Trăn trở từ cú ngã của ông bà bên lối cầu thang: Chàng sinh viên 19 tuổi tự tay viết AI cảnh báo té ngã và đột quỵ miễn phí cho mọi gia đình

Từ lối cầu thang nguy hiểm ở nhà ông bà đến hệ thống AI "0 đồng" của chàng sinh viên UTE

Tình trạng người cao tuổi gặp tai nạn té ngã hoặc đột quỵ khi ở nhà một mình vẫn là nỗi lo thường trực của nhiều gia đình, đặc biệt ở các vùng nông thôn. Xuất phát từ chính nỗi trăn trở cho sự an toàn của ông bà khi nhà có bậc thang lên xuống nguy hiểm, Phạm Quốc Cường - chàng sinh viên năm 2 ngành Công nghệ Thông tin tại Đại học Sư phạm Kỹ thuật (UTE) đã quyết tâm làm điều gì đó giúp đỡ ông bà của mình và đóng góp cho xã hội.

Phạm Quốc Cường và ông của mình (Ảnh: NVCC)

Nhận thấy rào cản chi phí của các giải pháp giám sát đắt đỏ trên thị trường, chàng trai trẻ sinh năm 2007 đã tự tay phát triển dự án Fall & Stroke Warning System, mang đến một công cụ AI cảnh báo sớm hoàn toàn miễn phí và dễ tiếp cận cho đại chúng.

Khác với các phần mềm thương mại đắt đỏ, dự án được định hướng là giải pháp công nghệ vì cộng đồng. Người dùng không cần đầu tư các hệ thống camera chuyên dụng đắt tiền mà chỉ cần tận dụng webcam sẵn có hoặc các dòng camera IP gia đình để đưa vào vận hành.

Điểm nghẽn lớn nhất của các ứng dụng nhận diện hình ảnh thông thường là tình trạng phát báo động sai khi người dùng chỉ cúi nhặt đồ hay nằm nghỉ. Để giải quyết triệt để vấn đề này, hệ thống của Quốc Cường ứng dụng phương pháp phân tích chuỗi thời gian (Spatial-Temporal Analysis) thay vì chỉ soi xét từng khung hình tĩnh độc lập.

Về cách thức hoạt động, camera sẽ liên tục vẽ một "bộ khung xương" gồm 17 điểm khớp trên cơ thể để theo dõi từng cử động nhỏ theo thời gian thực. Thay vì chỉ nhìn một bức ảnh tĩnh, trí tuệ nhân tạo sẽ quan sát cả một chuỗi hành động - từ lúc di chuyển, ngã bất ngờ cho đến khi nằm im không động đậy. Nhờ cách "quan sát" thông minh này, phần mềm dễ dàng nhận ra đâu là một cú ngã nguy hiểm, đâu chỉ là hành động cúi nhặt đồ hay nằm nghỉ ngơi.

Không những vậy, hệ thống còn có thể giám sát cùng lúc nhiều người trong nhà và phát hiện các tư thế bất thường báo hiệu nguy cơ đột quỵ. Ngay khi có sự cố xảy ra, hệ thống sẽ lập tức hú còi báo động, đồng thời gửi thông báo khẩn cấp lên màn hình điện thoại hoặc máy tính để người nhà kịp thời xử lý.

Về quy trình cài đặt, phần mềm được tối ưu để ngay cả những người không thạo công nghệ cũng có thể dễ dàng thiết lập chỉ qua vài thao tác đơn giản. Người dùng chỉ cần truy cập vào trang GitHub của dự án (https://quoccuong66.github.io/Project-monitoring-model/) để tải bộ phần mềm gọn nhẹ dung lượng khoảng 400 MB về máy tính cá nhân, sau đó kết nối nguồn quay bằng cách cắm webcam trực tiếp hoặc nhập đường dẫn hình ảnh từ camera IP sẵn có trong nhà. Ngay khi kích hoạt phần mềm, hệ thống AI sẽ tự động vận hành 100% offline mà không cần cấu hình phức tạp, đồng thời cho phép người thân mở giao diện web app trên điện thoại hoặc máy tính để theo dõi.

Trang GitHub của dự án Hệ thống cảnh báo Ngã và Đột quỵ do Quốc Cường phát triển (Ảnh: NVCC)

Bài toán bảo mật góc khuất và khả năng tiếp cận số đông người dùng bình dân

Một ưu điểm vượt trội giúp dự án dễ dàng tiếp cận với đại đa số người dùng bình dân chính là yêu cầu phần cứng cực kỳ tối giản. Nhờ được thiết kế theo kiến trúc tách biệt (decoupled) giữa luồng quay của camera và tiến trình AI xử lý nặng, hệ thống đảm bảo được độ ổn định tối đa. Điều này giúp hình ảnh giám sát thu về luôn giữ được độ mượt mà, không gặp phải tình trạng giật lag hay gián đoạn ngay cả khi thuật toán đang phải tính toán các tác vụ phức tạp.

