộn phân bón tự động.

Thiết bị này sử dụng một hệ thống hình ảnh, được xử lý bằng máy tính, cũng như sử dụng để tính toán lượng phân bón thích hợp dựa trên tỷ lệ phần trăm màu xanh của cây trồng. Sau đó, dữ liệu được phân tích để hệ thống tính toán và điều chỉnh, giúp giảm bớt lượng phân bón dư thừa so với tỷ lệ thích ứng và đồng thời cũng giảm bớt chi phí sản xuất.

Sáng chế này bao gồm dàn răng cày để đục lỗ bón phân vào đất, thiết bị bón phân, hộp kiểm soát phân bón, webcam, bộ xử lý và máy tính. Webcam chụp ảnh hình dạng cây trồng và truyền hình ảnh tới máy tính. Sau đó, bộ vi xử lý gửi dữ liệu tới hộp bón phân để điều chỉnh lượng phân bón phù hợp cho từng cây trồng hoặc từng khu vực. Webcam được gắn ở đầu máy kéo để nhận dạng cây trồng, thiết bị phân phối phân bón và hộp kiểm soát phân bón được gắn vào phía sau của máy kéo để “thực thi” nhiệm vụ. Còn máy tính thì được đặt bên trong máy kéo để giúp người vận hành dễ dàng sử dụng.

Nhóm nghiên cứu cho biết, thiết bị có ưu điểm giúp tăng độ chính xác cho việc sử dụng kỹ thuật xử lý phân bón, giúp triển khai đúng liều lượng phân bón theo kích cỡ của cây trồng: các cây nhỏ sẽ nhận được nhiều phân bón và các cây lớn hơn sẽ nhận được ít hơn. Nói cách khác, lượng phân bón sẽ phụ thuộc vào nhu cầu của cây trồng. Các hình ảnh được xử lý để tính toán kích thước của cây trồng thông qua một thuật toán đã được thử nghiệm để xác định lượng phân bón, cho dù là ở dạng bột hay dạng hạt, diện tích cũng như thời lượng cần bón phân. Và do vậy, điều này sẽ giúp giảm bớt lượng phân bón cũng như giảm bớt chi phí cho việc sản xuất mía.

Sáng chế này đã giành được huy chương vàng và giải thưởng đặc biệt - Phát minh Kỹ thuật dân dụng tốt nhất Inova - tại Triển lãm Sáng chế Quốc tế 42 Inova-Budi 2018 được tổ chức ở Osijek, Croatia.

2. Một sinh viên đến từ Trung Quốc sáng chế thiết bị đọc sách bằng cách… chớp mắt

Sinh viên đại học ở đến từ Đại học Khoa học và Công nghệ Trường Xuân, tỉnh Cát Lâm, vùng đông bắc Trung Quốc vừa sáng chế ra một thiết bị đọc sách đặc biệt.

Thiết bị này nhằm giúp những người già hay người khuyết tật có thể đọc sách mà không cần phải dùng tay. Thay vào đó chỉ cần chớp mắt cũng có thể chuyển các trang sách.

Qi Huanqiang trình diễn tính năng đọc sách bằng cách chớp mắt để lật trang.

Sáng chế đặc biệt này sử dụng công nghệ cảm nhận các tín hiệu của bộ não, nó có thể giúp người khuyết tật dễ đọc sách hơn nhiều, Qi Huanqiang, một trong những sinh viên trong nhóm phát minh cho biết.

Qi cũng trực tiếp thực hiện tính hữu dụng của sáng chế bằng cách đeo băng đô có gắn cảm biến để chuyển một trang trong một cuốn sách mỗi khi anh chớp mắt.

Chiếc băng đô sẽ giúp phát hiện sóng não, sau đó gửi đến thiết bị lật trang sách bằng kết nối Bluetooth. Qi chia sẻ, sản phẩm này không tốn kém và hữu ích đối với rất nhiều người, cả người già hay các nghệ sĩ dương cầm.

Sáng chế này hiện đang thu hút được sự chú ý đặc biệt trên các phương tiện truyền thông xã hội Trung Quốc.

Tuy nhiên, cũng có những luồng ý kiến trái chiều cho rằng, thiết bị của Qi còn một số hạn chế như việc chỉ có thể tiến lên, nhưng không lật ngược trang.

