LumiR – Robot hỗ trợ người khiếm thị

Cá nhân: Bùi Tiến Sơn

Lĩnh vực Khác

Lượt bình chọn:

0

Chia sẻ:

Copy link thành công

Cá nhân:

Phòng thí nghiệm Trường Điện - Điện Tử, Đại học Công nghiệp Hà Nội (HaUI), Việt Nam. Hợp tác nghiên cứu với PSI Testing and Certification JSC (Hà Nội).

Giới thiệu sản phẩm:

Phát triển hệ thống robot di động thông minh ứng dụng AI, kết hợp điều khiển đồng bộ (Synchronization-Based Control) và tránh va chạm theo trường thế đẩy (Repulsive Potential Field) có chứng minh ổn định Lyapunov, hỗ trợ người khiếm thị di chuyển an toàn và tự nhiên trong môi trường thực.
Kết quả nghiên cứu đã được công bố tại kỷ yếu hội thảo quốc tế SETSM 2026 (Hà Nội), thể hiện qua bài báo: 'Design and Experimental Validation of a Mobile Robot with Integrated Collision Avoidance and Synchronization Control for Blind Navigation Assistance'.

Tính sáng tạo và đổi mới:

Nền tảng lý thuyết do nhóm tự phát triển và làm chủ: thuật toán điều khiển đồng bộ (Synchronization-Based Control) có chứng minh ổn định Lyapunov, kết hợp tránh va chạm theo trường thế đẩy (Repulsive Potential Field). Công bố tại kỷ yếu hội thảo quốc tế SETSM 2026.
Kết hợp đồng thời tránh va chạm thời gian thực và điều khiển đồng bộ chuyển động người-robot - khác biệt bản chất so với các hệ thống dẫn đường truyền thống chỉ phát hiện vật cản.
Cơ chế tương tác haptic không dây qua găng tay rung - cho phép 'đồng hành' thay vì 'dẫn dắt vật lý'; người dùng không phụ thuộc dây nối hoặc gậy vào robot, giữ được sự chủ động và nhận thức không gian.
Cân bằng giữa tính tiên tiến công nghệ (control theory, AI, LiDAR 360°) và khả năng tiếp cận chi phí (linh kiện phổ biến, kiến trúc module hóa, không phụ thuộc nền tảng nhập khẩu).

Tính ứng dụng:

Đối tượng sử dụng: người khiếm thị, người cao tuổi, người suy giảm sức khỏe vận động.
Kênh B2B: bệnh viện (đặc biệt khoa phục hồi chức năng), viện dưỡng lão, trung tâm hỗ trợ người khiếm thị, đơn vị phân phối thiết bị y tế, tổ chức phi lợi nhuận (NGO).
Kênh B2C: cá nhân khiếm thị và gia đình có nhu cầu hỗ trợ di chuyển độc lập.
Đã kiểm chứng qua mô phỏng MATLAB (mô hình người 72 kg - robot 12 kg, tốc độ tham chiếu 0.3 m/s) và thực nghiệm trong nhà với tỷ lệ điều hướng không va chạm trên 70%. Có đối tác kiểm định PSI Testing and Certification JSC đồng hành.

Tính hiệu quả:

Chi phí sản xuất ước tính 15-20 triệu VND/thiết bị giai đoạn đầu, giảm khi mở rộng quy mô nhờ tối ưu thiết kế và mua linh kiện số lượng lớn.
Doanh thu năm 1 dự kiến 800 triệu - 1,2 tỷ VND (20-30 thiết bị, B2B); năm 2: 2-4 tỷ VND (50-100 thiết bị); cộng dòng thu từ dịch vụ bảo trì - nâng cấp và tùy chỉnh giải pháp.
Tổng đầu tư ban đầu 1-1,5 tỷ VND; điểm hòa vốn dự kiến 18-24 tháng kể từ triển khai thương mại.
Lợi nhuận ròng dự kiến 15-25% từ năm thứ 3 trở đi, tăng theo quy mô.

Tiềm năng phát triển:

Nhu cầu thị trường tăng do dân số già hóa và xu hướng ứng dụng công nghệ trong chăm sóc người yếu thế; thị trường assistive tech cho người khiếm thị toàn cầu ước đạt 6,34 tỷ USD năm 2025, dự báo 11,20 tỷ USD năm 2030.
Khả năng mở rộng cả về quy mô sản xuất lẫn tính năng nhờ thiết kế module hóa; nền tảng thuật toán có chứng minh toán học cho phép mở rộng sang các use case khác (service robot, robot công nghiệp).
Lộ trình 3 giai đoạn: thâm nhập Việt Nam (1-3 năm), mở rộng sang thị trường Châu Á các nước phát triển đang có tốc độ già hóa dân số nhanh (Nhật Bản, Hàn Quốc, …) (3-5 năm), mở rộng sang thị trường Bắc Mĩ và Châu Âu (5 năm trở đi).
Đa dạng nguồn thu: bán thiết bị, dịch vụ bảo trì-nâng cấp phần mềm, tùy chỉnh giải pháp theo nhu cầu tổ chức, cho thuê thiết bị B2B.

