Sử dụng trí tuệ nhân tạo nhận diện hình ảnh đuối nước tại hồ bơi

Đề tài “Sử dụng trí tuệ nhân tạo nhận diện hình ảnh đuối nước tại hồ bơi” của nhóm học sinh Lưu Tiến Thanh (lớp 9A2), Nguyễn Ngọc Mai (lớp 9A2) và Lê Tâm Nguyên (lớp 7A2), Trường Tiểu học, THCS và THPT Hoàng Việt vừa được trao giải Nhì tại Cuộc thi Sáng tạo dành cho thanh thiếu niên, nhi đồng tỉnh Đắk Lắk lần thứ 12, năm 2024.

Trước tình trạng các vụ tai nạn đuối nước, nhất là ở lứa tuổi học sinh vẫn là vấn đề nhức nhối tại Việt Nam, trong khi đó, các hệ thống giám sát hiện tại có chi phí cao, phức tạp và yêu cầu bảo trì định kỳ nên khó triển khai tại các hồ bơi công cộng, các em Lưu Tiến Thanh, Nguyễn Ngọc Mai và Lê Tâm Nguyên đã nảy ra ý tưởng ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) để xây dựng hệ thống giám sát tại các hồ bơi.

Các em triển khai đề tài nghiên cứu với mục tiêu phát triển một hệ thống giám sát sử dụng công nghệ AI có khả năng nhận diện và phát hiện các dấu hiệu đuối nước một cách nhanh chóng và chính xác, qua đó hỗ trợ cho nhân viên cứu hộ và quản lý hồ bơi, giúp giám sát hiệu quả hơn toàn bộ khu vực bơi lội và giảm thiểu nguy cơ tai nạn đuối nước, đặc biệt là đối với trẻ em và những người không biết bơi.

Nhóm học sinh thực hiện đề tài.

Em Lưu Tiến Thanh chia sẻ, để thực hiện đề tài, các em đã nghiên cứu và lựa chọn công nghệ AI phù hợp. Tìm hiểu các thuật toán và mô hình AI tiên tiến, đặc biệt là các mô hình học sâu (deep learning) và mạng nơ-ron tích chập (CNN) để nhận diện hình ảnh đuối nước. Đồng thời thiết kế cấu trúc hệ thống giám sát bao gồm các thành phần như camera, bộ xử lý hình ảnh và mô hình AI. Các em đã phát triển và huấn luyện AI bằng cách sử dụng dữ liệu hình ảnh/video từ các tình huống bơi lội và đuối nước thực tế. Theo đó, bộ dữ liệu bao gồm 230 hình ảnh ghi lại những tình huống có nguy cơ đuối nước (những hình ảnh này có thể bao gồm các biểu hiện của người đang gặp nguy hiểm trong nước, như việc giơ tay cầu cứu, cố gắng giữ đầu trên mặt nước, hoặc có biểu hiện hoảng loạn) và 300 hình ảnh ghi lại những tình huống bình thường không có dấu hiệu của nguy cơ đuối nước (những hình ảnh này có thể bao gồm người đang bơi lội bình thường, vui chơi trong nước, hoặc nghỉ ngơi tại hồ bơi mà không có biểu hiện nguy hiểm).

Đề tài sử dụng ngôn ngữ lập trình C# cùng mô hình MLModel để tiến hành huấn luyện. Kết quả, khi phát hiện có nguy cơ đuối nước hệ thống sẽ phát động cảnh báo ra loa ngay tại hồ bơi và gửi cảnh báo vào điện thoại được chỉ định sẵn.

Tiến sĩ Vương Hữu Nhi, Chủ tịch Hội đồng Giám khảo Cuộc thi Sáng tạo dành cho thanh thiếu niên, nhi đồng tỉnh Đắk Lắk lần thứ 12 nhận xét: Ưu điểm của mô hình này là có giá thành rẻ, tận dụng lại các sản phẩm sẵn có, giúp tăng cường an toàn cho người bơi tại các hồ bơi công cộng. Thiết bị nhỏ gọn nên có thể áp dụng cho các hồ bơi di động hoặc dã chiến ở những nơi vùng sâu, vùng xa. Sản phẩm có độ chính xác cao, sử dụng các thuật toán học sâu giúp nhận diện tình huống đuối nước chính xác và nhanh chóng. Hệ thống hoạt động tự động, không cần sự can thiệp liên tục của con người, nâng cao hiệu suất giám sát.

Đoàn Văn Thanh