Trong khuôn khổ cuộc thi "Ý tưởng sáng tạo khởi nghiệp sinh viên Phenikaa" năm 2024, nhóm sinh viên Trường Đại học Phenikaa bao gồm các em: Bùi Việt Hoàn (lớp K15 Kỹ thuật Y sinh, khoa Điện - Điện tử), Trần Vân An (lớp K15 Kỹ thuật Y sinh, khoa Điện - Điện tử), Lê Tuấn Anh (lớp K14 Điện tử Viễn thông, khoa Điện - Điện tử), Đỗ Quang Vinh (lớp K15 Điện tử Viễn thông 2, khoa Điện - Điện tử) và Vũ Đình Đức (lớp K15 Quản trị Kinh doanh 4, khoa Kinh tế và Kinh doanh) đã gây ấn tượng mạnh với dự án "Emergency Guardian - Hệ thống hỗ trợ khẩn cấp và theo dõi dấu hiệu sinh tồn cho chiến sĩ tìm kiếm cứu nạn". Đây là hệ thống cảnh báo cháy và hỗ trợ sinh tồn dành cho lực lượng cứu hỏa, hướng tới mục tiêu bảo vệ an toàn tính mạng trong các tình huống cháy nổ nguy hiểm.
Nhóm sinh viên đã dành hai năm miệt mài nghiên cứu và phát triển thiết bị có khả năng phát hiện sớm và theo dõi sức khỏe của lính cứu hỏa theo thời gian thực, mang đến một giải pháp công nghệ tiên tiến, góp phần nâng cao an toàn cộng đồng.
Ý tưởng từ thực tế đau lòng về các vụ cháy nổ
Trao đổi với Tạp chí điện tử Giáo dục Việt Nam, em Trần Vân An, đại diện nhóm sinh viên nghiên cứu dự án Emergency Guardian chia sẻ, động lực phát triển dự án của nhóm xuất phát từ thực tế đau lòng qua những vụ cháy lớn tại các chung cư, nhà ở đã xuống cấp, thiếu hệ thống cảnh báo sớm, dẫn đến nhiều mất mát về người và tài sản. Đặc biệt, các vụ cháy nghiêm trọng khiến không ít chiến sĩ cứu hỏa hy sinh do thiếu thiết bị hỗ trợ.
“Điều này đã thôi thúc nhóm em phát triển một giải pháp giúp giảm thiểu tối đa rủi ro cho cả người dân lẫn lực lượng cứu hộ”, Vân An cho biết.
Nhóm đặt mục tiêu thiết kế một hệ thống vừa có khả năng cảnh báo cháy sớm, vừa theo dõi các dấu hiệu sinh tồn của lính cứu hỏa khi làm nhiệm vụ trong môi trường nguy hiểm.
Trải qua gần hai năm nghiên cứu và phát triển, nhóm đã thực hiện các nghiên cứu khoa học, công bố bài báo và cuối cùng hoàn thiện nguyên mẫu sản phẩm. Khi nguyên mẫu này được thử nghiệm trong các tình huống giả định, kết quả đã cho thấy tính hiệu quả và tiềm năng bảo vệ tính mạng, nâng cao an toàn cho người dân và lực lượng cứu hộ. An chia sẻ: “Chúng em tự tin vào khả năng thương mại hóa cao của dự án, đặc biệt phù hợp triển khai tại các chung cư, khách sạn, khu công nghiệp và các cơ sở kinh doanh có nguy cơ cháy nổ cao”.
Hiện nay, nhiều nghiên cứu và thiết bị an toàn cho lính cứu hỏa đã được phát triển, điển hình như thiết bị cảnh báo an toàn cá nhân PASS của Phòng thí nghiệm Nghiên cứu về Cháy và Tòa nhà thuộc Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Mỹ (NIST), giúp phát hiện trạng thái bất động của lính cứu hỏa và phát tín hiệu cảnh báo âm thanh. Tuy nhiên, trong môi trường cháy với nhiều tiếng ồn lớn, việc sử dụng âm thanh để thu hút sự chú ý là không khả thi và chưa đảm bảo an toàn tuyệt đối cho lực lượng cứu hỏa.
Một số nghiên cứu khác sử dụng định vị trong nhà với các thiết bị cố định (RFID, Ultrasound beacon) gặp hạn chế trong điều kiện nhiệt độ cao của đám cháy, vì nhiều thiết bị có thể bị phá hủy và chưa phổ biến trong các tòa nhà. Các thiết bị đeo trực tiếp trên người lính cứu hỏa hiện được đánh giá cao hơn do tính cơ động, có thể hoạt động độc lập và chịu được nhiệt độ cao.
