Sinh viên Bách khoa Hà Nội nghiên cứu công nghệ sóng não tranh tài chung kết Sáng tạo trẻ 2023

“Tỷ phú Elon Musk đã cố gắng cấy chip vào não người, chứng minh suy nghĩ dùng sóng não điều khiển mọi vật. Chúng em cũng ước mơ nghiên cứu một công nghệ chỉ cần suy nghĩ sẽ điều khiển các thiết bị xung quanh – Neural of Things. Tên của nhóm chúng em thể hiện điều này” – Nguyễn Tuấn Đạt – đội trưởng đội thi Neural of Things – 1/5 đội thi bước vào vòng chung kết cuộc thi Sáng tạo trẻ 2023 – chia sẻ.

Ngày 23/3 tới đây, Neural of Things sẽ tranh tài cùng 4 đội thi với sản phẩm Awake drive – Công nghệ giám sát và duy trì độ tỉnh táo của người lái xe.

Nhóm Neural of Things gồm 4 sinh viên Đại học Bách khoa Hà Nội: Nguyễn Tuấn Đạt, Nguyễn Bình An - K67, CNTT Việt Nhật; Trần Văn Lực – K66, Khoa học máy tính; Đồng Thị Diễm Quỳnh - K67, Quản trị kinh doanh ĐH TROY và 1 sinh viên Trường ĐH Kinh tế Quốc dân là Võ Quỳnh Anh – ngành Kinh doanh quốc tế.

Hướng dẫn nhóm là TS. Trịnh Văn Chiến - Giảng viên, Trưởng Phòng Thí nghiệm nghiên cứu mạng máy tính và công nghệ truyền thông thế hệ mới, Trường Công nghệ thông tin và Truyền thông, Đại học Bách khoa Hà Nội. Mới đây, TS. Chiến đạt Giải thưởng Khoa học công nghệ Quả cầu vàng 2023.


Sản phẩm sử dụng cơ chế đọc thu sóng não

Nguyễn Tuấn Đạt, đội trưởng nhóm Neural of Things cho biết: Hiện nay, lái xe trong môi trường giao thông ngày càng trở nên phức tạp và đòi hỏi sự tập trung cao đối với người lái. Sự mệt mỏi, căng thẳng và thiếu tỉnh táo là những vấn đề phổ biến mà lái xe thường phải đối mặt, đặc biệt là trong những chuyến đi dài hoặc vào ban đêm. Điều này có thể dẫn đến giảm khả năng tập trung, phản xạ chậm và tăng nguy cơ gây tai nạn. 

“Awake Drive là một sản phẩm sử dụng cơ chế đọc thu sóng não và phát nhịp Isochronic (nhịp đập hai tai và đơn âm) sẽ tương tác trực tiếp với sóng não của tài xế, giúp kích thích và tăng cường hoạt động não bộ của người lái xe. Bằng cách kích thích các vùng não liên quan đến sự tập trung và giữ tỉnh táo, sản phẩm giúp người lái xe duy trì trạng thái tỉnh táo và tăng cường khả năng phản ứng trong quá trình lái xe” - Nhóm Neural of Things giới thiệu về sản phẩm của mình.
 

Trước khi bắt tay vào nghiên cứu Awake Drive, dưới sự hướng dẫn của giảng viên TS. Trịnh Văn Chiến, các sinh viên trong nhóm đã tìm hiểu các tài liệu, phân tích ưu – nhược điểm những sản phẩm tương tự để chọn hướng đi cho mình.

Hiện nay trên thế giới đã có một số sản phẩm về việc phát hiện buồn ngủ khi lái xe. Hầu hết các sản phẩm đang triển khai sử dụng camera theo dõi hành vi của lái xe. Điển hình là EyeAlert được phát triển bởi Seeing Machines - Úc.

