Đề tài “ Xây dựng mô hình mô phỏng giải phẫu cơ thể người” thuộc lĩnh vực Phần mềm hệ thống của hai học sinh Nguyễn Gia Huy – Lớp 12 Tin, Trường Phổ thông năng khiếu - Đại Học Quốc Gia TP. HCM và Lâm Đào Quế Anh - Lớp 11 Văn, Trường Phổ thông năng khiếu- Đại Học Quốc Gia TP. HCM dưới sự hướng dẫn của TS. Đào Duy Nam – Giáo viên Trường Phổ thông năng khiếu- Đại Học Quốc Gia TP. HCM đã giành Giải Ba trong Cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp Quốc gia (ViSEF) lần thứ 7 năm học 2017-2018 giành cho học sinh Trung học. Cuộc thi được tổ chức tại Đà Lạt từ ngày 17- 20/3/2018.
Ý tưởng nghiên cứu phần mềm mô hình giải phẫu học môn Sinh học có tính ứng dụng cao được xuất phát từ những trăn trở của đôi bạn trẻ. Hiện tại, môn Sinh học (đặc biệt là về cơ thể con người) được dạy trong nhà trường ngay từ khối Trung học cơ sở và Trung học phổ thông. Phương tiện học tập chủ yếu mang tính trình bày, diễn giải, cộng thêm khối lượng kiến thức nặng, tạo nên áp lực cho học sinh. Hơn nữa, hình ảnh minh họa trong sách vẫn còn ít, còn khô cứng, chưa đánh thức thị giác tiếp nhận, nên gây khó khăn cho việc tiếp thu của học sinh.
Có thể thấy, hình ảnh cung cấp trong sách giáo khoa không thể biểu thị cái nhìn toàn diện về cơ thể, ảnh hưởng đến việc xây dựng kiến thức nền về cơ thể con người cho học sinh. Ở bậc Cao đẳng, Đại học, chỉ có các sinh viên Y khoa có cơ hội thực tập giải phẫu. Tuy nhiên, vì điều kiện cơ sở vật chất còn hạn chế, số lượng học sinh lại đông, nên thời lượng mỗi buổi thực hành rất ít, sinh viên thường phải chờ lâu để đến lượt được thực hành, vừa thiếu hiệu quả lại vừa chưa tạo nhiều cảm hứng với môn học.
So sánh hình dạng mặt ngoài của tim biểu thị trong sách giáo khoa Sinh học 8 và trong không gian ba chiều
Tuy trên thị trường hiện nay có những phần mềm chuyên nghiên cứu về cơ thể người, nhưng đa số các phần mềm trên chỉ dừng ở mức độ quan sát, tính tương tác chưa cao, giá thành rất đắt, vượt xa khả năng đáp ứng của hầu hết các trường trung học và đại học.
Với mong muốn học sinh có cái nhìn sống động với môn Sinh học cơ thể người một cách hiệu quả. Đề tài “Xây dựng mô hình mô phỏng giải phẫu cơ thể người”, thực chất là Mô hình 3D phẫu thuật cơ thể người, sử dụng ngôn ngữ Tiếng Việt phù hợp với người sử dụng, được xây dựng dựa trên lý do đó. Mục đích chính là nghiên cứu xây dựng phần mềm tìm hiểu, nghiên cứu các bộ phận trong cơ thể người kết hợp tương tác bằng tay với tính chất sinh học của các bộ phận đó. Đây là phương tiện nghiên cứu cơ thể người cho phép người dùng tương tác vật lý trong môi trường VR, từ đó đem đến trải nghiệm mới trong việc tiếp cận môn Sinh học về cơ thể người. Tạo điều kiện cho sinh viên ĐH, CĐ thực hành giải phẫu trong môi trường VR. Tiết kiệm chi phí khi nhân rộng.
Bộ phận tim khi nhìn tổng quát và chi tiết
Với những học sinh nhỏ tuổi chưa chuyên sâu về y học, bước đầu tiếp cận và xây dựng đề tài, rồi quá trình xây dựng mô hình hoàn chỉnh đến chân thực hóa hình ảnh…với các em còn đầy những khó khăn. Các em phải “thiền” hàng buổi trong phòng nghiên cứu, tham khảo thông tin chi tiết về các cơ quan trong cơ thể người từ Atlas giải phẫu người nhằm thu thập đủ thông tin để xây dựng mô hình 3D phẫu thuật cơ thể người. Ngoài ra, các em còn được hai bạn lớp 12 chuyên Tin cùng trường hỗ trợ trong quá trình nghiên cứu đề tài. Mô hình bao gồm 7 hệ cơ quan lớn trong cơ thể con người: hệ bài tiết, hệ tiêu hóa, hệ tuần hoàn, hệ thần kinh, hệ sinh dục, hệ bạch huyết, hệ hô hấp và hệ nội tiết. Mô hình khi hoàn thành gồm hệ thống hơn 700 xương và hơn 400 cơ, chi tiết đến mức độ cơ quan. Đề tài đạt đến mức độ cao về chức năng quan sát. Các bộ phận cơ thể con người có thể bật tắt nhằm đem lại góc nhìn từ tổng quát đến chi tiết về các vị trí cũng như hình dạng của từng bộ phận. Các bộ phận có thể phóng to, thu nhỏ và xoay 360 độ tùy ý người quan sát. Cho phép người dùng tương tác với mô hình bằng tay thông qua leap motion hoặc thông qua bàn phím và chuột.
 |  |
Quan sát cơ thể người ở hai góc nhìn khác nhau
Thành công của đề tài với Giải ba trong Cuộc thi khoa học kỹ thuật cấp Quốc gia (ViSEF) lần thứ 7 năm học 2017-2018 giành cho học sinh Trung học là sự động viên rất lớn cho hai em trong nhóm nghiên cứu. Từ thành công này, Nguyễn Gia Huy và Lâm Đào Quế Anh có mong ước sẽ phát triển đề tài sâu rộng hơn, tính ứng dụng cao hơn và trở thành phương tiện học tập môn Sinh học hữu ích cho các bạn học sinh trong ương lai. Hướng phát triển tiếp theo của các em sẽ là: Tiếp tục đưa các thông số sinh học vào phần mềm, từ đó điều chỉnh mô hình chi tiết hơn, đặc biệt phát triển sâu các bộ phận của cánh tay theo cơ sở lý thuyết. Phát triển thêm đề tài theo hướng thiết kế bàn mổ ảo để mô phỏng lại chân thực như một buổi giải phẫu trong thực tế; nghiên cứu để tạo mô hình động (dòng máu chảy, tim đập,…); cơ chế đông máu và lập trình vào mô hình nhằm mục đích tạo ra sản phẩm phục vụ trong học tập, nghiên cứu và trong y học…
Lâm Đào Quế Anh (đứng thứ 3 hàng dưới từ phải qua trái) và Nguyễn Gia Huy (đứng thứ 2 hàng trên từ phải qua trái) trong buổi nhận Giải Ba cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp Quốc gia năm học 2017-2018 dành cho học sinh trung học.
Trung Thắng