Sáng chế công nghệ cảnh báo ngã, hỗ trợ chăm sóc sức khỏe người cao tuổi

Tháng 10/2020, Cục sở hữu trí tuệ (Bộ KH&CN) đã trao Bằng độc quyền sáng chế cho các nhà khoa học của Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội (ĐHQGHN) bởi phương pháp và thiết bị phân tích video phát hiện sự kiện người ngã được phát triển từ việc tích hợp vào camera thông thường để hỗ trợ phát hiện, góp phần cấp cứu và phục hồi sau tai nạn cho người cao tuổi.

Điều đáng nói là với hệ thống này, không chỉ các gia đình dễ dàng lắp đặt sử dụng trong, mà các bệnh viện hoặc cơ sở chăm sóc người cao tuổi cũng có thể sử dụng để hỗ trợ các bác sĩ, y tá theo dõi chăm sóc cho người cao tuổi.

Hệ thống này được bắt đầu từ thực trạng Việt Nam đang ở giai đoạn già hóa dân số, với tỉ trọng và số lượng người cao tuổi ngày càng tăng, thuộc top đầu thế giới. Điều này đặt ra những thách thức lớn cho Việt Nam trong việc thích ứng với già hóa dân số, trong đó bao gồm việc chăm sóc sức khỏe người cao tuổi. Gần 30% người cao tuổi sống một mình hoặc chỉ sống cùng vợ/chồng cũng là người cao tuổi hoặc cháu dưới 10 tuổi. Dự báo, năm 2049 có khoảng 10 triệu người cao tuổi có nhu cầu hỗ trợ. Trong khi đó, tai nạn, đặc biệt là ngã gãy xương, rất phổ biến và là một trong 5 nguyên nhân gây tử vong ở người cao tuổi. Theo WHO mỗi năm có khoảng 28-35% người trên 65 tuổi bị ngã, ảnh hưởng đến sức khỏe và tỷ lệ này là 32-42% ở nhóm người trên 70 tuổi. Người già gặp rất nhiều nguy hiểm khi đột quỵ hoặc té ngã mà không được phát hiện kịp thời.

Trước tình hình này, nhóm nghiên cứu của PGS.TS Lê Thanh Hà ở Trường Đại học Công nghệ, ĐHQGHN đã tập trung phát triển một thuật toán phân tích hình ảnh camera giúp tự động giám sát và phát hiện người ngã, từ đó lập tức đưa ra tín hiệu báo động đến một ứng dụng để người giám hộ kịp thời cấp cứu.

Có ba cách tiếp cận chính khi phát hiện ngã dựa trên hình ảnh là: sử dụng hình ảnh từ một camera duy nhất, phân tích 3D dựa trên nhiều camera, và phân tích 3D dựa trên nhiều camera kết hợp cảm biến đo khoảng cách.

Với mục tiêu phải tạo ra một hệ thống phổ biến nhất với bối cảnh Việt Nam, các tác giả đã lựa chọn cách tiếp cận đầu tiên là dùng dữ liệu chỉ từ một máy quay camera, cho dù nếu sử dụng nhiều camera kết hợp cảm biến sẽ cho ra kết quả tốt hơn, nhưng phương án này khó khả thi khi triển khai với số lượng lớn.

Theo PGS.TS Lê Thanh Hà, nhóm chỉ sử dụng một camera thông thường Full HD 1080P gắn với một bộ máy tính bo mạch cấu hình thấp Raspberry Pi có kích thước chỉ bằng một tấm thẻ và chi phí khá thấp, chỉ vài trăm ngàn đồng để thu thập và xử lý dữ liệu ngay trên thiết bị. Trong môi trường ánh sáng tốt, kết quả thử nghiệm với bộ dữ liệu chuẩn gồm 50 mẫu video với nhiều điều kiện ngã khác nhau cho độ chính xác khoảng 90%"

Bài toán phân tích hình ảnh phát hiện người ngã thường có khối lượng tính toán lớn và phức tạp, do vậy nhóm nghiên cứu phải tìm ra những kỹ thuật “đủ đơn giản nhưng thông minh” để tối ưu hóa tính toán trên chính các thiết bị đầu cuối cấu hình thấp mà không phải phụ thuộc vào một hệ thống tính toán hiệu năng cao bên ngoài.

Theo nhóm nghiên cứu, điều này giống như thiết kế một mạng lưới phân tán. Mỗi bộ Raspberry gắn với camera sẽ tự xử lý hình ảnh của mình rồi gửi tín hiệu đi nếu có người ngã. Ngược lại, nếu xây dựng hệ thống tập trung thì sẽ đòi hỏi một hệ thống tính toán cực kì cồng kềnh và tốn nhiều năng lượng. Đó là điều nhóm nghiên cứu không muốn hướng đến. 