Emergency Guardian mang những ưu điểm vượt trội, chưa từng có trên thị trường. Thiết bị có khả năng cảnh báo sớm và hỗ trợ thoát hiểm nhanh chóng trong các tình huống khẩn cấp, đặc biệt là trong đám cháy. Điểm khác biệt của sản phẩm nằm ở tính năng định vị chính xác vị trí người gặp nạn, giúp công tác cứu hộ diễn ra hiệu quả, kịp thời, từ đó giảm thiểu rủi ro cho cả người dân và lực lượng cứu hỏa.
“Với thiết kế tiên tiến và các tính năng thông minh, Emergency Guardian tạo nên bước tiến mới trong công nghệ an toàn, đáp ứng và vượt qua các tiêu chuẩn khắt khe trong môi trường công nghiệp, nhà ở và kinh doanh,” Vân An tự hào nói.
Vân An cho hay, dự án bao gồm nhiều hạng mục, như: Hệ thống cảnh báo cháy nổ được trang bị trong mỗi căn phòng trong toà nhà, bao gồm cảm biến phát hiện lửa, cảm biến khí gas, tích hợp chuông báo động và hệ thống thông tin liên lạc. Quyết định phát hiện cháy được đưa ra dựa trên phân tích môi trường từ các cảm biến và phản hồi của người dùng. Sau khi nhận được xác nhận về đám cháy, hệ thống sẽ tạo ra cảnh báo và thông báo trực tiếp đến điện thoại người dân qua tin nhắn SMS về vị trí cụ thể xảy ra đám cháy (tòa nhà, số tầng, số phòng). Đồng thời, hệ thống chia sẻ thông tin sự kiện lên đám mây, giúp lan tỏa thông tin đến cư dân xung quanh để thông báo cho những ngôi nhà khác về tình hình hiện tại của đám cháy.
Hệ thống hỗ trợ sinh tồn cho lính cứu hỏa là một bộ thiết bị đeo bao gồm các cảm biến giám sát sức khỏe như nồng độ oxy trong máu, nhịp tim và nhịp thở của chiến sĩ cứu hỏa. Những thông số này được truyền trực tiếp tới trung tâm chỉ huy, cho phép các chỉ huy theo dõi tình trạng sức khỏe của mỗi chiến sĩ theo thời gian thực, đảm bảo an toàn tối đa trong những điều kiện khắc nghiệt nhất. Hệ thống còn có thể phân loại trạng thái (nằm, ngồi, đứng, phát hiện ngã) và định vị dựa trên cảm biến gia tốc, con quay hồi chuyển và cảm biến áp suất.
Và phần mềm quản lý và bản đồ định vị giúp trực quan hóa vị trí của lính cứu hỏa trong thời gian thực trên bản đồ 2D của tòa nhà, giúp trạm chỉ huy đưa ra quyết định nhanh chóng, nâng cao hiệu quả và an toàn trong cứu hộ.
Hệ thống theo dõi dấu hiệu sinh tồn cho lính cứu hỏa có khả năng giám sát chỉ số sức khỏe như nồng độ oxy trong máu, nhịp tim, nhịp thở, phát hiện ngã và định vị trong nhà
Những thách thức trong quá trình phát triển dự án
Trần Vân An bộc bạch, trong quá trình phát triển dự án, nhóm đã phải đối mặt với nhiều thách thức đáng kể, từ vấn đề tài chính đến nhận thức thị trường.
"Chi phí nghiên cứu và phát triển hệ thống ban đầu là khá lớn, trong khi nhóm chưa có đủ nguồn đầu tư để mở rộng sản xuất và tiếp cận thị trường rộng hơn. Đây là một rào cản không nhỏ mà chúng em phải nỗ lực vượt qua", An cho hay.
Để phát triển và thương mại hóa hệ thống này, nhóm nhận thấy cần thêm các nguồn lực tài chính nhưng việc thu hút đầu tư không hề dễ dàng.
Thêm vào đó, An cũng cho biết thị trường hiện nay vẫn chưa nhận thức đầy đủ về tầm quan trọng của các hệ thống cảnh báo cháy và thiết bị bảo hộ hiện đại. "Chúng em gặp khó khăn trong việc thuyết phục khách hàng và các đơn vị rằng hệ thống này là thực sự cần thiết. Không ít người vẫn cho rằng những thiết bị thông thường là đủ, trong khi thực tế, các vụ cháy lớn đã cho thấy hạn chế của các hệ thống cũ", An kể.
Những khó khăn trong việc thay đổi nhận thức của khách hàng về các công nghệ bảo hộ tiên tiến là một trở ngại lớn mà nhóm phải tìm cách tháo gỡ.