Đây là sản phẩm điển hình đang được áp dụng rộng rãi trên các phương tiện ô tô, xe tải. Hệ thống này sử dụng một camera để quan sát mắt của tài xế và phân tích các dấu hiệu như tần số nhấp nháy, độ mở rộng của mắt và thời gian giữa các nhấp nháy để đánh giá mức độ mệt mỏi và buồn ngủ của tài xế. Khi phát hiện tài xế đang mệt mỏi hoặc buồn ngủ, EyeAlert sẽ phát ra cảnh báo âm thanh hoặc rung để cảnh báo cho tài xế.  

Là một sản phẩm hữu ích, EyeAlert vẫn có một số điểm hạn chế, như: Độ chính xác bị tác động và ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố bao gồm ánh sáng, độ ẩm và các điều kiện của phương tiện khác; Sản phẩm đặt trọng tâm ở phát hiện buồn ngủ, chưa đề ra một phương án hợp lí để ngăn chặn và đánh thức tài xế ngoài âm thanh cảnh báo không thực sự hiệu quả.  

Quan trọng nhất, vấn đề liên quan đến buồn ngủ thiên về trạng thái sức khoẻ tâm thần nhiều hơn. Mặc dù thể chất và tâm thần sẽ có liên đới với nhau, nhưng mắt chỉ là một trong những bộ phận phản ánh buồn ngủ, không là động cơ xuất phát của giấc ngủ. Một sản phẩm đánh giá sức khỏe tinh thần tốt phải xuất phát từ dữ liệu của não bộ. Trên thực tế, vẫn có tình trạng “Ngủ tinh thần” với các cơ quan phản ánh như mắt vẫn mở và hoạt động như thường. Với đối tượng này sản phẩm EyeAlert sẽ không xác định được.  

Từ những phân tích này, nhóm Neural of Things quyết định chọn giải quyết vấn đề mệt mỏi và buồn ngủ khi lái xe thông qua việc phát triển một sản phẩm công nghệ giúp tài xế duy trì sự tỉnh táo và an toàn khi lái xe với cách khai thác khác biệt hoàn toàn là tương tác trực tiếp với sóng não.

Sản phẩm hoạt động dựa trên cơ chế đọc thu sóng não với thiết bị thân thiện và phát tần sóng Isochronic điều chỉnh tình trạng tinh thần tài xế lái xe dựa trên nguyên tắc cuốn hút sóng não (brainwave entrainment). Đây cũng là hướng đi mới và phù hợp với thời đại khi sản phẩm hướng đến trải nghiệm sử dụng tinh giản, hỗ trợ cho tài xế một cách chủ động. 
 

Tự tin với 5 điểm mới, sáng tạo

Awake Drive đã từng lọt vào vòng chung kết nhiều cuộc thi về NCKH, Khởi nghiệp của sinh viên Hà Nội và của Trường CNTT&TT, Đại học Bách khoa Hà Nội. Thuyết trình trước BGK các cuộc thi, sinh viên Trần Văn Lực - đại diện nhóm Neural of Things - rất tự tin nêu 5 điểm mới, sáng tạo của sản phẩm:

1. Độ chính xác: Awake Drive sử dụng thiết bị đo lường sóng não để xác định xem người sử dụng có đang trong tình trạng buồn ngủ không, khi sóng não biểu thị tinh thần mệt mỏi, App sẽ lập tức phát ra tần số isochronic phù hợp để tăng độ tỉnh táo cho người sử dụng dựa trên nguyên tắc ‘cuốn hút sóng não’. Cơn buồn ngủ là dấu hiệu của sự mệt mỏi về tinh thần và thể xác, khi đó, não bộ sẽ phát ra tín hiệu cần được nghỉ ngơi.

Với thiết bị đo lường sóng não, có thể bắt được chính xác tín hiệu của não bộ, nhờ vậy tăng độ chính xác lên đáng kể. Điều đó khắc phục nhược điểm của Eye Alert – đại diện cho các sản phẩm hiện có trên thị trường, là đối thủ cạnh tranh cùng lĩnh vực với Awake Drive, cơ chế hoạt động là giám sát độ biểu hiện của mắt (tần số nháy mắt, độ mở rộng của mắt và thời gian giữa các lần nhấp mắt) để phán đoán xem người sử dụng có đang trong tình trạng buồn ngủ không.

