Chung kết Sáng tạo trẻ 2024: “Tứ cô nương” Bách khoa và sản phẩm phát hiện sớm bệnh lý hô hấp

Ngày 28/12 tới đây, đội thi SLEEP, một trong 5 đội xuất sắc nhất lọt vào vòng Chung kết cuộc thi Sáng tạo trẻ 2024, sẽ chính thức tranh tài với sản phẩm “Hệ thống nhúng phân tầng hỗ trợ chẩn đoán bệnh về đường hô hấp triển khai trên FPGA".

Nhóm SLEEP gồm 4 nữ sinh viên ngành Kỹ thuật Điện tử Viễn thông, Trường Điện - Điện tử, Đại học Bách khoa Hà Nội: Nguyễn Anh Phương  - K65, Vũ Thị Ngọc Trâm – K66, Đào Cao Ngọc Ly – K66, Mạc Phương Nga – K66. Nhóm nghiên cứu nhận được sự hướng dẫn của PGS. Hán Trọng Thanh - Phó Viện Trưởng Viện Nghiên cứu Công nghệ không gian và dưới nước, Đại học Bách khoa Hà Nội.

Giải pháp đơn giản, không xâm lấn, tiết kiệm 

Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), các bệnh lý về đường hô hấp là nguyên nhân tử vong đứng thứ ba trên toàn cầu, với 75% số ca tử vong xuất phát từ việc chẩn đoán muộn. Sau đại dịch COVID-19, tình trạng này càng trở nên nghiêm trọng hơn.

“Nhiều người thường chủ quan khi gặp các triệu chứng như ho hay khó thở. Với tâm lý e ngại, mọi người thường chọn cách tự mua thuốc thay vì đến bệnh viện để kiểm tra. Điều này khiến các bệnh lý đáng lẽ có thể được phát hiện và chữa trị sớm như viêm phế quản, viêm phổi hay COPD (Bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính) trở nên nghiêm trọng.” - Ngọc Trâm chia sẻ. 

“Chúng em muốn mang đến một giải pháp đơn giản, không xâm lấn và tiết kiệm để giúp phát hiện sớm các bệnh lý này.” – Nhóm chia sẻ về ý tưởng.
Trước khi bắt tay vào phát triển sản phẩm, dưới sự hướng dẫn của PGS. Hán Trọng Thanh, nhóm đã phân tích ưu nhược điểm của các phương pháp chẩn đoán bệnh lý về đường hô hấp hiện tại trên thị trường. 

Các phương pháp như đo lưu lượng đỉnh, phế dung kế và chụp X-quang là những tiêu chuẩn phổ biến nhưng đều có nhược điểm chung: Cần sự giám sát của đội ngũ y tế và các môi trường chuyên biệt. Sản phẩm của nhóm SLEEP hướng đến khắc phục những hạn chế này, mang lại sự tiện lợi và an toàn hơn cho người sử dụng.

Phân loại bệnh bằng mô hình trí tuệ nhân tạo Random Forest 

Sản phẩm của SLEEP sử dụng mô hình trí tuệ nhân tạo Random Forest để phân loại bệnh. Đây là mô hình học máy nổi bật với khả năng xử lý dữ liệu phức tạp và đưa ra kết quả chính xác cao. “Chúng em tin rằng đây là hướng đi đúng đắn, bắt kịp xu hướng phát triển công nghệ khi các mô hình AI ngày càng phổ biến trong lĩnh vực y tế,” Anh Phương cho biết.
 

Để giải quyết bài toán chi phí và tiêu hao năng lượng, nhóm đã sử dụng FPGA (Field-Programmable Gate Array) thay vì CPU hoặc GPU. FPGA không chỉ giúp giảm thiểu chi phí sản phẩm mà còn tiết kiệm năng lượng đáng kể, đáp ứng nhu cầu sử dụng liên tục trong môi trường thực tế.

Bên cạnh đó, nhóm cũng tối ưu hóa hệ thống để sản phẩm đạt độ chính xác cao hơn so với các phương pháp truyền thống. Thiết bị hoàn toàn tự động, không gây khó chịu hay xâm lấn cho người dùng, tạo ra một trải nghiệm thân thiện hơn.