Để vượt qua những thách thức này, nhóm đã chủ động tìm kiếm nguồn hỗ trợ tài chính từ các tổ chức và quỹ đầu tư, đặc biệt là các chương trình hỗ trợ khởi nghiệp như huy động vốn cộng đồng. Việc tham gia cuộc thi "Ý tưởng sáng tạo khởi nghiệp sinh viên Phenikaa" không chỉ là để giới thiệu sản phẩm của nhóm mà còn là cơ hội để nhóm kêu gọi sự ủng hộ và tài trợ từ các nhà đầu tư quan tâm đến các sáng kiến mang lại giá trị cộng đồng.
Đồng thời, nhóm đã triển khai các chiến dịch truyền thông nhằm nâng cao nhận thức của công chúng về ý nghĩa của hệ thống Emergency Guardian. Một trong những chiến dịch nổi bật là chương trình “Hãy cứu lấy người lính cứu hỏa” với nội dung thực tế ảo (AR/VR), giúp người dùng hiểu rõ hơn về các tính năng của hệ thống và tầm quan trọng của việc trang bị các thiết bị bảo hộ tiên tiến.
Sau nhiều tháng nghiên cứu, nhóm đã có cơ hội thử nghiệm hệ thống Emergency Guardian trong môi trường thực tế tại tòa nhà A4 của Trường Đại học Phenikaa. Các tình huống cháy nổ và thoát hiểm giả định đã được mô phỏng, cho phép nhóm đánh giá khả năng cảnh báo sớm và hỗ trợ định vị của hệ thống.
“Kết quả thử nghiệm ban đầu rất khả quan. Hệ thống đã cung cấp cảnh báo nhanh chóng và chính xác, giúp quá trình cứu hộ diễn ra an toàn và thuận lợi hơn rất nhiều”, An hào hứng chia sẻ. Nhóm tin tưởng rằng,Emergency Guardian sẽ tạo ra bước đột phá trong việc bảo vệ an toàn cho cả người dân và lực lượng cứu hộ trong các tình huống khẩn cấp.
Kiến trúc hệ thống: (a) Hệ thống cảnh báo cháy; (b) Hệ thống theo dõi dấu hiệu sinh tồn cho lính cứu hỏa.
Dự định mở rộng và phát triển hệ thống trong tương lai
Bàn về dự định tương lai, nhóm sinh viên khẳng định sẽ không dừng lại ở phiên bản hiện tại mà đang từng bước mở rộng và cải tiến sản phẩm nhằm đáp ứng nhu cầu thực tiễn ngày càng lớn trong cộng đồng.
Theo Vân An, hiện các thành viên đang lên kế hoạch đưa hệ thống này ra khỏi phạm vi thử nghiệm trong nhà trường, hướng tới triển khai tại các khu vực có nguy cơ cao như khu công nghiệp, chung cư cao tầng, khách sạn và trung tâm thương mại trên toàn quốc, dần đưa Emergency Guardian trở thành một phần của giải pháp bảo vệ an toàn cho các khu vực có nguy cơ cháy nổ cao, chứ không chỉ gói gọn trong môi trường học tập.
Về tính năng, nhóm đang nghiên cứu các công nghệ tiên tiến để tăng cường trí thông minh và tối ưu hóa hiệu quả của hệ thống. Trong các dự định sắp tới, nhóm dự tính tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI) nhằm phân tích và dự đoán nguy cơ cháy nổ dựa trên dữ liệu từ cảm biến, đồng thời gửi thông báo trực tiếp tới điện thoại của người dùng và các cơ quan cứu hỏa khi phát hiện sự cố. Bên cạnh đó, nhóm cũng đang tập trung cải tiến hệ thống định vị để xác định chính xác vị trí của nạn nhân ngay cả khi môi trường có nhiều khói và nhiệt độ cao, giúp đội cứu hộ tiếp cận và giải cứu kịp thời hơn.
Nhìn lại quá trình tham gia cuộc thi và phát triển Emergency Guardian, Vân An cùng nhóm sinh viên nhận ra vai trò quan trọng của môi trường giáo dục, đặc biệt là sự hỗ trợ tận tâm từ nhà trường, trong việc nuôi dưỡng ý tưởng khởi nghiệp.
“Trường Đại học Phenikaa luôn khuyến khích sinh viên sáng tạo và sẵn sàng tạo sân chơi cho những ai muốn biến ý tưởng thành hiện thực. Nhờ những môn học thiết thực như kỹ năng khởi nghiệp và lãnh đạo và sự hỗ trợ của các giảng viên, chúng em đã có cơ hội áp dụng lý thuyết vào thực tế thông qua các dự án và bài thực hành cụ thể”, Vân An bày tỏ.
