Theo Tổng cục Thống kê năm 2009, Nước Ta có khoảng chừng 7,85 triệu người khuyết tật trên tổng số 85,5 triệu dân, tương tự 7,8 % dân số. Trong đó dựa vào những tài liệu tìm hiểu, khảo sát nghiên cứu và điều tra của Bộ Y tế, Bộ Lao động, Thương binh và Xã hội, Bộ Giáo dục và Ðào tạo và một số ít tổ chức triển khai quốc tế về tình hình người khuyết tật ở Nước Ta cho thấy người khuyết tật cơ quan hoạt động ( chân, tay hoặc cả hai ) chiếm 35,46 % tổng số người khuyết tật. Cứ mỗi năm số người khuyết tật hoạt động có khuynh hướng ngày càng tăng thêm khoảng chừng từ 30 – 40 ngàn người do tai nạn đáng tiếc giao thông vận tải và lao động hay những bệnh teo cơ bẩm sinh .
Trên thực tế, Nhà nước và xã hội hiện nay còn nhiều lúng túng trong việc chăm lo cho những người khuyết tật. Các vấn đề, việc làm, giải trí và an sinh xã hội dành cho người khuyết tật vẫn còn đang trong giai đoạn hoàn thiện và còn gặp quá nhiều khó khăn. Chúng tôi nhận thấy rằng, việc tạo điều kiện cho người khuyết tật có thể tự lực cánh sinh là một giải pháp quan trọng và thích hợp nhất để đưa họ hòa nhập nhanh chóng với cộng đồng
Biểu đồ thể hiện phân bố tuổi của người khuyết tật theo dạng khuyết tật
Người khuyết tật nói chung và những người khuyết tật các cơ quan vận động nói riêng luôn gặp nhiều trở ngại trong cuộc sống, đặc biệt là vấn đề di chuyển. Khoảng 60% người khuyết tật ở Việt Nam đang ở trong độ tuổi lao động nhưng không ít người trong số họ lại không thể tham gia vào quá trình lao động do còn có những khó khăn về di chuyển. Đa số người khuyết tật sống ở nông thôn với các cơ sở hạ tầng, điều kiện sống, phương tiện sinh hoạt chuyên dùng còn nhiều thiếu thốn, do vậy họ gặp nhiều khó khăn trong việc đi lại và giao tiếp với cộng đồng.
Những số liệu thống kê nêu trên đã lôi cuốn nhiều nhóm thực thi điều tra và nghiên cứu, làm thí nghiệm và cho sinh ra những mẫu sản phẩm sáng tạo nhằm mục đích tương hỗ người khuyết tật những cơ quan hoạt động thuận tiện hơn trong yếu tố vận động và di chuyển. Tuy nhiên, nhìn chung những loại sản phẩm này sinh ra chưa thực sự phân phối được nhu yếu của trong thực tiễn. Với những công nghệ tiên tiến chưa được nâng cấp cải tiến gây khó khăn vất vả phức tạp cho người dùng trong quy trình sử dụng. Bên cạnh đó, giá tiền những mẫu sản phẩm thường quá cao và quy mô mạng lưới hệ thống quá lớn cũng là khó khăn vất vả cho người khuyết tật Nước Ta trong quy trình tiếp cận loại sản phẩm .
Với mục tiêu tạo ra sản phẩm nhằm đáp ứng nhu cầu cho người khuyết tật với mức độ chi phí vừa phải, phù hợp túi tiền của đại đa số người dùng. Từ đó giúp tiết kiệm thời gian cho người nhà của người bị khuyết tật vì họ có thể đi lại mà không cần hỗ trợ nhiều từ người thân, góp phần vào an sinh xã hội. Chúng tôi đã tiến hành quá trình dài tìm hiểu thực tế và nghiên cứu về công nghệ để cho ra đời ý tưởng sáng tạo và mô hình về chiếc xe điều khiển bằng cảm biến sử dụng cho người khuyết tật.