Với các ảnh liên tiếp nhau, về cơ bản đối tượng trong ảnh phần lớn giống nhau (trừ tình huống chuyển cảnh), chỉ khác nhau do vị trí của nó bị xê dịch. Do vậy khi phân tích, nhóm nghiên cứu của PGS.TS Lê Thanh Hà đã sử dụng kỹ thuật vector motion – tức là tách những vùng chuyển động so với “nền”, gọi là vector, và phân tích các đặc trưng về chuyển động và hình dáng cơ thể.

Nhìn chung, tai nạn ngã xảy ra trong thời gian ngắn từ 0,45 đến 0,85 giây trong đó người bị ngã thay đổi rất nhiều về tư thế và hình dạng. Những thay đổi đột ngột này rất quan trọng để xác định xem liệu cú ngã có xảy ra hay không. 

Nhờ thiết lập các đường elip bao quanh đối tượng và xem xét lịch sử chuyển động của đối tượng trên nhiều khung hình liên tiếp, thuật toán sẽ phát hiện những thay đôi về di chuyển và góc của hình elip trong suốt quá trình trước, trong và sau khi ngã nhằm phát hiện tai nạn. Các kĩ thuật xử lý nhiều khung hình song song cũng được áp dụng nhằm tăng tốc độ tính toán, đáp ứng thời gian thực.

Mặc dù các kỹ thuật vector motion đã được sử dụng tương đối nhiều trong việc nén truyền video, tuy nhiên trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã phát triển nó nhằm ứng dụng cho một mục đích cụ thể là phát hiện người ngã. Họ đã thiết lập được những ngưỡng giá trị (về thời gian, chiều cao, góc nghiêng, số lượng điểm ảnh …) phù hợp cho các đặc trưng chuyển động và hình dạng người ngã.

Tuy nhiên, đại diện nhóm nghiên cứu cũng lưu ý điểm hạn chế của hệ thống là khó hoạt động trong điều kiện thiếu sáng, đặc biệt vào buổi tối. Trong 3 năm qua, các kĩ thuật tính toán đã được cải thiện đáng kể nhờ những nỗ lực phát triển học máy đang diễn ra trên toàn cầu. Do vậy, PGS.TS Lê Thanh Hà cho biết họ sẵn sàng hợp tác và cải tiến kết quả prototype.

Việc thương mại hóa hệ thống này đầy tiềm năng khi PGS.TS Lê Thanh Hà cho biết trong quá trình nghiên cứu, một số doanh nghiệp Nhật Bản đã bày tỏ sự quan tâm đến công nghệ hỗ trợ chăm sóc sức khỏe người cao tuổi này. Ngay trong đầu tháng 12/2020, nhóm nghiên cứu đang cùng một tập đoàn công nghệ trong nước thỏa thuận về việc chuyển giao quyền sử dụng sáng chế.

Ngô Hà – Nguyễn Duy

Các tin khác

Vĩnh Long diễn tập bảo đảm an ninh mạng và ứng cứu sự cố

Vĩnh Long diễn tập bảo đảm an ninh mạng và ứng cứu sự cố

Chủ tịch UBND tỉnh Vĩnh Long yêu cầu các lực lượng tham gia nêu cao tinh thần, trách nhiệm, thực hiện nghiêm túc, thực chất, bám sát kịch bản và phải chủ động, linh hoạt trong xử lý tình huống, coi đây như một sự cố thực tế đang xảy ra.

Cảnh báo lừa đảo mùa tựu trường: Phụ huynh cần cảnh giác

Cảnh báo lừa đảo mùa tựu trường: Phụ huynh cần cảnh giác

Lợi dụng thời điểm chuẩn bị bước vào năm học mới, bọn tội phạm gia tăng giả danh cơ quan chức năng gọi điện cho phụ huynh yêu cầu đưa con đi làm thẻ căn cước hoặc kích hoạt định danh điện tử VNeID… để lừa đảo chiếm đoạt tài sản; thu thập trái phép thông tin cá nhân của người dân.

Tự sản xuất điện mặt trời tăng 24,8%, Viettel chú trọng phát triển bền vững

Tự sản xuất điện mặt trời tăng 24,8%, Viettel chú trọng phát triển bền vững

Tái khẳng định cam kết phát triển dài hạn và có trách nhiệm, Tập đoàn Công nghiệp – Viễn thông Quân đội (Viettel) công bố Báo cáo Phát triển bền vững 2025. Báo cáo cho thấy Viettel đang chú trọng đo lường chặt chẽ các tác động môi trường trong hoạt động sản xuất kinh doanh, đồng thời tăng sử dụng năng lượng tái tạo và triển khai các giải pháp nhằm đóng góp vào mục tiêu tăng trưởng xanh của Việt Nam.

