Học sinh Tây Ninh dành 1 năm sáng tạo hệ thống nhận diện vứt rác bừa bãi

Ở tuổi 16 và 18, hai bạn học sinh cấp 3 ở trường THPT Chuyên Hoàng Lê Kha (Tây Ninh) đã sáng tạo ra "Hệ thống nhận diện hành vi vứt rác bừa bãi" có thể áp dụng tại các trường học, địa điểm công cộng.

Nguyễn Thị Hương Giang (sinh năm 2004) và Đào Thiên Long (SN 2002) - học sinh trường THPT Chuyên Hoàng Lê Kha, tỉnh Tây Ninh -  là tác giả của sản phẩm "Hệ thống nhận diện hành vi vứt rác bừa bãi".

Hệ thống này có thể áp dụng tại các trường học, địa điểm công cộng để nhắc nhở, xử phạt hành vi vứt rác bừa bãi, nâng cao ý thức bảo vệ môi trường của mọi người. Đây là công trình dự thi chương trình Tri thức trẻ vì giáo dục năm 2020.

Minh họa về "Hệ thống nhận diện hành vi vứt rác bừa bãi".

Quy trình cho ra đời hệ thống nhận dạng hành vi vứt rác bừa bãi bắt đầu từ việc chuẩn bị dữ liệu là những bức ảnh chứa hành vi xả rác. Có khoảng 4.000 tấm ảnh được cắt ra từ video đã được Giang và Long thu thập. Sau đó, nhóm đưa hình ảnh vào gán nhãn và tạo thành một mô hình mẫu đưa vào cho máy học.

Để hoàn thiện hệ thống, Thiên Long và Hương Giang đã viết thuật toán detect object bằng cách sử dụng công cụ có sẵn YoloV3 (giúp nhận dạng đối tượng xả rác và vậy thể rác) và Open pose (tạo các điểm khung xương của người xả rác).

Cụ thể, có 3 thuật toán đã được các bạn viết ra: Thuật toán lọc rác thừa (rác quá xa, quá nhỏ so với vị trí con người); Thuật toán lọc rác tĩnh (rác có sẵn không phải do người đó vứt); Thuật toán chuỗi hành vi (để so khớp xem rác đó có phải từ tay người đó vứt không).

Sau đó, nhóm đưa vào các video chứa hành vi xả rác được trích xuất từ camera, hệ thống sẽ nhận dạng và trích xuất ra hình ảnh người vi phạm đang vứt rác.

Hiện tại, "Hệ thống nhận diện hành vi vứt rác bừa bãi" đã hoàn thiện và có thể áp dụng vào thực tiễn trong khi nhóm tác giả chưa hề đặt ra yêu cầu về tác quyền, chi phí sản xuất.

Nói về ý tưởng của hệ thống thú vị này, em Hương Giang cho biết: "Sản phẩm này xuất phát từ nhận thức của chúng em trước tình trạng ô nhiễm môi trường hiện nay mà vứt rác là một trong những nguyên nhân.

Bên cạnh đó, trong thời đại công nghiệp 4.0 hiện nay, công nghệ thông tin rất phát triển, chính vì vậy chúng em muốn tạo nên một hệ thống hữu ích cho công tác bảo vệ môi trường, vừa tiết kiệm thời gian và công sức".

Mục đích chính của nghiên cứu của 2 bạn học sinh là giúp tiết kiệm thời gian, nhân lực trong công tác bảo vệ môi trường và nhằm giáo dục, nâng cao ý thức bảo vệ môi trường của mọi người.

Giang và Long dành nhiều tâm sức cho sản phẩm Hệ thống nhận diện hành vi vứt rác bừa bãi.

Dự án của hai bạn trẻ được thực hiện từ tháng 3/2019 đến tháng 5/2020. Hơn 1 năm liên tục nghiên cứu, thử nghiệm, hoàn thiện, điều khó khăn nhất với nhóm đã mất nhiều thời gian tìm hiểu và viết chương trình của hệ thống trong ngôn ngữ lập trình Python.

Bên cạnh đó, nhóm cũng phải dành gần 1 tháng để thu thập dữ liệu là các đoạn video có chứa hành vi xả rác, sau đó được cắt ra thành ảnh để gán nhãn và tạo hình mẫu cho hệ thống "học hỏi".

Mặt khác, do vấn đề trang thiết bị hạ tầng còn kém nên hai bạn học sinh cũng vất vả hơn khi nghiên cứu. Nhất là việc máy tính có cấu hình yếu, load dữ liệu chậm, không đáp ứng đã cản trở hai em khá nhiều.

Hương Giang cho biết: "Việc tìm hiểu các công nghệ mới hiện đại khá mất nhiều thời gian đối với chúng em, nhưng chúng em vẫn sắp xếp được thời gian để nghiên cứu.

Bằng cách là chúng em sẽ gặp nhau để trao đổi, nghiên cứu về các vấn đề liên quan đến dự án ngay tại trên lớp, vào các buổi không phải học ở trường hoặc các ngày thứ 7, chủ nhật".

Một lợi thế mà hai tác giả trẻ này có được đó là cả hai đều là học sinh lớp Chuyên Tin của trường THPT Chuyên Hoàng Lê Kha. Do vậy, các thầy cô giáo chuyên môn rất tận tình hướng dẫn khi biết về dự án của hai bạn.

Thầy cô, bạn bè của Giang và Long khá thích thú và hào hứng khi biết về sản phẩm này vì đây là sản phẩm công nghệ có thể giúp ích cho cộng đồng, có khả năng ứng dụng trong trường học và đặc biệt là cho công tác bảo vệ môi trường.

Hai bạn trẻ đã sáng tạo ra hệ thống này với tất cả tâm huyết. Tinh thần của hai bạn là: "Độ tuổi không thể giới hạn sự sáng tạo. Độ tuổi chỉ giới hạn những điều mà chúng em có thể làm vì giới hạn về mặt kiến thức và thời gian mà chúng em có thể nghiên cứu mà thôi".

Học sinh Tây Ninh làm hệ thống nhận diện vứt rác bừa bãi

Nhóm hai nhà khoa học 2K hi vọng sẽ được tài trợ kinh phí để tiếp tục đầu tư trang thiết bị máy tính, để hoàn thành sản phẩm hoàn thiện hơn.

Với Giang, em ước mơ trở thành một nữ doanh nhân đầy bản lĩnh, tự tin và thành đạt. Còn Thiên Long mong muốn trở thành 1 lập trình viên chuyên nghiệp, giúp phát triển nền công nghệ cho nước nhà.

Mới đây, Thiên Long đã tham gia kỳ thi tốt nghiệp THPT và đạt số điểm cao 26,75 (đã cộng điểm vùng). Em dự định xét tuyển vào Đại học Khoa học Tự nhiên- nhóm ngành khoa học máy tính.

Hai bạn tâm sự rằng nếu có thể sẽ tiếp tục nghiên cứu thêm dự án mới để góp phần giúp ích cho xã hội.

Mai Châm

Ảnh: NVCC