Nhưng, mắt chỉ là một trong những bộ phận phản ánh cơn buồn ngủ, không phản ánh được chính xác hoàn toàn (triệu chứng ngủ mở mắt), hơn nữa độ chính xác còn bị tác động và ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố bao gồm ánh sáng, độ ẩm và các điều kiện của phương tiện khác.
 

2. Duy trì tỉnh táo nhẹ nhàng: Awake Drive còn ưu việt hơn ở chỗ duy trì sự tỉnh táo qua tần số Isochronic, nhẹ nhàng và ổn định.

EyeAlert cũng có thể khiến tài xế tỉnh táo nhưng bằng phương pháp kém hiệu quả hơn là phát ra chuông cảnh cáo, điều này khiến người sắp ngủ lại đột ngột giật mình, rất dễ rơi vào tình trạng mất bình tĩnh, thời gian dài có thể gây ảnh hưởng đến sức khỏe tâm lý, nguy hiểm là đột quỵ.

Awake Drive hoàn toàn có khả năng xử lý trực tiếp vấn đề của người sử dụng là những cơn buồn ngủ, với công nghệ sóng não có khả năng kích thích trực tiếp, người sử dụng hoàn toàn có thể giữ được sự tỉnh táo, bình tĩnh mà không bị những tác dụng phụ như kích thích bất ngờ hay ảnh hưởng về mặt tâm lý. 

3. Chi phí lắp đặt và vận hành rẻ: Chi phí sản xuất vài triệu đồng (có thể sử dụng mỗi ngày khoảng 6-7 giờ đồng hồ trong 6-7 năm) trong khi sản phẩm đối thủ có giá thị trường lên tới hàng chục triệu đồng. 

4. Sản phẩm đầu tiên áp dụng công nghệ sóng não: Hiện tại Awake drive đang là sản phẩm đầu tiên trên thị trường áp dụng công nghệ sóng não để duy trì sự tỉnh táo trong khi lái xe. Đây là điểm mới trong thị trường và kỳ vọng sẽ trở thành sản phẩm tiềm năng trong tương lai. 
  5. Tiềm năng: Về cơ bản, Awake Drive là sản phẩm giám sát và duy trì độ tỉnh táo của người dùng. Trên lĩnh vực công việc nói chung, thiết bị có thể áp dụng vào học tập và làm việc, đối tượng là các học sinh, sinh viên, người đi làm, đặc biệt là trong các ngành việc cần sự tập trung cao độ như sản xuất, xây dựng, dầu khí.

Trong lĩnh vực bảo hiểm, thiết bị giúp công ty bảo hiểm đánh giá rủi ro và xác định mức phí bảo hiểm phù hợp.

Trong lĩnh vực y tế, thiết bị có thể được sử dụng trong quá trình giám sát bệnh nhân để đưa ra mức cảnh cáo và điều chỉnh tinh thần khi bệnh nhân rơi vào tình trạng bất thường.

Sản phẩm Awake Drive gồm phần cứng là thiết bị đo sóng não và phần mềm ứng dụng phát nhịp Isochronic. Nhóm Neural of Things đã làm xong 1 phần của app, model và bộ dữ liệu; thiết bị đo sóng não còn lại sẽ là sản phẩm hợp tác với Neurosky. Awake Drive dự kiến trong tương lai sẽ tự tạo ra thiết bị đo sóng não của riêng mình.

Awake Drive hiện có 2 phiên bản: Đeo ở trán - đo và kết nối với một ứng dụng trên điện thoại; Đeo như một tai nghe: Nhóm sinh viên đang cập nhật phần cứng để tinh giản hình thức sản phẩm, đem lại sự tiện lợi cho người sử dụng.
 

Awake Drive – Hành trình từ nghi ngại đến tin tưởng

Để có được Awake Drive thành hình hài hôm nay, các thành viên trong nhóm vẫn nhớ như in ngày đầu tiên trình bày ý tưởng với thầy giáo Trịnh Văn Chiến, nhận được sự động viên, khích lệ, hướng dẫn tìm các tài liệu, các bài báo khoa học… để học hỏi, có kiến thức nền tảng để có thể tự mình tìm tòi hướng đi mới.

