15:31, 16/10/2025
Một nhóm sinh viên của Trường Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí MInh đã kiến tạo một giải pháp mới mẻ nhằm tối ưu hóa liệu pháp phục hồi chức năng vận động cho tay. Dự án sáng tạo này chính là một trò chơi điện tử mang tên BK Hand Rehab, đồng thời cũng là tên của nhóm nghiên cứu đã dày công xây dựng.
Giải pháp BK Hand Rehab ứng dụng AI vào việc trị liệu cho tay nhằm mang lại hiệu quả tốt hơn. Cụ thể, BK Hand Rehab tận dụng khả năng của AI để nhận diện và theo dõi chính xác cử chỉ tay của người dùng. Mục đích cốt lõi của việc tích hợp công nghệ này là nhằm biến quy trình vật lý trị liệu phục hồi chức năng tay vốn đòi hỏi sự kiên trì thành một trải nghiệm thú vị và kích thích hơn đối với bệnh nhân..
Khởi nguồn của dự án BK Hand Rehab bắt đầu từ giữa tháng 9/2022, ban đầu, các sinh viên này muốn thiết kế một trò chơi điện tử có khả năng tương tác thông qua bàn tay. Sở dĩ họ chọn hướng đi này là vì các sinh viên đều có chuyên môn về ứng dụng AI và xử lý ảnh, đồng thời có chung niềm yêu thích với trò chơi điện tử.
Sản phẩm sáng tạo của các bạn trẻ là một game máy tính tích hợp công nghệ nhận diện cử chỉ tay nhằm hỗ trợ phục hồi chức năng cho bộ phận này. Đầu tiên, nhóm thu thập các cử chỉ tay phổ biến và được khuyến nghị trong lĩnh vực trị liệu y học. Sau đó, họ sử dụng camera Leap Motion để tái hiện hình dáng 3D và chuyển động của tay theo thời gian thực. Điều này cho phép nhóm xây dựng nên nhiều mini-game đơn giản, đảm bảo tính dễ chơi, an toàn và mang lại cảm giác giải trí.
Trò chơi được thiết kế với nhiều cấp độ khác nhau, từ mức độ đơn giản đến phức tạp, giúp đáp ứng nhu cầu của đa dạng người dùng. Điều này khiến game trở nên phù hợp với nhiều đối tượng, bao gồm người cao tuổi, những cá nhân đang trong giai đoạn tập vật lý trị liệu do chấn thương tay, hoặc người khuyết tật.
Chấn thương ở tay là loại tổn thương xảy ra khá phổ biến, đặc biệt là ở người cao tuổi. Nhận thấy điều này, nhóm đã tập trung phát triển trò chơi điện tử để hỗ trợ quá trình khôi phục chức năng cho các bộ phận quan trọng như cổ tay, bàn tay và ngón tay.
Để hiện thực hóa mục tiêu này, nhóm phải đối diện với một thử thách lớn về mặt công nghệ. Theo thành viên dự án chia sẻ, việc thử nghiệm nhiều thuật toán Học máy (Machine Learning) khác nhau là khâu phức tạp và tốn kém thời gian nhất. Nhóm đã liên tục thử nghiệm, điều chỉnh và thậm chí phải xây dựng lại mô hình nhiều lần nhằm tìm ra thuật toán tối ưu, đạt được độ chính xác cao nhất và hiệu suất làm việc hiệu quả nhất.
Một khó khăn khác phát sinh do tính chất đặc thù của dự án: hệ thống dựa trên một thiết bị chuyên biệt và không có một bộ dữ liệu (dataset) sẵn có nào được coi là tiêu chuẩn, phù hợp cho đề tài. Do đó, nhóm bắt buộc phải tiến hành thu thập một tập dữ liệu lớn để phục vụ cho việc huấn luyện và đánh giá mô hình nhận diện cử chỉ tay.
Bên cạnh các vấn đề về thuật toán và dữ liệu, việc thiết kế ứng dụng trò chơi sao cho hấp dẫn và thích hợp với người bệnh cũng là một thách thức đáng kể, bởi lẽ các thành viên có ít kinh nghiệm thực tế trong lĩnh vực phát triển game. Nhóm đã phải cân nhắc cẩn thận khi lựa chọn các cử chỉ tay để đưa vào trò chơi, nhằm đảm bảo các cử động này vừa mang lại hiệu quả điều trị cho người dùng, vừa có tính khả thi trong quá trình hiện thực hóa, đồng thời đáp ứng các yêu cầu về thông số khi đánh giá chất lượng.
Khi chơi, người dùng cần đặt tay lên giá đỡ và thực hiện các thao tác như nắm/thả hoặc đánh tay theo các hướng (trái/phải/lên/xuống) theo yêu cầu của game. Hiện tại, nhóm đang triển khai 03 loại trò chơi cơ bản : Chọn hình dáng/màu sắc; Di chuyển đồ vật để hứng vật phẩm; Tránh vật cản. Để luyện tập, người dùng cần chuẩn bị giá đỡ tay, máy tính và cảm biến Leap Motion Controller. Họ sẽ nhận hướng dẫn cụ thể và quyết định động tác để tương tác với ngữ cảnh trên màn hình.
