Vừa qua, nhóm sinh viên Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng đã đoạt giải Nhất cuộc thi Dự án kỹ thuật phục vụ cộng đồng - EPICS mùa thứ 7 tổ chức tại thành phố Hồ Chí Minh với sản phẩm hỗ trợ bà con nông dân nhổ đậu thân thiện với môi trường.
EPICS là cuộc thi học thuật, sáng tạo, ứng dụng công nghệ phục vụ cộng đồng dành cho sinh viên Việt Nam được Đại học Arizona (Hoa Kỳ) và chương trình STEM của Công ty Dow Việt Nam tổ chức thường niên.
Nhóm TWIST.M có 5 thành viên là sinh viên Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng, gồm: Võ Hoàng - lớp 22ES, khoa Khoa học Công nghệ tiên tiến; Phan Mạnh Cường - lớp 22C4C, khoa Cơ khí Giao thông; Đặng Thị Thương - lớp 21KTTT, khoa Cơ khí Giao thông; Lê Đức Tuấn - lớp 24CDT1, khoa Cơ khí; Lê Đoàn Hạnh Nghi - lớp 23SHYD, khoa Hóa.
Công cụ hỗ trợ nhổ đậu góp phần cải thiện sức khỏe người nông dân, thân thiện với môi trường
Chia sẻ với phóng viên Tạp chí điện tử Giáo dục Việt Nam, bạn Võ Hoàng - trưởng nhóm TWIST.M cho biết, sau khi trực tiếp khảo sát và ghi nhận thực tế tại các thôn Túy Loan Đông, Tuý Loan Tây (xã Hòa Phong) nhóm nhận thấy nông dân nơi đây đang gặp nhiều khó khăn trong quá trình thu hoạch đậu.
Hiện nay, việc nhổ đậu chủ yếu vẫn dựa hoàn toàn vào sức người, tốn nhiều công sức và thời gian trong khi lực lượng chính làm công việc này lại là phụ nữ trung niên. Nhổ đậu bằng tay không chỉ gây mệt mỏi cho người làm, mà còn ảnh hưởng rõ rệt đến năng suất và hiệu quả lao động. Bên cạnh đó, các giải pháp dùng công cụ máy móc đã có trên thị trường nhưng chi phí quá đắt, không phù hợp cho luống đậu vừa và nhỏ của người nông dân và còn gây ô nhiễm môi trường.
Nhận thấy nhu cầu cấp thiết trong việc cải thiện điều kiện làm việc và nâng cao hiệu quả sản xuất, nhóm đã quyết tâm phát triển một công cụ hỗ trợ nhổ đậu, nhằm giảm bớt gánh nặng lao động cho nông dân và góp phần thúc đẩy sản xuất nông nghiệp theo hướng bền vững tại địa phương. Từ đó, nhóm TWIST.M đã lên kế hoạch thực hiện dự án: "Công cụ hỗ trợ nhổ đậu cho nông dân ở vùng Túy Loan”.
Theo Hoàng, từ lúc hình thành ý tưởng đến khi hoàn thiện sản phẩm, nhóm đã trải qua hành trình kéo dài 4 tháng. Trong đó, thời gian bắt đầu làm sản phẩm đến khi hoàn thiện là 1 tháng.
Khâu khó khăn nhất trong quá trình này là việc lên ý tưởng sản phẩm. Nhóm đã đề xuất nhiều phương án thiết kế khác nhau, tuy nhiên khi thử nghiệm thực tế, sản phẩm thử nghiệm đều không đáp ứng được yêu cầu đặt ra: hoặc không thể nhổ được cây đậu, hoặc nhổ được nhưng không đảm bảo hiệu quả như mong muốn.
Để vượt qua những khó khăn, nhóm đã chủ động tham khảo ý kiến của thầy cô và lắng nghe góp ý từ chính người nông dân trực tiếp gắn bó với công việc nhổ đậu hằng ngày. Đồng thời, nhóm cũng dành thời gian tìm hiểu kỹ về đặc điểm sinh trưởng của cây này và những khó khăn đặc thù trong quá trình thu hoạch.
