BM: Những sáng chế của tuổi teen cho người khuyết tật

Trong hầu hết chiều dài lịch sử loài người, chân, tay giả từng được làm rất thô sơ.

Thời Đế chế La Mã, tướng Marcus Sergius làm một bàn tay giả bằng kim loại khi cánh tay ông bị cắt cụt sau trận chiến.

Ông cột nó vào cánh tay khi giao tranh với những kẻ thù đáng sợ, trong đó có cả Hannibal, nhưng bàn tay chỉ có tác dụng hơn món đồ phụ kiện tí chút.

Đến thời Victoria, chân tay giả được làm một cách sáng tạo hơn, hữu dụng hơn một chút. Cánh tay giả thời này có gắn kèm một chiếc nĩa, để người sử dụng có thể gắn lên ngón tay trỏ.

Chuyển nhanh đến thời 2018, hàng triệu người vẫn chưa tiếp cận được công nghệ mà họ cần.

Hóa ra tình trạng bị mất chi lại phổ biến hơn ta vẫn tưởng.

Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), có 40 triệu người khuyết tật mất chi ở các quốc gia đang phát triển. Chỉ 5% trong số đó có cơ hội tiếp cận một loại chi giả nào đó.

Tuy nhiên, một nhóm các nhà sáng chế tuổi teen đang tìm cách giải quyết thách thức này.

Dù ở nhiều quốc gia, họ vẫn còn quá trẻ, chưa đủ tuổi uống bia rượu, chưa được phép lái xe hay tham gia bầu cử, nhưng họ đã và đang chế tạo ra những giải pháp chi phí thấp cho người cần chân tay giả.

Shiva Nathan, 19 tuổi, là sinh viên, trợ lý nghiên cứu tại Đại học Carnegie Mellon ở Pittsburgh. Cậu đã dành suốt tuổi thơ chơi video game, kỹ năng hóa ra lại cực kỳ hữu ích để thiết kế chân tay giả.

"Cậu tôi là nhà thần kinh học. Ông mua một chiếc tai nghe hiệu MindWave Mobile cho tôi chơi, để xem liệu tôi có làm được gì hay ho với nó không," cậu kể lại.

Có khoảng 40 triệu người khuyết tật mất chi trên thế giới

Đôi tai nghe này sử dụng công nghệ EEG, có thể đo được sóng điện não do các neuron thần kinh trong não tạo ra. Nó được giới bác sĩ sử dụng trong nhiều thập niên để chẩn đoán bệnh động kinh, nhưng ngày nay nó được quảng cáo rộng rãi là có thể đọc được tín hiệu não và cho phép người sử dụng chơi game mà không cần động tay chân gì hết.

Vào khoảng thời gian nhận được bộ tai nghe, Nathan được biết về người họ hàng xa ở Ấn Độ đã mất cả hai cánh tay trong một vụ nổ. "Khi tôi biết về chấn thương của cô ấy và tôi biết về các chi giả mà cô được nhận, tôi nghĩ mình có thể chế tạo các chi tốt hơn," cậu giải thích.

Đã có rất nhiều loại chi giả công nghệ cao trên thị trường, từ cánh tay giúp người dùng cảm thấy được chất liệu của vật thể đến những chi giả có thể tự quan sát được, với giá cả lên đến 30.000 đô la Mỹ.

Với chiếc tai nghe chơi game và thiết bị điều khiển vi mô giá khoảng 30 đô la Mỹ - có thể lập trình và kết nối với thiết bị khác như TV - Nathan đã sẵn sàng chế tạo một cánh tay giả mà mọi người có thể dễ dàng có được.

"Cơ chế hoạt động của nó là sử dụng tai nghe EEG kết nối Bluetooth với thiết bị điều khiển vi mô. Bộ tai nghe có thể đọc sóng điện não, dựa trên tín hiệu nó nhận được từ não, nó gửi dữ liệu qua sóng Bluetooth đến cánh tay, và sau đó điều khiển cử động tay," cậu giải thích.

Trừ bộ phận điều khiển vi mô và bộ tai nghe, thiết bị này hoàn toàn được chế tạo từ những vật liệu Nathan mua được ở cửa hàng điện địa phương.

"Sơ đồ chế tạo nó đều có trên mạng, chương trình vận hành nó cũng có sẵn trên mạng và lý tưởng là bạn có thể tự lập trình một cái cho riêng mình từ những chất liệu dễ mua," cậu cho biết. "Chi giả Arduino" đã thắng nhiều giải thưởng, trong đó có giải từ Cuộc thi National microMedic 2013 và giải thưởng Bluetooth Breakthrough 2014.

Một số nhà sáng chế khác bắt tay vào công việc khi còn ít tuổi hơn.

