Những túi rác sinh hoạt trong căn bếp gia đình là điểm khởi đầu cho ý tưởng của bốn học sinh lớp 11 Trường THPT Nhân Chính (Hà Nội).

Khi các bạn trẻ tìm lời giải cho bài toán phân loại rác tại nguồn. Ảnh: tuoitre.online

Từ việc quan sát rác thải hằng ngày, các em nhận ra phần lớn rác vẫn được gom chung, chưa phân loại, từ đó hình thành ý tưởng phát triển thùng rác EcoBin, ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) để hỗ trợ phân loại rác ngay tại mỗi gia đình.

Tìm lời giải phân loại rác tại nguồn bằng trí tuệ nhân tạo (AI)

Ý tưởng đến với các bạn trẻ không thông qua những sản phẩm công nghệ hiện đại trên thế giới, mà bắt đầu từ chính căn bếp quen thuộc khi ai cũng mong muốn sống xanh nhưng thiếu công cụ hỗ trợ hoặc vì tiện lợi cá nhân nên bỏ qua thói quen phân loại rác. Từ đó nhóm nghiên cứu đã kỳ vọng xây dựng được một sản phẩm hướng đến thay đổi thùng rác trong căn bếp của gia đình, tạo ra tác động lớn, thay đổi thói quen phân loại rác của từng hộ gia đình.

Thùng rác thông minh EcoBin ra đời, với mục tiêu hỗ trợ phân loại rác hữu cơ và vô cơ ngay tại nguồn. Nhóm lựa chọn trí tuệ nhân tạo (AI) làm công cụ nhận diện rác, dù đây là lĩnh vực không hề dễ với học sinh phổ thông.

AI nhận diện vật thể rác thải

Khó khăn lớn nhất là xây dựng và đào tạo mô hình AI nhận diện vật thể. Để AI phân biệt đúng rác hữu cơ và vô cơ, nhóm phải thu thập hàng trăm hình ảnh cho mỗi loại rác, chụp ở nhiều góc độ, ánh sáng khác nhau.

Mô hình AI được nhóm lựa chọn sử dụng là mô hình mạng nơ-ron tích chập (Convolutional Neural Network - CNN) cho bài toán nhận diện vật thể. Ban đầu AI nhận diện sai rất nhiều lần, qua quá trình chỉnh sửa, cập nhật dữ liệu liên tục và được cô giáo Phạm Thị Liễu - giáo viên môn công nghệ hướng dẫn bằng các phương pháp cụ thể, nỗ lực của nhóm nghiên cứu đã có kết quả, khi từng bước AI đã nhận diện đúng rác để phân loại.

Thử nghiệm với cá loại rác thải khác nhau

Sau nhiều lần thử nghiệm, nhóm đã hoàn thiện mô hình thùng rác EcoBin với thời gian nhận diện rác chỉ khoảng 0,8 giây, độ chính xác từ 95-98%.

Camera quét nhận diện rác, từ đó truyền dữ liệu về bộ xử lý để phân loại rác hữu cơ và vô cơ

Thùng rác EcoBin có cấu tạo hai ngăn đựng rác vô cơ và hữu cơ. Phía trên thùng rác được gắn một camera nhận diện, khi rác đặt lên mặt nắp mở, camera sẽ quét nhận diện rác rồi gửi thông tin về bộ xử lý để phân loại rác vô cơ, hữu cơ, từ đó nắp mở sẽ gạt rác xuống đúng thùng phân loại.

Vượt ra khỏi khuôn khổ một cuộc thi

Hưởng ứng cuộc thi "Học sinh, sinh viên với ý tưởng khởi nghiệp" lần thứ VIII (SV_STARTUP) do Bộ Giáo dục và Đào tạo phát động, nhóm học sinh lớp 11 Trường THPT Nhân Chính đã đưa dự án "EcoBin - AI CyberSort" tham gia với mong muốn góp phần thay đổi thói quen xử lý rác ngay từ mỗi gia đình.

Ở vòng cơ sở cuộc thi năm học 2025-2026, dự án đã giành giải nhất cụm các trường Trung học phổ thông số 4, qua đó được kỳ vọng tiếp tục tạo dấu ấn tại các vòng thi tiếp theo của cuộc thi.

Nhóm nghiên cứu chạy thử nghiệm hệ thống. Ảnh : TuoitreOnline

Để thùng rác thông minh EcoBin vận hành ổn định, cả nhóm phải thử nghiệm ở nhiều vị trí, với các điều kiện ánh sáng khác nhau

EcoBin thể hiện rõ khả năng học hỏi, tìm hiểu và làm chủ công nghệ của học sinh, đồng thời cho thấy vai trò quan trọng của sự dẫn dắt chuyên môn từ giáo viên hướng dẫn. Bên cạnh đó, dự án còn giúp học sinh bước đầu tiếp cận tư duy khởi nghiệp một cách bài bản.

EcoBin cũng thể hiện rõ việc học sinh vận dụng kiến thức liên môn như toán, vật lý, tin học, công nghệ, sinh học để giải quyết vấn đề thực tiễn, đồng thời hình thành tư duy công nghệ số và ý thức bảo vệ môi trường.

EcoBin chỉ là một trong nhiều đề tài nghiên cứu khoa học của học sinh các trường phổ thông trung học, nhưng cho thấy hướng đi gắn học tập với cuộc sống. Đây cũng là tiền để quan trọng để các trong thời gian tới, các Nhà trường sẽ tiếp tục đẩy mạnh giáo dục STEM, tạo điều kiện để học sinh có thêm sân chơi nghiên cứu, sáng tạo từ chính những vấn đề đời sống xung quanh các em.