Hệ thống tổng quan của chiếc xe cảm biến đặc biệt này bao gồm:
- Thiết bị cảm biến nghiên MPU6050 dùng để tìm góc lệch và điều chỉnh xe theo hướng người dùng muốn.
- Cảm biến siêu âm dùng để tránh vật cản, nếu phát hiện có vật cản phía trước xe sẽ có tín hiệu điều khiển về cho vi điều khiển.
- Board node hay board mở rộng để thêm linh kiện cũng như kết nối với vi điều khiển.
- Mạch cầu H cùng với motor left và motor right dùng để làm động cơ cho bánh xe, nhờ động cơ này bánh xe mới có thể chạy được.
- Màn hình LCD hay LED 7-segment dùng để hiển thị trạng thái của xe cũng như thông số do người dùng cài đặt.
- Vi điều khiển là trung tâm điều khiển mọi thiết bị xung quanh nó như MPU6050, màn hình, động cơ… để các thiết bị này hoạt động theo ý người dùng muốn, đây cũng là nơi để lập trình và điều khiển thiết bị.
Với các thiết bị trên, chiếc xe cảm biến dành cho người khuyết tật này được vận hành như sơ đồ dưới đây:
Nhìn vào sơ đồ trên, chung ta có thể thấy quá trình tiếp nhận và xử lý thông tin diễn ra theo một chu trình cụ thể như sau: khi có tín hiệu ở người điều khiển cảm biến MPU6050 sẽ được xử lý trên một board riêng, việc xử lý này sẽ tìm ra được góc lệch và các thông số cần thiết, sau đó các dữ liệu này sẽ được truyền qua sóng RF đến board trung tâm để điều khiển; ở board trung tâm sẽ có một modem RF để nhận tín hiệu từ board MPU6050 truyền đến, sau khi nhận xong dữ liệu chúng sẽ được vi điều khiển– trung tâm điều khiển hệ thống phân tích để đưa ra được các thông số cần sử dụng để điều khiển động cơ đi theo hướng mà người điều khiển muốn, đồng thời hiển thị trạng thái của hệ thống ra LCD hoặc Led 7-segment để người điều khiển biết được đang ở trạng thái nào của hệ thống.
Trong quá trình sử dụng, chiếc xe điều khiển bằng cảm biến này có thể đi tiến, đi lùi, rẽ trái, rẽ phải theo hệ thống ba số như xe máy. Đồng thời người dùng cũng có thể quay đầu xe bằng cách quay cảm biến và dừng xe thông qua cảm biến hồng ngoại. Khi nghiêng cảm biến MPU6050 sang phải hoặc trái thì vi xử lý sẽ nhận được tín hiệu đồng thời người điều khiển sẽ phải “che” cảm biến hồng ngoại để hành vi rẽ này có hiệu lực, khi rẽ đúng với góc vừa đủ để đi người điều khiển có thể cho xe đi thẳng. Khi đi vào đường có chướng ngại vật phía trước, cảm biến siêu âm sẽ đọc được khoảng cách từ xe đến chướng ngại vật đó và phân tích tín hiệu trả về, hiển thị lên LDC hoặc Led 7-segment để người điều khiển biết, nếu người điều khiển không điều khiển đi ra xa khỏi vật cản thì xe sẽ lùi lại nếu vật cản phía trước hoặc đứng yên chờ tín hiệu điều khiển từ người sử dụng.
Đây là thiết bị điều khiển cho người khuyết tật, với thiết bị này người điều khiển có thể điều khiển cho xe của mình đi theo hướng mà mình muốn. Thiết bị trên sử dụng các linh kiện là: MPU6050, RF truyền, Chip Atmega 328p…
Chúng tôi đã nghiên cứu và điều tra và chỉ ra ở một trường hợp khó khăn vất vả đơn cử, xe điều khiện cảm ứng sẽ có những ứng phó tương thích để luôn giữ bảo đảm an toàn cho người sử dụng :
- Khi gặp phải vật cản xe sẽ tiến hành so sánh các cảm biến với nhau để tìm được đường đi, trong trường hợp không tìm được đường trống thì xe sẽ chọn cách là đi lùi lại phía sau để tránh vật cản
- Để tránh trường hợp xe bị rung do tác động của người sử dụng vô ý làm nghiêng hay nhiễu cảm biến, chúng tôi đã gắn một cảm biến hồng ngoại phía bên trong người dùng. Và muốn điều khiển được xe thì phải có sự kết hợp giữa cảm biến hồng ngoại và MPU6050 để tránh những tình huống xe bị rung không đáng có.