3. Nữ sinh viên 24 tuổi nhận giải thưởng 100.000 USD nhờ phát minh cách xử lý chất thải nhựa thành sản phẩm mới và ngăn bao bì dùng 1 lần thải ra biển

Nữ sinh viên tốt nghiệp trường Đại học Pennsylvania đã phát minh ra một cách mới để xử lý chất thải nhựa và ngăn bao bì dùng một lần thải ra biển.

Miranda Wang, nhà đồng sáng lập và CEO của công ty BioCellection hiện đang tập trung vào vấn đề tái chế polyethylene, loại nhựa phổ biến nhưng lại khó tái chế nhất. Hầu hết các sản phẩm làm từ polyethylene như xốp hơi bong bóng hay túi nhựa đều tập kết ở bãi rác và ít khi được tái chế.

Đầu tháng 11, công ty của Wang đã nhận được giải thưởng trị giá 100.000 USD từ Viện Môi trường và Phát triển bền vững của trường Đại học California cho sáng chế của họ. Giải thưởng thường niên này do Quỹ Anthony và Jeanne Pritzker tài trợ để vinh danh những nhà sáng tạo dưới 40 tuổi.

Phát biểu sau khi nhận giải, nữ CEO trẻ tuổi cho biết: "Công nghệ mới của chúng tôi có thể trở thành giải pháp mấu chốt giúp tái chế và giảm bớt phần nào việc rác thải nhựa bị xả bừa bãi ra môi trường nói chung và các vùng biển nói riêng".

Theo thống kê của tổ chức UNESCO, mỗi năm có hơn 220 triệu tấn nhựa được sản xuất trên toàn thế giới nhưng hơn 80% trong số đó lại không được tái chế. Một con số khổng lồ - 23 tỷ USD đã bị lãng phí và cuối cùng đổ ra lòng đại dương. Theo dự đoán năm ngoái của Quỹ Ellen MacArthur, lượng nhựa thải sẽ vượt quá số lượng cá tại các vùng biển năm 2050.

Công việc của BioCellection là tập hợp polyethylene và biến chúng thành các khối hóa học để tái chế thành sản phẩm mới. Họ tiến hành biến đổi bao bì nhựa thành các tiền chất công nghiệp thông qua một chất xúc tác có thể hoạt động ở nhiệt độ rất thấp. Sau đó, họ làm sạch các khối chất trên để phục vụ công đoạn tiếp theo.

Wang nhấn mạnh rằng cô và người đồng sáng lập Jeanny Yeo không chỉ tạo ra thị trường mới cho vật liệu tái chế mà họ còn muốn phát minh của mình trở thành giải pháp thay thế chất lượng cao so với những giải pháp hiện có. Cô chia sẻ thêm rằng các nhà sản xuất sẽ không cần phải thay đổi chuỗi cung ứng vốn có để sử dụng sản phẩm của BioCellection.

Miranda Wang (bên trái) và cộng sự.

Được biết quy trình của BioCellection có thể biến đổi khoảng 99,5% bao bì nhựa và công ty vẫn đang tiếp tục nghiên cứu để phát triển quy trình làm sạch. Nhóm của Wang đã đạt đến hơn 80% độ tinh khiết, mặc dù vậy, họ cần đạt được mức 90% để trở thành thương phẩm.

Mục tiêu của Wang là giải pháp của BioCellection sẽ trở thành sản phẩm thương mại trong 6 tháng tới. Giải thưởng trị giá 100.000 USD họ vừa nhận sẽ được sử dụng để phát triển công nghệ làm sạch.

Wang cũng cho biết, một số phương pháp tái chế khác có năng lượng đầu vào cao vì chúng hoạt động trong phạm vi từ 500 độ C đến 1000 độ C, và điều này tiêu tốn nhiều chi phí hơn giải pháp có thể hoạt động ở 120 độ C của BioCellection.

Hiện tại, công ty của Wang sản xuất 4 loại sản phẩm khác nhau với giá từ 1.600 USD/tấn đến hơn 12.000 USD/tấn. Ngoài ra, cô cũng có dự định tổ chức một buổi giới thiệu sản phẩm vào giữa năm sau. Từ giờ cho đến lúc đó, Wang hy vọng sẽ có thêm nhiều kế hoạch cụ thể liên quan đến về vấn đề chi phí và phát triển quan hệ với các đối tác thương mại.

Đông Trần tổng hợp (nguồn: Tuoitre; khampha; BI)

Tags