Dù năm nay mới 18 tuổi, Adeeb Al Balooshi từ Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất đã chế ra bàn chân giả chống nước khi cậu mới chín tuổi.

Cha cậu bị bại liệt từ nhỏ, hệ quả là chân phải của ông không phát triển như chân trái. Al Balooshi cảm thấy phải sáng chế khi cậu đợi cha trên bãi biển. Cậu biết cha rất thích bơi, nhưng ông luôn tốn rất nhiều thời gian trước khi chạy ra cùng con trai, vì ông phải gỡ chân giả ra trước - đó là một quy trình vất vả.

Al Balooshi chế tạo một bàn chân giả có khối lượng nhẹ và chống nước, vì thế cha cậu sẽ chẳng bao giờ phải gỡ chân giả ra khi đi biển nữa.

Phiên bản trước của bàn chân được chế tạo từ các thanh kim loại và da thuộc, nhưng nhà sáng chế trẻ đã nâng cấp bàn chân thành graphene, một chất liệu siêu nhẹ, siêu bền từ carbon.

Bàn chân mới này không cần dây cột và vận hành bằng thủy lực, giống như một bàn tay công nghệ cao do một nhóm các nhà nghiên cứu từ một trường đại học phát triển trước đó vài năm.

Với thành công từ chế tạo bàn chân giả cho cha, Al Balooshi tiếp tục chế tạo ra một robot dọn dẹp cho mẹ và thắt lưng an toàn trên xe hơi với thiết bị đo nhịp tim gắn kèm, có thể cảnh báo nguy cơ sức khỏe đến dịch vụ cấp cứu qua kết nối không dây. Ngày nay, cậu có bảy bằng sáng chế, và nếu tính mức độ thành công theo cách của giới trẻ vẫn dùng, thì cậu đang có 36.000 người theo dõi trên Instagram.

Emma Doherty (đứng thứ hai bên phải) nhận ra cộng đồng người khiếm thính phụ thuộc vào chỉ một số ít người có thể hiểu ngôn ngữ ký hiệu

Emma Doherty, 15 tuổi sống ở vùng Greater Manchester ở xứ Anh, đang phát triển thiết bị Speaking Sign (tín hiệu giọng nói). Thiết bị này không dành cho người cụt chân hay cụt tay, mà cho người khiếm thính.

Quá trình được khởi đầu từ hai năm trước. "Tôi đọc được bài báo theo đó nói người khiếm thính gặp khó khăn khi tương tác với xã hội vì họ bị giới hạn, chỉ giao tiếp được với một số người có thể hiểu ngôn ngữ ký hiệu, và tôi rất quan tâm tới việc tìm cách vượt qua rào cản đó," cô nói.

Doherty quyết định thiết kế một găng tay có thể đọc được ngôn ngữ ký hiệu thông qua cảm biến chuyển động và sau đó chuyển cử động thành lời nói.

Sáng chế được tạo cảm hứng từ ca sĩ Imogen Heap, người đã phát minh ra găng tay biến cử động thành âm nhạc. "Người khiếm thính có thể sẽ không nghe được lời đáp lại, vì thế một micro thay vào đó sẽ nghe lại và ghi chú xuống, giống như bạn có thể đọc to cho chiếc iPhone nghe. Sau đó lời phản hồi sẽ hiện lên màn hình của găng tay," cô cho biết.

Dù mới chỉ đang trong giai đoạn thử nghiệm, găng tay của Doherty đã thu hút sự chú ý của những người cần hỗ trợ từ thiết bị này.

"Đến khi nó được đưa ra và mọi người nghe về thiết bị này, tôi bắt đầu nhận được email từ mọi người hỏi "Cô cần bao nhiêu tiền, giá của chúng là bao nhiêu, vì con trai tôi thực sự gặp khó khăn khi tương tác với bạn nó, hoặc với mọi người trong lớp," cô nói.

Năm ngoái, ý tưởng của Doherty thắng giải tại Triển lãm Big Bang Fair ở Anh Quốc, giải thưởng dành cho nhà phát minh trẻ, và đã thu hút được một công ty phần mềm ở Cambridge đầu tư để tiếp tục phát triển sản phẩm.

Cuối cùng, cô hy vọng thiết bị Speaking Signs sẽ giúp người khiếm thính có thể chuyện trò với bất kỳ ai trong bảy tỷ người trên hành tinh này.

Lĩnh vực sản xuất chi giả đã phát triển cực nhanh trong suốt thế kỷ 20.

Có vẻ như nhiều nhà phát minh trẻ muốn bảo đảm công nghệ này sẽ tiếp tục phát triển trong thế kỷ 21.

Zaria Gorvett