- Trường hợp người sử dụng quan sát thấy chướng ngại vật trên đường đi ví dụ như hố gà, vật cản di động… họ sẽ phải chọn phương án thắng gấp. Trong tình huống này thì sử dụng cách dựng đứng cảm biến sẽ giúp xe dừng lại ngay lập tức để tránh những vật cản phía trước.
- Đối với những đoạn đường dốc chúng tôi nhận thấy phải có một vật dụng có thể tính được vận tốc của xe, từ đó tính toán cụ thể xem xe đang lên dốc hay xuống dốc, nhằm mục đích điều chỉnh tốc độ đúng với từng trường hợp.
Sơ đồ thuật toán chương trình:
Qua quá trình tìm hiểu thị trường, chúng tôi phát hiện một chiếc xe có nhiệm vụ giúp đỡ người khuyết tật các cơ quan vận động với những chức năng tương tự có giá đến gần hai mươi triệu VND. Số tiền vượt quá tầm tay của đại đa số người khuyết tật, nhất là người khuyết tật ở Việt Nam vì đa phần họ đều có hoàn cảnh hết sức khó khăn. Các quỹ phúc lợi hay tổ chức từ thiện không thể một mình giải quyết vấn đề tài chính quá lớn này. Do đó, chi phí để sản xuất ra chiếc xe điều khiển bằng cảm biến này luôn là vấn đề chúng tôi quan tâm.
Theo như tính toán, chi phí cho một chiếc xe điều khiển bằng cảm biến chỉ vào khoảng từ bốn đến sáu triệu. Với một bài toán về kinh phí cho các phương tiện di chuyển cho người khuyết tật thì đây quả là lời giải phù hợp nhất.
Không để mọi thứ chỉ là lý thuyết suông. Chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu và bước đầu hoàn thành việc đọc cảm biến MPU và thực hiện đo trên thực tế khoảng cách để xe có thể tránh được vật cản và di chuyển an toàn. Đồng thời, thiết kế được một sản phẩm demo nhỏ với chiếc xe điều khiển tự chế, để có thể mô phỏng các chức năng nhằm đáp ứng tính đúng đắn và yêu cầu của sản phẩm.
Chiếc xe điều khiển
Bộ điều khiển di động
Để đưa được loại sản phẩm này ra thị trường cần phải có thêm một số ít tính năng nhằm mục đích đề phòng những yếu tố tương quan đến việc vô tình thiết bị bị nhiễu do tác nhân thiên nhiên và môi trường ảnh hưởng tác động như mưa, nắng, nước …
Chúng tôi cũng đang điều tra và nghiên cứu nhằm mục đích tăng tính mở của xe khi đưa mạng lưới hệ thống hoàn toàn có thể liên kết tới SMS trên điện thoại cảm ứng nhờ mạng lưới hệ thống SIM gắn thêm trên xe. Khi đó, nếu xe gặp phải bất kể bất kể trường hợp hay yếu tố gì khiến người dùng không hề tinh chỉnh và điều khiển được mạng lưới hệ thống này sẽ gửi thông tin cho người thân trong gia đình của người sử dụng, tránh những trường hợp đáng tiếc hoàn toàn có thể xảy ra .
Với những tính năng ưu việt về cả kỹ thuật và Ngân sách chi tiêu, chúng tôi luôn mong ước chiếc xe tinh chỉnh và điều khiển bằng cảm ứng sử dụng cho người khuyết tật sau khi được đưa ra thị trường sẽ trở thành người bạn, người sát cánh và phần nào gánh bớt đi gánh nặng mà rất nhiều những người khuyết tật đang phải gánh trên đôi vai của họ .