Từ đó, nhóm tiếp tục điều chỉnh và phát triển các ý tưởng khả thi hơn, từng bước xây dựng mô hình, thử nghiệm và hoàn thiện thiết bị hỗ trợ.
Trưởng nhóm cho biết: “Để thực hiện sản phẩm này, nhóm đã vận dụng 3 nguyên lý chính. Trước hết là nguyên lý ròng rọc, giúp chuyển hướng lực theo phương thuận lợi (thẳng đứng hoặc góc nghiêng), từ đó tối ưu lực kéo lên thân cây. Cơ chế này giúp giảm hao phí lực do trượt hoặc lệch, nhờ vậy lực tay tác động đúng vào gốc cây, nâng cao hiệu quả nhổ.
Thứ hai là nguyên lý truyền lực tuyến tính, trong đó lực tay được truyền trực tiếp đến bộ kẹp, hạn chế việc phân tán lực như khi dùng tay không. Thiết kế này giúp thao tác tối giản, người dùng chỉ cần kéo một lần là có thể thực hiện cả ba bước: kẹp – nhổ – thả cây.
Cuối cùng, nhóm ứng dụng định luật Hooke bằng cách sử dụng lò xo đàn hồi, giúp giảm lực kéo từ 55 Niu-tơn (nếu nhổ bằng tay) xuống còn khoảng 47 Niu-tơn, nhẹ hơn rõ rệt. Nhờ vậy, hiệu suất nhổ tăng lên 1,5 lần so với thu hoạch bằng tay thông thường”.
Ngoài ra, toàn bộ sản phẩm được lắp ráp bởi các vật liệu tái chế từ xe đạp cũ như: bánh xe, phanh xe, các dây cáp phanh và lò xo có thể tháo rời và thay thế… Những chi tiết tưởng chừng bỏ đi này lại được tận dụng hiệu quả, góp phần giảm thiểu rác thải và giúp người dân dễ dàng tiếp cận, sử dụng.
Đặc biệt, thiết bị vận hành hoàn toàn bằng cơ học, không sử dụng động cơ hay nhiên liệu nên không phát thải, không gây tiếng ồn, thân thiện với môi trường và phù hợp với mọi đối tượng sử dụng.
Thiết bị được thiết kế thông minh, giúp người dùng không cần cúi người hay ngồi xổm khi làm việc. Người dân chỉ cần đẩy thiết bị chạy dọc theo luống đậu, đến vị trí cần nhổ thì kéo tay cầm để thực hiện thao tác kẹp và nhổ cây đậu chỉ trong một chuyển động duy nhất. Sau khi nhổ xong, việc nhả tay cầm sẽ tự động thả cây ra phía sau.
Với chiều cao điều chỉnh linh hoạt từ 80–140 cm, thiết bị phù hợp với tư thế đứng của người dân tại vùng Túy Loan, từ đó góp phần giảm đáng kể tình trạng đau lưng, mỏi gối thường gặp khi phải cúi hoặc ngồi nhổ đậu bằng tay trong thời gian dài. Ngoài ra, nhờ cơ chế truyền lực hiệu quả, thiết bị còn giúp giảm đáng kể sức kéo cần thiết, giúp người dân nhổ đậu nhẹ nhàng và ít tốn sức hơn. Quá trình thu hoạch cũng diễn ra nhanh hơn, góp phần rút ngắn thời gian lao động và giảm bớt sự vất vả cho bà con nông dân.
Đồng thời, sản phẩm có chi phí thấp nhờ sử dụng các bộ phận tái chế, giúp giảm giá thành nhưng vẫn đảm bảo chất lượng và chức năng cần thiết. Thiết kế đơn giản, sử dụng vật liệu quen thuộc với người dân, không tích hợp động cơ nên bất kỳ ai cũng có thể dễ dàng sử dụng. Đặc biệt, khi xảy ra hư hỏng nhẹ, người dân hoàn toàn có thể tự sửa chữa mà không cần đến kỹ thuật chuyên sâu, giúp tiết kiệm chi phí bảo trì và tăng tính ứng dụng thực tiễn.