Quá trình xây dựng sản phẩm bắt đầu bằng việc thiết lập cơ sở dữ liệu khoa học cho các bài tập. Nhóm nghiên cứu đã tìm hiểu các tài liệu về vật lý trị liệu từ Harvard Medical School và chọn ra 16 động tác cụ thể. Từ những động tác này, họ thiết kế 3 trò chơi liên quan. Ba trò chơi được đặt tên là “Sharps and colors” (yêu cầu người chơi lựa chọn hình dáng và màu sắc), “Eggs and milk” (điều khiển túi để hứng các vật phẩm như trứng và sữa), và “Dino run” (điều khiển nhân vật khủng long né tránh vật cản).
Để đánh giá tính hiệu quả của sản phẩm, BK Hand Rehab đã tiến hành thử nghiệm trò chơi. Khoảng 10 người thuộc nhiều lứa tuổi và giới tính khác nhau đã tham gia đợt thử nghiệm này tại Thành phố Hồ Chí Minh trong vòng 1 tuần. Đối tượng thử nghiệm chủ yếu là người lớn tuổi và những cá nhân từng gặp vấn đề về tay. Đa số người dùng đã đưa ra nhận xét tích cực về trải nghiệm, đánh giá cao tính nhỏ gọn, thú vị và dễ dàng sử dụng của trò chơi phục hồi chức năng này.
Mặc dù dự án mang lại trải nghiệm tích cực, nhóm nghiên cứu vẫn ghi nhận một số hạn chế. Mô hình nhận diện hiện chưa đủ chính xác cho các động tác phức tạp, và cần thêm sự đánh giá từ các chuyên gia vật lý trị liệu để đảm bảo tính ứng dụng thực tế. Một số trò chơi cần được điều chỉnh để phù hợp hơn với người bệnh. Thứ hai, chúng tôi cần có sự công nhận về độ hiệu quả của giải pháp này từ giới chuyên gia vật lý trị liệu.
Trong thời gian tới, nhóm dự định tham gia các cuộc thi trong và ngoài nước để đánh giá và hoàn thiện sản phẩm, đồng thời nghiên cứu thị trường, hợp tác với bệnh viện và chuyên gia để tiến hành thử nghiệm lâm sàng, hướng tới sản phẩm thực tế và hiệu quả hơn.
Năm 2023, dự án Hand Rehab đã đạt được một dấu mốc đáng kể. Dự án đã giành được giải Nhất ở hạng mục "Ứng dụng trí tuệ nhân tạo nâng cao chất lượng giáo dục cho nhóm yếu thế" trong khuôn khổ cuộc thi Sáng kiến vì cộng đồng 2023.
Tổ chức phi lợi nhuận SonTa Foundation là đơn vị khởi xướng và tổ chức Cuộc thi.này lần thứ ba với mục đích khuyến khích việc sử dụng công nghệ và trí thông minh nhân tạo để cải thiện chất lượng giáo dục và đời sống cho các nhóm người yếu thế trong xã hội, như người cao tuổi, trẻ em, người khuyết tật, người dân tộc thiểu số, và người có hoàn cảnh kinh tế khó khăn. Hoạt động này cũng nhằm thúc đẩy giới trẻ tư duy, nghiên cứu và sáng tạo ra các giải pháp giải quyết các vấn đề xã hội thông qua giáo dục bền vững.
Ngoài ra, BK Hand Rehab cũng tạo nhiều dấu ấn qua loạt giải thưởng và hoạt động học thuật trong nước lẫn quốc tế trong thời gian qua. Nhóm nghiên cứu giành giải Nhì tại Hội nghị Khoa học và Công nghệ Sinh viên OISP lần thứ 12 - Sự kiện thường niên của Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh nhằm khuyến khích sinh viên phát triển các đề tài ứng dụng thực tiễn. Dự án cũng được vinh danh với giải Khuyến khích tại Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu Khoa học Euréka 2023, một sân chơi uy tín do Thành Đoàn Thành phố Hồ Chí Minh tổ chức, quy tụ hàng nghìn đề tài nghiên cứu tiêu biểu trên toàn quốc. Ở lĩnh vực công nghệ hỗ trợ người khuyết tật, BK Hand Rehab lọt vào top 06 của Microsoft AI for Accessibility Hackathon Vietnam 2023, nơi các đội thi ứng dụng AI để nâng cao khả năng tiếp cận và top 05 tại Accessibility Design Competition (ADC) - Cuộc thi khuyến khích thiết kế sáng tạo cho người khuyết tật.
Trong năm 2023, nhóm còn được mời tham dự Tech Plan Demo Day tại Thành phố Hồ Chí Minh, một sự kiện do tổ chức Leave a Nest (Nhật Bản) khởi xướng nhằm kết nối các startup khoa học công nghệ trong khu vực và Hội nghị thường niên Hợp tác Khoa học, Công nghệ và Đổi mới sáng tạo Hoa Kỳ - ASEAN tại Indonesia. Tại hai diễn đàn này, nhóm đã có cơ hội trình bày kết quả nghiên cứu, trao đổi cùng chuyên gia quốc tế và tiếp thu nhiều ý tưởng để tiếp tục hoàn thiện giải pháp BK Hand Rehab.