Hình ảnh hoạt động thực tế từ hệ thống cảnh báo Ngã và Đột quỵ do Quốc Cường phát triển (Ảnh: NVCC)

Về mặt hiệu năng, phần mềm do Quốc Cường hoàn thiện duy trì tốc độ xử lý ấn tượng với 30 khung hình/giây (FPS) cho giao diện hiển thị trực tiếp - đảm bảo hình ảnh quan sát mượt như xem video thông thường, không bị giật lag và 15–24 FPS cho tiến trình phân tích AI. Tốc độ này đủ nhanh để phát hiện cú ngã hay sự cố đột quỵ chỉ trong vài phần trăm giây ngay khi sự việc xảy ra.

Đáng chú ý, dù gánh vác các bài toán xử lý thị giác máy tính phức tạp như dựng khung xương 17 điểm khớp và phân tích chuỗi hành vi, hệ thống lại sở hữu mức "footprint" (vết phần cứng) siêu nhẹ: dung lượng cài đặt chỉ vỏn vẹn 400MB và lượng bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên tiêu tốn cực kỳ khiêm tốn, chỉ từ 1-2 GB RAM. Nhờ mức tiêu thụ tài nguyên tối giản này, phần mềm có thể vận hành bền bỉ 24/7 trên các dòng máy tính văn phòng, laptop cá nhân đời cũ hay máy tính gia đình thông thường mà không làm nóng máy, gây quá tải chip xử lý hay ép người dùng phải đầu tư thêm card màn hình (GPU) rời đắt đỏ.

Hiệu quả mô hình cũng đã được thử nghiệm trên một bộ dữ liệu quốc tế với hàng chục nghìn đoạn video ngắn. Kết quả thu được độ chính xác 98% - 99% và có thể tích hợp theo dõi nhiều camera cùng lúc.

Đặc biệt, bài toán bảo mật và quyền riêng tư, một yếu tố nhạy cảm khiến nhiều gia đình e ngại khi lắp camera trong nhà tắm hay các khu vực góc khuất đã được giải quyết triệt để khi toàn bộ tiến trình tính toán vận hành 100% offline. Hệ thống tuyệt đối không tải hay gửi bất kỳ dữ liệu hình ảnh, video nào ra các máy chủ bên ngoài hay lên không gian mạng, tạo thành lớp lá chắn an toàn giúp người dùng hoàn toàn yên tâm triển khai giám sát ở các khu vực sinh hoạt riêng tư.

Khi được hỏi về quyết định chia sẻ hoàn toàn miễn phí một sản phẩm tâm huyết, chàng sinh viên trẻ trải lòng ngắn gọn nhưng đầy sức nặng: "Đơn giản là em muốn nó tiếp cận được với nhiều người nhất, giúp ích được mọi người nhiều nhất có thể, và ai cũng có thể sử dụng." Tâm niệm ấy chính là kim chỉ nam giúp dự án không chỉ mang giá trị về mặt công nghệ, mà còn lan tỏa tinh thần nhân văn hướng tới cộng đồng.

Bài toán nguồn lực và trái tim ấm áp của chàng sinh viên Gen Z đam mê công nghệ

Chia sẻ thực tế về định hướng phát triển tiếp theo, Quốc Cường thẳng thắn cho biết hiện bản thân chưa có đủ nguồn lực để tính đến chuyện mở rộng dự án lên quy mô lớn hơn, mà trước mắt sẽ dồn toàn bộ tâm trí để tinh chỉnh và nâng cấp tính năng cho hệ thống ngày càng chính xác. Bên cạnh đó, Quốc Cường cũng nhấn mạnh Fall & Stroke Warning System đóng vai trò như một giải pháp hỗ trợ giám sát và cảnh báo sớm giúp gia đình kịp thời kiểm tra người thân, hoàn toàn không thay thế các chẩn đoán y tế chuyên sâu từ bác sĩ.

Dù nguồn lực cá nhân còn hạn chế, tinh thần cống hiến vì cộng đồng của chàng sinh viên Gen Z vẫn thể hiện trọn vẹn qua việc công khai toàn bộ mã nguồn cùng hướng dẫn chi tiết trên nền tảng GitHub. Người dùng giờ đây có thể dễ dàng truy cập, tự cài đặt và vận hành phần mềm qua giao diện web app trên điện thoại hay máy tính hoàn toàn miễn phí.

Dự án không chỉ là minh chứng cho năng lực công nghệ của thế hệ trẻ, mà còn là một điểm tựa ấm áp mang lại sự an tâm cho nhiều gia đình Việt./

Thiên Minh