Mặt khác, việc tái sử dụng các bộ phận từ xe đạp cũ trong thiết bị không chỉ giúp giảm lượng rác thải kim loại ra môi trường mà còn góp phần hạn chế khai thác tài nguyên mới, từ đó giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ môi trường. So với sản xuất vật liệu mới, quá trình tái chế nhôm và thép tiêu tốn ít năng lượng hơn, giúp tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên và giảm phát thải khí nhà kính. Đây cũng là một ví dụ điển hình của mô hình kinh tế tuần hoàn, khi các vật liệu đã qua sử dụng được tái sinh trong những sản phẩm mới, kéo dài vòng đời sử dụng và nâng cao hiệu quả khai thác tài nguyên.
Dự kiến mở rộng ứng dụng của thiết bị hỗ trợ nhổ đậu trong tương lai
Bạn Phan Mạnh Cường, thành viên nhóm TWIST.M cho hay: “Sau khi triển khai thử nghiệm thiết bị hỗ trợ nhổ đậu tại vùng Túy Loan, nhóm đã ghi nhận nhiều phản hồi tích cực từ người nông dân. Người dân đánh giá cao hiệu quả và tính tiện dụng của thiết bị, đặc biệt là khả năng giảm đáng kể sức lao động và thời gian thu hoạch so với phương pháp thủ công truyền thống.
Nhiều nông dân, nhất là người lớn tuổi và phụ nữ, bày tỏ sự hài lòng khi công việc trở nên nhẹ nhàng hơn, giúp họ duy trì năng suất lao động và hạn chế tình trạng mệt mỏi hay đau nhức cơ thể như trước”.
Chia sẻ về kế hoạch phát triển sản phẩm trong tương lai, Mạnh Cường cho biết, thời gian tới, nhóm dự kiến mở rộng ứng dụng của thiết bị nhổ đậu cho các loại cây trồng khác có đặc điểm tương tự, như cây ngô và các loại rau. Để phù hợp với từng loại cây, nhóm sẽ điều chỉnh kết cấu đầu kẹp: sử dụng đầu kẹp cứng hơn cho cây ngô và bổ sung miếng lót cao su để tránh làm dập nát đối với cây rau mềm. Lực kéo cũng sẽ được tăng cường thông qua việc gia tăng độ đàn hồi của lò xo.
Bên cạnh đó, nhóm lên kế hoạch triển khai thiết bị tại nhiều vùng nông thôn khác trên cả nước nhằm hỗ trợ bà con nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm nhẹ gánh nặng lao động. Việc nhân rộng mô hình không chỉ góp phần cải thiện đời sống nông dân mà còn thúc đẩy quá trình cơ giới hóa nông nghiệp, hướng đến nền nông nghiệp hiện đại và bền vững.
Cùng với đó, nhóm đã tiến hành đánh giá khả năng mở rộng quy mô sản xuất thiết bị bằng cách xem xét các yếu tố then chốt như nguồn nhân lực, nhà xưởng, máy móc hỗ trợ, khả năng tài chính của người nông dân và tiềm năng thị trường tiêu thụ.
Đồng thời, nhóm cũng quan tâm đến khả năng tiếp cận sản phẩm của người nông dân thông qua các giải pháp truyền thông phù hợp. Để chủ động ứng phó với những khó khăn có thể phát sinh, nhóm đã chuẩn bị các phương án dự phòng như tìm kiếm đối tác hợp tác, tối ưu hóa quy trình sản xuất và huy động thêm nguồn vốn bổ sung khi cần thiết.