Tiêu chí về cộng đồng:

Giúp người khiếm thị di chuyển an toàn hơn, nâng cao tính tự chủ và tự tin trong cuộc sống hàng ngày; Việt Nam hiện có khoảng 2 triệu người mù và thị lực kém, toàn cầu có 43,3 triệu người mù và 295 triệu người khiếm thị mức trung bình-nặng.
Giảm gánh nặng cho gia đình và các tổ chức chăm sóc, tối ưu nguồn lực xã hội.
Thúc đẩy đổi mới sáng tạo theo hướng nhân văn, góp phần xây dựng xã hội bao trùm và bền vững.
Đóng góp tri thức khoa học mở: bài báo SETSM 2026 công bố thuật toán điều khiển đồng bộ - chứng minh Lyapunov, có thể được cộng đồng nghiên cứu robot học tham khảo và phát triển.

Cơ sở hạ tầng:

Cấu hình kỹ thuật: robot di động khối lượng 12 kg, tốc độ vận hành mục tiêu 0.3 m/s, tích hợp LiDAR quét 360°, camera, vi điều khiển Arduino Mega + PC mini, điều khiển động cơ qua cầu H BTS7960 và ESP32. Thiết kế module hóa thuận tiện lắp ráp, bảo trì.
Cơ chế tương tác đa modal: (1) Găng tay rung không dây (Vibrating Gloves) nhận tín hiệu định hướng từ robot qua haptic feedback; (2) Tai nghe dẫn truyền qua xương (bone conduction) cung cấp hướng dẫn giọng nói mà không che phủ nhận thức âm thanh môi trường; (3) Tương tác giọng nói qua mô hình ngôn ngữ lớn LLM.
Khác với các giải pháp hiện có, LumiR không 'dẫn dắt cưỡng ép' bằng dây hoặc gậy mà 'đồng hành' - người dùng nhận chỉ dẫn hướng đi qua haptic feedback từ găng tay, giữ được sự chủ động và độc lập trong di chuyển.
Đã phát triển 3 phiên bản nguyên mẫu; kiểm chứng đồng bộ qua mô phỏng (mô hình động học người-robot trong MATLAB) và thực nghiệm trong nhà với tỷ lệ điều hướng không va chạm trên 70%.
Tích hợp các tính năng AI bổ trợ: nhận diện khuôn mặt người dùng (Face Recognition), phát hiện và phân loại vật phẩm (Item Detection & Classification), điều khiển bằng cử chỉ (Gesture Control), giao diện cảm ứng cho người chăm sóc.
Tính năng cơ bản: Điều hướng tự động và tránh vật cản theo thời gian thực (Autonomous Navigation) bằng LiDAR 360° + thuật toán Repulsive Potential Field.
Đồng bộ chuyển động người-robot (Synchronization-Based Control) với chứng minh ổn định Lyapunov (V̇ ≤ 0); tốc độ vận hành 0.3 m/s.
Tương tác haptic không dây qua găng tay rung (Vibrating Gloves) và tai nghe bone conduction; tương tác giọng nói qua LLM; điều khiển cử chỉ.
Nhận diện khuôn mặt (Face Recognition), phát hiện-phân loại vật phẩm (Item Detection), giao diện cảm ứng (Interactive Display) cho người chăm sóc.

Hiện chưa thương mại hóa sản phẩm Lộ trình: hoàn thiện sản phẩm 0-1 năm, sản xuất quy mô nhỏ 1-2 năm, sản xuất quy mô lớn từ năm thứ 3. Giai đoạn 1 (1-3 năm): Việt Nam, ưu tiên B2B (bệnh viện, trung tâm hỗ trợ người khiếm thị, viện dưỡng lão). Giai đoạn 2 (3-5 năm): Mở rộng thị trường Hàn Quốc, Nhật Bản, Trung Quốc, …. Giai đoạn 3 (5 năm+): Mở rộng thị trường Bắc Mỹ và EU.

Khoảng thời gian triển khai: 1 năm

Số người tham gia: 4