Nhóm học sinh Hà Nội trồng tảo thông minh trên nền tảng IoT

Sáng tạo đột phá

Ba học trò là chủ nhân của “Hệ thống nuôi tảo thông minh trên nền tảng IOT quy mô hộ gia đình” gồm: Nguyễn Thiện Hải An, Chử Minh Hiếu (trường Trung học phổ thông Chuyên Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội) và Đinh Kim Sơn (trường Trung học phổ thông Chu Văn An). Nhóm bạn trẻ đã cùng nghiên cứu, tìm hiểu về tảo xoắn Spirulina (dùng để điều chế thực phẩm chức năng) từ tháng 1/2020.

Theo Nguyễn Thiện Hải An, trưởng nhóm nghiên cứu, tảo Spirulina là một loại thực phẩm rất giàu giá trị dinh dưỡng đối với con người, vì thế nhân rộng mô hình nuôi tảo này là rất cần thiết.

Nhóm bạn trẻ với sản phẩm “Hệ thống nuôi tảo thông minh trên nền tảng IOT quy mô hộ gia đình”

Tuy nhiên, tảo rất nhạy cảm với môi trường sống chỉ cần thay đổi một số yếu tố bất lợi là gây nên hiện tượng tảo chết hàng loạt. Do đó, việc sử dụng các dụng cụ chuyên dụng để đo đạc lấy mẫu và các chỉ số môi trường là rất cần thiết.

Việc lấy mẫu và đo đạc cần có dụng cụ chuyên môn, tốn rất nhiều thời gian và công sức, trong khi đó trên thị trường và các cơ sở sản xuất chưa có một thiết bị nào có thể tự động theo dõi liên tục và điều khiển các điều kiện phát triển của tảo. Với mong muốn nhiều người được sử dụng sử dụng sản phẩm từ tảo Spirulina này, 3 cậu học trò đã bắt tay vào nghiên cứu.

Quá trình tìm hiểu thông tin về các giải pháp nuôi tảo, 3 cậu học trò nhận ra chỉ có mô hình khép kín mới bảo đảm được nguồn dinh dưỡng trong tảo còn nguyên vẹn. Vì vậy, để thực hiện dự án, nhóm bắt tay vào mua thiết bị, lắp ráp và thiết lập phần mềm thử nghiệm. Thiết kế, thử nghiệm ban đầu chưa ưng ý, 3 cậu học trò lại mày mò, tiếp tục nghiên cứu.

Việc tìm kiếm tài liệu cũng gặp khó khăn và chiếm khá nhiều thời gian của nhóm. Nguyên nhân các tài liệu cần thiết lại không tìm kiếm được. Mặt khác, 3 cậu học trò còn gặp khó trong vấn đề chuyên môn sâu do đề tài bao gồm nhiều lĩnh vực. Đặc biệt, việc thiết kế khung cơ khí, mạch điện tử và phần viết code ứng dụng để thu thập dữ liệu và điều khiển hệ thống theo mong muốn là bài toán nan giải.

Vì vậy, nhóm quyết định tìm đến thầy hướng dẫn và các chuyên gia. Với lợi thế học chuyên Hóa sinh – Tin và sự hướng dẫn tận tình của các thầy cô, chỉ sau hơn 5 tháng, “Hệ thống nuôi tảo thông minh trên nền tảng IOT quy mô hộ gia đình” của đã ra đời.

Tính ứng dụng cao

“Giàn nuôi tảo là một hệ thống khép kín, có tính tự động hóa cao, không bị ảnh hưởng bởi điều kiện môi trường và thời tiết bên ngoài, được lắp đặt trên một bộ khung di động để có thể di chuyển dễ dàng. Sau 14 ngày nuôi, tảo thành phẩm được đem phân tích tại Viện Kiểm nghiệm an toàn vệ sinh thực phẩm quốc gia, đạt tiêu chuẩn chất lượng”, Nguyễn Thiện Hải An hào hứng chia sẻ.

Đinh Kim Sơn cho biết thêm, hệ thống sử dụng 10 cảm biến chức năng khác nhau và đã được thiết kế thành các module. Hệ thống máy nuôi tảo thông minh phù hợp cho quy mô vừa và nhỏ, có thể lắp đặt dễ dàng, phù hợp không gian gia đình. Ngoài ra, hệ thống kiểm tra được chất lượng nước, đo mật độ tảo, có cảnh báo, nhận biết cháy nổ tự động…

Đặc biệt, sản phẩm có chi phí thấp, dễ thi công, lắp đặt và có thể sử dụng rộng rãi trong các hộ gia đình tại Hà Nội. Do được thiết lập phần mềm thông minh, nên hệ thống không phải phụ thuộc vào yếu tố thời tiết, cường độ ánh sáng, độ ẩm của môi trường… cho thu hoạch gấp 2,5 - 4 lần so với nuôi tảo theo phương pháp thủ công. Ưu điểm nữa là sản phẩm tảo chất lượng cao, giá thành giảm, tiết kiệm nhân lực.

Các thành viên trong nhóm miệt mài làm việc để hoàn thành sản phẩm

Với tính ứng dụng cao, sản phẩm xuất sắc đạt giải nhất Hội thi Tin học trẻ thành phố Hà Nội năm 2020.Sau quá trình thử nghiệm nuôi tảo, nhóm sẽ thu thập các thông số đạt tiêu chuẩn. Qua đó nhóm có bộ dữ liệu mẫu cho các lần nuôi sau, không cần sự tham gia của con người. Hệ thống cũng hoàn toàn có thể điều khiển từ xa bằng điện thoại và tự động chăm sóc tảo trong môi trường khép kín, tránh được vi sinh vật có hại.

“Giải thưởng là sự ghi nhận để chúng em có động lực nghiên cứu những sản phẩm tốt hơn. Chúng em đang thử chế biến từ tảo ra nhiều loại thực phẩm như: Kem, sinh tố, lương khô…”, Chử Minh Hiếu cho biết.

Đặc biệt, thời gian tới, nhóm bạn trẻ sẽ tiếp tục cải tiến một số chi tiết của hệ thống để có thể ứng dụng được trong nhiều lĩnh vực khác nhau, như nuôi sinh vật cảnh hoặc các loại cây trồng có quy trình chăm sóc đặc biệt mà không cần nhiều nhân công.