Sau khi tham gia cuộc thi Dự án Kỹ thuật phục vụ cộng đồng - EPICS, các thành viên trong nhóm TWIST.M cho biết không chỉ có thêm nhiều kinh nghiệm mà còn nâng cao ý thức cộng đồng.
“Việc ứng dụng kiến thức kỹ thuật để giải quyết các vấn đề thực tiễn trong cộng đồng không chỉ giúp sinh viên nâng cao kỹ năng chuyên môn mà còn tăng cường nhận thức về trách nhiệm xã hội. Thông qua các chương trình như EPICS, chúng em có cơ hội làm việc trực tiếp với thầy cô, doanh nghiệp và đặc biệt là người dân để thiết kế, triển khai các giải pháp kỹ thuật góp phần cải thiện chất lượng cuộc sống. Điều này không chỉ giúp chúng em hiểu sâu sắc vai trò của kỹ thuật trong đời sống mà còn chuẩn bị hành trang để trở thành những kỹ sư có trách nhiệm và đóng góp tích cực cho cộng đồng.
Cuộc thi đã mang lại cho nhóm nhiều trải nghiệm quý báu và bài học sâu sắc. Việc học tập thông qua thực hành, khuyến khích sinh viên vận dụng kiến thức kỹ thuật vào các dự án thực tiễn, giúp nhóm hiểu rõ hơn về quy trình thiết kế, xây dựng và triển khai các giải pháp kỹ thuật nhằm giải quyết những vấn đề cụ thể trong cộng đồng. Đặc biệt, qua cuộc thi, nhóm nhận diện được chính xác những thách thức mà cộng đồng đang đối mặt và áp dụng công nghệ kỹ thuật để tìm ra những giải pháp phù hợp.
Bên cạnh đó, sau cuộc thi, em và các em bạn trong nhóm rèn luyện được nhiều kỹ năng mềm thiết yếu như làm việc nhóm, giao tiếp, lãnh đạo và quản lý dự án. Những kỹ năng này không chỉ cần thiết trong môi trường làm việc thực tế mà còn là hành trang quan trọng, giúp chúng em chuẩn bị tốt hơn cho con đường sự nghiệp tương lai”, Mạnh Cường chia sẻ.
Là người đồng hành cùng nhóm TWIST.M và dự án “Công cụ hỗ trợ nhổ đậu cho nông dân ở vùng Túy Loan” từ những ngày đầu tiên, Tiến sĩ Nguyễn Thị Anh Thư - đại diện nhóm 4 giảng viên từ đa ngành tham gia giảng dạy chương trình EPICS tại Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng, hiện là Phó Trưởng khoa, Khoa Khoa học Công nghệ tiên tiến nhà trường chia sẻ: “Sau cuộc thi, sinh viên vừa nâng cao kỹ năng kỹ thuật, vừa phát triển tư duy nhân ái. Trong quá trình sáng tạo sản phẩm nhổ đậu, các em phải giải quyết bài toán thực tế với các ràng buộc về tài chính, thời gian và nguồn lực.
Quá trình này giúp sinh viên tích lũy kinh nghiệm làm việc nhóm, đặc biệt là phối hợp với các thành viên đến từ đa ngành, trau dồi kỹ năng lãnh đạo và giao tiếp. Sự tương tác với cộng đồng khơi gợi sự đồng cảm, giúp sinh viên hiểu rõ tác động của giải pháp kỹ thuật đến đời sống con người.
Thông qua mô hình “học bằng thực tiễn”, các em đã rèn luyện tinh thần thử - sai - sửa, bồi đắp khả năng thích ứng và sáng tạo. Các em dần nhận ra sứ mệnh của mình không chỉ nằm ở thành tựu kỹ thuật, mà còn ở việc cống hiến cho cộng đồng. Từ đó, tôi nhận thấy nhóm sinh viên đã trưởng thành toàn diện hơn. Tôi hy vọng, đây sẽ là nền tảng vững chắc cho sự nghiệp của các em trong tương lai”.
