Học sinh trung học làm ứng dụng phát hiện người xả rác bừa bãi

Ý tưởng bắt đầu khi Thiên Long (lớp 12 chuyên Tin) được nghe về trí tuệ nhân tạo và thị giác máy tính trong lớp tin học. Cậu nảy sinh suy nghĩ thay vì đi khắp nơi nhắc nhở học sinh bỏ rác đúng nơi quy định, tại sao các trường không sử dụng công nghệ thông tin để thay thế?

Thiên Long rủ người em khóa dưới là Nguyễn Thị Hương Giang, lúc này đang là học sinh lớp 10, bắt tay vào triển khai dự án "Hệ thống nhận dạng hành vi vứt rác bừa bãi trong trường học”.

Nghiên cứu đánh vào ý thức người xả rác

Bắt tay vào nghiên cứu, cả Thiên Long và Hương Giang đều gặp nhiều khó khăn. Đầu tiên là phải học ngôn ngữ lập trình Python, trong khi quen thuộc với học sinh là ngôn ngữ lập trình Pascal và C++. Hương Giang bảo điều này giống như bắt đầu học một ngôn ngữ mới, vừa phải vật lộn nhưng cũng rất say mê.

Đào Thiên Long và Nguyễn Thị Hương Giang tại cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp quốc gia cho học sinh trung học (Ảnh:NVCC)

Hương Giang được giao đi thu thập dữ liệu về hành vi vứt rác. Cô học sinh lớp 10 thuyết phục các bạn trong trường đóng vai người xả rác để quay clip, về xem lại và cắt ảnh.

Sau hơn một tháng, Hương Giang cắt được khoảng 4.000 hình ảnh về hành vi xả rác từ nhiều góc khác nhau. Còn Thiên Long mang những hình ảnh này đi gắn nhãn, sau đó dạy cho máy tính học để nhận diện và phân loại.

Thời gian đầu dạy cho máy học, hệ thống chưa nhận diện được những thứ rác nhỏ hoặc có khi rác rơi quá nhanh. Để khắc phục, cả hai đã mày mò viết 3 thuật toán phân cho từng loại.

Đó là thuật toán lọc rác tĩnh nhằm phân biệt giữa việc rác có sẵn trong môi trường, người đang cầm rác nhưng chưa vứt, hoặc cầm đang di chuyển. Thuật toán lọc rác thừa là những loại rác có diện tích lớn, xa, cao hay thấp chứ không phải do con người xả rác. Thuật toán tìm chuỗi hành vi xả rác được xâu chuỗi từ hai thuật toán trên và nhận dạng đối tượng xả rác và vật thể rác, tạo các điểm khung xương của người xả rác.

Hệ thống nhận dạng hành vi xả rác tự động sẽ lọc video từ camera, nhận dạng và trả về hình ảnh của người vứt rác, giúp tiết kiệm thời gian và công sức.

Cả hai tin tưởng với hệ thống này, các cơ quan sẽ chẳng mất thời gian xem đi xem lại video tìm kiếm người xả rác. Nếu được ứng dụng trong khuôn viên trường học, các cơ quan nhà nước hay nơi công cộng có lắp camera giám sát, hệ thống sẽ “đánh” được vào ý thức của mọi người.

Quy trình nhận diện người xả rác từ nghiên cứu của hai học sinh

Nghiên cứu của Thiên Long và Hương Giang đoạt giải Nhất cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp tỉnh Tây Ninh dành cho học sinh trung học và giải 4 cuộc thi ở cấp quốc gia năm 2019.

“Từ lâu, chúng em đã hạn chế dùng túi nilon, bỏ rác đúng quy định”

Theo Thiên Long, nghiên cứu này là công cụ để hỗ trợ, còn lâu dài phải là thay đổi hành vi của con người. Hành vi xuất phát từ nhận thức được tác hại ghê gớm của rác. Người lớn sẽ làm gương cho trẻ em noi theo, hay mỗi cá nhân có trách nhiệm về việc làm của mình, bỏ thói quen tiện đâu xả đấy.

Còn với Hương Giang, công nghệ không chỉ hỗ trợ mà phần nào sẽ giúp xã hội phát triển hiện đại và văn minh hơn. 

Trước khi thực hiện hệ thống này, cả hai đều đã có ý thức rất rõ ràng về trách nhiệm với môi trường. Hương Giang chia sẻ từ lâu em đã cố gắng hạn chế sử dụng túi nilon, thay vào đó là dùng túi giấy hoặc túi vải. Em cũng không dùng chai nhựa để dựng nước mà chuyển qua dùng bình thủy tinh và ống hút giấy.

Còn Thiên Long mong muốn cải thiện môi trường học và giáo dục ý thức của học sinh hiện nay. “Hằng ngày, em bỏ rác đúng nơi quy định, tham gia các hoạt động xanh để vệ sinh trường học, tích cực sử dụng các vật liệu dễ phân hủy".

Năm nay, Hương Giang vào lớp 11. Còn Thiên Long vừa giành được 26,75 điểm khối A trong kỳ thi tốt nghiệp THPT vừa qua, Thiên Long dự định xét tuyển vào Trường ĐH Khoa học Tự nhiên TP.HCM với mong muốn sẽ trở thành một lập trình viên giỏi.

Cả 2 hiện vẫn đang tiếp tục hoàn thiện ứng dụng của mình.

Lê Huyền

Lá đơn 'đặc biệt' của nữ sinh giải Nhất môn Toán quốc gia ở Nghệ An

Việc những học sinh xuất sắc, từng đoạt giải quốc gia và có điểm thi cao đăng ký vào ngành sư phạm được xem là một tín hiệu tích cực cho ngành giáo dục.