Cú vấp vòng bán kết

Một trong những yếu tố quan trọng giúp SLEEP đạt được thành công như hiện tại chính là tinh thần đoàn kết và sự hỗ trợ lẫn nhau giữa các thành viên. “Chúng em đều là nữ, học cùng ngành nên rất dễ chia sẻ khó khăn với nhau. Từ những buổi lên lab đến những lần đi cà phê thảo luận công việc, chúng em như đã trở thành chị em trong một nhà.” Ngọc Ly chia sẻ.

Dù vậy, việc tất cả thành viên đều xuất thân từ ngành kỹ thuật cũng mang lại không ít khó khăn khi cả nhóm đều xa lạ với các mô hình kinh doanh. 
Tại vòng bán kết, khi Ban giám khảo đặt câu hỏi về giá thành ống nghe điện tử – một phần cốt lõi của dự án, do chuẩn bị thiếu thông tin, nhóm đã đưa ra câu trả lời chưa chính xác. 
 

Sự cố này khiến cả nhóm nhận ra tầm quan trọng của việc chuẩn bị kỹ lưỡng và trau dồi thêm kiến thức, đặc biệt trong lĩnh vực kinh doanh. "Chúng em hiểu rằng, không chỉ cần nắm rõ phần kỹ thuật mà còn phải bổ sung kiến thức đa lĩnh vực để tự tin hơn trong những vòng thi tới" – Cao Ly chia sẻ.

Slogan ý nghĩa: Công nghệ thông minh – Sức khỏe bền vững

Từ những vòng đầu của cuộc thi Sáng tạo trẻ đến nay, sản phẩm của nhóm đã trải qua nhiều cải tiến đáng kể. Thách thức lớn nhất mà nhóm phải đối mặt chính là xây dựng bộ dữ liệu đủ lớn và chất lượng để nâng cao độ chính xác trong việc chẩn đoán, đặc biệt khi phân biệt các bệnh có triệu chứng tương tự. 

Nhóm cũng gặp khó khăn trong việc thu thập dữ liệu âm thanh phổi đạt chuẩn, phát triển mô hình AI đảm bảo độ chính xác cao và duy trì thiết bị hoạt động ổn định trong điều kiện tài nguyên hạn chế. "Nhiều lúc tưởng như “sập nguồn”, nhưng chị em lại động viên lẫn nhau tiếp tục cố gắng." Cao Ly chia sẻ.

Không dừng lại ở sản phẩm hiện tại, nhóm SLEEP đang phát triển thêm một phiên bản nhỏ gọn, tiện lợi hơn, phù hợp với các hộ gia đình có người già hoặc trẻ em có tiền sử mắc bệnh hô hấp. Phiên bản này hứa hẹn sẽ có mức giá hợp lý hơn, thao tác đơn giản hơn, giúp người dùng dễ dàng tiếp cận và sử dụng.
 

“Chúng em muốn sản phẩm của mình không chỉ dừng lại ở các phòng khám mà còn có mặt trong từng gia đình, góp phần thay đổi cách mọi người chăm sóc sức khỏe,” Mạc Phương Nga chia sẻ.

Với slogan “Công nghệ thông minh – Sức khỏe bền vững,” SLEEP không chỉ hướng đến việc tạo ra một thiết bị y tế tiện ích mà còn gửi gắm khát vọng mang lại giá trị lâu dài cho cộng đồng. 
 

Dự kiến trong quý 1 đến quý 3 năm 2026, phiên bản sản phẩm đầu tiên sẽ được ra mắt trên thị trường với mức giá khoảng 15 triệu đồng mỗi sản phẩm phù hợp cho các phòng khám chuyên khoa, thấp hơn đáng kể so với các thiết bị như máy chụp X-quang tích hợp AI hay phần mềm chẩn đoán COVID-19 qua tiếng ho. Trong tương lai, nhóm sẽ tiếp tục phát triển và cho ra mắt các phiên bản cho hộ gia đình.