Sau khi phát triển, demo sản phẩm (tháng 6/2023), nhóm mang Awake Drive tham dự các cuộc thi, đạt 1 giải nhất và 2 lần vào đến vòng chung kết.

Trần Văn Lực vẫn nhớ những câu hỏi thời gian đầu tham gia dự thi: “Nói đến sóng não là mọi người hay nghi ngờ. Có người hỏi chúng em: “Đeo cái này nó có nổ không? Đeo cái này có ảnh hưởng đến sức khỏe thần kinh không?”. Sau khi giải thích, nhóm chúng em họp nhau, phân tích rằng cần phải nhấn mạnh đến đến độ an toàn của Awake Drive.

Từ những câu hỏi nghi ngờ, từ các góp ý, hướng dẫn của chuyên gia tư vấn, nhóm Neural of Things tìm cách cải thiện sản phẩm. 
 

Thấy nhóm sinh viên say mê đi thi, có phần sao nhãng việc nghiên cứu chuyên sâu, TS. Trịnh Văn Chiến đã “rung chuông cảnh báo” tới học trò: “Sản phẩm chưa đủ tốt mà cứ mang đi thi. Các em nên tập trung hơn vào nghiên cứu, phát triển sản phẩm”

TS. Chiến đã giúp các sinh viên liên hệ mạng lưới chuyên gia, củng cố cơ sở lý thuyết nền tảng, hướng dẫn làm các bản mạch nhỏ gọn hơn... Đặc biệt, thầy rất nhiệt tình kiểm chứng sản phẩm cùng sinh viên.  

Tự trải nghiệm sản phẩm, nhóm sinh viên thay nhau đeo Awake Drive lên thư viện trong thời điểm ôn thi, rồi các “khách hàng” kiểm thử sau này của nhóm là các bạn cùng học, các bác lái xe taxi gần nhà… Mỗi lần nhận được đánh giá tốt từ người đeo, nhóm sinh viên vui mừng lắm!

Nhóm Neural of Things đang cố gắng đẩy nhanh dự án và ấp ủ ý tưởng thành lập công ty để phát triển sản phẩm. Trước mắt, nhóm sẽ tìm hiểu các thủ tục để làm hồ sơ nhận bằng sáng chế. “Chúng em không chỉ có niềm tin nghiên cứu ra sản phẩm tốt mà còn tin mình sẽ đưa sản phẩm tốt ấy đưa đến tay người tiêu dùng. Khởi nghiệp ở tuổi 20 – 21, tại sao không?” – Các sinh viên nhóm Neural of Things tự tin khẳng định.
 

AWAKE DRIVE: KẾ HOẠCH PHÁT TRIỂN 2023 - 2028 Năm 2023:  •        Tháng 10/2023: Xây dựng app demo. •        Tháng 11-12: Triển khai chạy thử sản phẩm với quy mô 100 người. Năm 2024: •        Hoàn thiện app dựa trên đánh giá từ quá trình chạy thử. •        Hợp tác và nghiên cứu sản xuất thiết bị thu sóng não. •        Hợp tác với đối tác để bắt đầu sản xuất. •        Chạy thử sản phẩm phần cứng, quy mô 1.000 người. •        Chuẩn bị chiến lược MKT trước khi ra mắt. Năm 2025 – 2027: •        Hoàn thiện app và sản phẩm. •        Đưa sản phẩm ra thị trường. •        Nghiên cứu, mở rộng lĩnh vực triển khai ứng dụng công nghệ sóng não. •        Tập trung vào Sales và Marketing cho sản phẩm. Năm 2028:  •        Tiếp tục hoàn thiện app và sản phẩm. •        Mở rộng nghiên cứu, mở rộng tệp khách hàng. •        Nghiên cứu thị trường để chuẩn bị đưa sản phẩm ra khu vực Đông Nam Á và quốc tế.