MobiFone và tỉnh Nghệ An tăng cường hợp tác chuyển đổi số

MobiFone và tỉnh Nghệ An tăng cường hợp tác chuyển đổi số

Ngày 11/8, tại Nghệ An, Tổng công ty Viễn thông MobiFone đã ký kết Thỏa thuận hợp tác về chuyển đổi số giai đoạn 2026 - 2030 với UBND tỉnh Nghệ An và Công an tỉnh Nghệ An, hướng tới phát huy thế mạnh của các bên trong ứng dụng khoa học, công nghệ, phục vụ phát triển kinh tế - xã hội và bảo đảm an ninh, trật tự trên địa bàn.

Làm sao để luôn biết con an toàn khi không ở bên?

Làm sao để luôn biết con an toàn khi không ở bên?

Xã hội hiện đại mang đến cho trẻ nhiều cơ hội học tập, vui chơi và khám phá, nhưng cũng đặt ra không ít mối quan tâm đối với cha mẹ. Khi con bắt đầu tự đến trường, tham gia các lớp học ngoại khóa hay vui chơi cùng bạn bè, điều phụ huynh mong muốn nhất là biết con đang ở đâu, có an toàn hay không và có thể kết nối với con bất cứ lúc nào.

Mua bán tài khoản mạng xã hội, nguy cơ tiếp tay cho tội phạm

Mua bán tài khoản mạng xã hội, nguy cơ tiếp tay cho tội phạm

Để bảo vệ an toàn thông tin cá nhân, cơ quan Công an khuyến cáo người dân không mua bán, cho thuê, cho mượn hoặc chuyển nhượng tài khoản mạng xã hội (MXH), tài khoản thư điện tử và các tài khoản trực tuyến đã được xác thực bằng thông tin cá nhân của mình.

Bệnh viện 199 kết nối tri thức, nâng cao chất lượng điều trị

Bệnh viện 199 kết nối tri thức, nâng cao chất lượng điều trị

Bệnh viện 199 (Bộ Công an) tổ chức Hội thảo khoa học thường niên năm 2026 với chủ đề "Nội khoa 4.0 – Kết nối tri thức, nâng tầm điều trị", quy tụ nhiều chuyên gia đầu ngành trong và ngoài nước, cập nhật những tiến bộ mới của y học hiện đại, thúc đẩy ứng dụng trí tuệ nhân tạo và công nghệ số vào khám, chữa bệnh.

Ngoại giao khoa học và công nghệ tạo động lực tăng trưởng mới

Ngoại giao khoa học và công nghệ tạo động lực tăng trưởng mới

Đó là một trong những nội dung trong bài phát biểu của Thứ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ (KH&CN) Bùi Hoàng Phương ngày 5/8, tại Phiên trao đổi về ngoại giao khoa học và công nghệ trong khuôn khổ Hội nghị Ngoại giao lần thứ 33. Ngoại giao khoa học và công nghệ cần góp phần đưa tri thức, công nghệ, nhân lực chất lượng cao và các nguồn lực đổi mới sáng tạo toàn cầu về Việt Nam, qua đó thúc đẩy làm chủ công nghệ chiến lược và tạo động lực tăng trưởng mới.

MobiWifi 5G – Giải pháp Internet không dây thế hệ mới cho mọi gia đình và doanh nghiệp

MobiWifi 5G – Giải pháp Internet không dây thế hệ mới cho mọi gia đình và doanh nghiệp

Nhu cầu sử dụng Internet tốc độ cao ngày càng trở thành yếu tố thiết yếu trong cuộc sống và hoạt động kinh doanh. Tuy nhiên, không phải lúc nào việc lắp đặt Internet cáp quang cũng thuận tiện, đặc biệt tại các khu vực chưa có hạ tầng hoặc với những người thường xuyên thay đổi nơi ở, địa điểm làm việc. Đáp ứng nhu cầu đó, MobiFone giới thiệu MobiWifi 5G – giải pháp Internet không dây thế hệ mới, mang đến trải nghiệm kết nối tốc độ cao mà không cần kéo cáp.

Thưởng vượt kế hoạch - động lực còn thiếu cho doanh nghiệp dẫn dắt

Thưởng vượt kế hoạch - động lực còn thiếu cho doanh nghiệp dẫn dắt

Trong danh mục nhiệm vụ mà Nghị quyết số 79 của Bộ Chính trị giao cho các bộ, ngành, có một nội dung nghe qua thì thuần kỹ thuật nhưng lại chạm vào phần khó nhất của bài toán doanh nghiệp nhà nước: xây dựng cơ chế thưởng theo tỷ lệ đối với phần lợi nhuận vượt kế hoạch.