Hai em Giang Quốc Hoàn và Đỗ Hữu Toàn, học sinh lớp 12A, Trường Trung học phổ thông Hoa Lư A, huyện Hoa Lư (Ninh Bình) đã tìm hiểu và chế tạo thành công robot thí nghiệm hóa học, góp phần thay thế con người trong quá trình tiến hành các thí nghiệm hóa học.
Đam mê môn Vật lý và thích khám phá khoa học, Theo Giang Quốc Hoàn và Đỗ Hữu Toàn, trong quá trình học tập tại trường, các em nhận thấy, Hóa học là môn khoa học thực nghiệm, có tính đặc thù, lý thuyết cần được gắn với thực hành. Tuy nhiên, phòng thí nghiệm tại các nhà trường chưa đầy đủ, đồng bộ các trang thiết bị và dụng cụ thực hành để đảm bảo về độ an toàn, dễ xảy ra cháy nổ. Bên cạnh đó, việc tiếp xúc trực tiếp với các hóa chất độc hại có thể gây ảnh hưởng đến sức khỏe của giáo viên và học sinh. Đầu năm 2017, Hoàn và Toàn đã trao đổi và bắt tay thực hiện dự án Robot thí nghiệm hóa học với mong muốn khắc phục giúp con người tránh việc tiếp xúc trực tiếp với các mẫu hóa chất độc hại, góp phần đưa những thí nghiệm môn Hóa học vào giảng dạy và học tập hiệu quả hơn trong các tiết học.
| Mô hình được áp dụng thực hành thí nghiệm tại lớp học. (Nguồn: Congthongtindulichninhbinh) |
Đỗ Hữu Toàn cho biết, cấu tạo của robot thí nghiệm hóa học gồm bộ phận cánh tay, hệ thống kẹp ống, bộ mạch điều khiển, hệ thống bơm, hệ thống camera và hệ thống cảm biến. Người sử dụng có thể dễ dàng hoạt động robot thông qua phần mềm trên máy tính hoặc điện thoại thông minh. Theo đó, người dùng chỉ cần nhập phương trình hóa học trên phần mềm của máy tính hoặc máy điện thoại, máy sẽ xử lý và điều khiển hoạt động của động cơ thực hiện các thao tác thí nghiệm một cách chính xác, an toàn theo lập trình và đưa ra kết quả phản ứng. Bên cạnh đó, robot thí nghiệm hóa học còn có hệ thống cảnh báo trước những phản ứng nguy hiểm và có hệ thống truyền hình ảnh giúp học sinh có thể dễ dàng quan sát trên màn hình máy chiếu.
Thầy Nguyễn Mạnh Tú, giáo viên môn Vật lý- người trực tiếp hướng dẫn hai học sinh sáng chế robot thí nghiệm hóa học chia sẻ, việc sử dụng robot trong các thí nghiệm hóa học ngoài đảm bảo an toàn cho con người còn bảo vệ môi trường và giảm chi phí cho việc đầu tư mua hóa chất. Nếu như trước kia, cùng một thí nghiệm để đảm bảo các học sinh đều được quan sát và hiểu rõ bài phải làm thí nghiệm nhiều lần. Người thực hiện còn phải tiếp xúc trực tiếp với các dụng cụ đựng hóa chất không chỉ gây tốn kém, mà còn mất nhiều thời gian và khó giám sát được toàn bộ học sinh cùng thực hiện thí nghiệm trong lớp học. Nay nhờ sử dụng robot, chỉ cần tiến hành một lần, các bước thí nghiệm được trình chiếu trên máy chiếu để học sinh có thể dễ dàng quan sát, phục vụ việc giảng dạy bằng phương pháp trực quan, mang lại hiệu quả cao.
Giang Quốc Hoàn cho biết: "Từ khi ấp ủ ý tưởng đến lúc thực hiện xong mô hình, chúng em gặp rất nhiều khó khăn. Khó khăn lớn nhất là việc thiết kế phần mềm điều khiển robot thông qua máy tính và máy điện thoại. Chúng em đã nhờ sự trợ giúp của thầy cô giáo và tham khảo nhiều tài liệu, làm đi làm lại nhiều lần mới thành công. Bên cạnh đó, vật liệu để chế tạo cánh tay robot và các bánh răng của robot phải đảm bảo vừa nhẹ vừa chắc chắn và có độ bền cao nên mất rất nhiều thời gian để tìm kiếm và chọn lọc vật liệu. Robot thí nghiệm hóa học có giá khoảng 3 triệu đồng/robot. Thời gian tới, hai nhà sáng chế trẻ dự định tiếp tục tìm tòi, học hỏi để thực hiện thêm nhiều dự án khoa học có tính ứng dụng cao trong đời sống.
Chủ tịch Liên hiệp các hội khoa học kỹ thuật tỉnh Ninh Bình Đỗ Văn Dung nhận xét, dự án Robot thí nghiệm hóa học của hai học sinh Giang Quốc Hoàn và Đỗ Hữu Toàn có tính ứng dụng cao trong thực tiễn, góp phần giúp các tiết thực hành môn Hóa học tại các trường học trở nên lý thú, an toàn hơn đối với giáo viên và học sinh. Các phương trình hóa học do robot thực hiện thí nghiệm đều rất trực quan, tự động, chính xác. Thời gian tới, Liên hiệp các hội khoa học kỹ thuật tỉnh Ninh Bình tiếp tục tạo điều kiện, khuyến khích thanh, thiếu niên tại địa phương tham gia sáng tạo khoa học, qua đó khơi dậy tiềm năng và phát huy tư duy sáng tạo của thanh, thiếu niên và nhi đồng, giúp các em trau dồi kiến thức, hình thành ý tưởng sáng tạo, nuôi dưỡng ước mơ trở thành những nhà sáng chế.