高校生がAIを応用してゴミ分別ラインを発明

知識を応用して実際の問題を解決する

グエン・タン・ヴィンさんとトラン・カイ・トゥアンさんの作品は、コウザイ県（ハノイ）の科学研究コンテストで最優秀賞を受賞し、最近グエン・シウ中等学校・高等学校が主催したSTEAMフェスティバルで展示・披露されました。

このモデルについてグエン・タン・ヴィン氏は、ゴミがチェーンに投入されると、上部のセンサーがそれを検知して写真を撮影し、回路基板に搭載されたAIモデルに送信すると説明しました。このツールは、ゴミを紙と段ボール、ガラス、金属、プラスチック、その他のゴミのいずれかのグループに素早く分類します。そして、ベルトコンベア上のワイパーがゴミを自動的に掃き出し、対応するゴミ箱に集めます。センサーが信号を受信してからAIがゴミを分析し分類するまでの時間は、わずか1～2秒です。

この製品の誕生について、グエン・タン・ヴィンさんは次のように語っています。「約1年前、家庭ごみのリサイクル分別モデルを作るというアイデアを思いつきました。家庭ごみが分別されておらず、各家庭があらゆる種類のゴミを同じゴミ箱に捨てているのを見て、それが多くのリサイクルゴミを無駄にし、廃棄物処理を困難にし、環境に深刻な影響を与えていることを知りました。昨年の夏、トゥアンさんを一緒に勉強と研究をしようと誘いました。そして2024年9月、担任の先生の指導のもと、モデル作りに着手しました。」

アイデアをどのように実現するかは、ヴィン氏とトゥアン氏にとって大きな課題でした。トラン・カイ・トゥアン氏によると、AIの概念は彼にとって全く新しいものであり、AIの使い方も全く分かっていませんでした。当時、トゥアン氏自身も、ヴィン氏のアイデアに基づいて廃棄物選別ラインを自己学習・自己制御できるAIモデルを構築する方法さえ分かっていませんでした。

「多くの廃棄物を同時に処理・分類し、科学的かつ現代的で最適化された現実を実現する生産ラインを自分で作るにはどうすればいいのか。適切な技術、回路基板、チップ、カメラ、モーター、そして製造に適した安価な材料などを研究し、見つけました」とトラン・トゥアン・カイ氏は語った。

このアイデアの発案者であり、AIにも精通しているグエン・タン・ヴィン氏は、最大の難関はデータの収集と処理プロセスにあると述べ、環境、光、撮影角度の多様性を確保しながら、十分な規模のデータセットを構築する必要があると指摘した。さらに、AIをハードウェアシステムに統合することも重要だ。AIはRaspberry Pi上で動作するが、サーボモーターを制御するにはArduinoとの通信が必要となるため、コンポーネント間のデータ転送を最適化し、低遅延と高速応答を確保することが必要だ。

ヴィンさんとトゥアンさんと共に、家族はこれらの課題を乗り越えようと共に歩んでいます。グエン・タン・ヴィンさんの母親であるマイ・ティ・タン・オアンさんはこう語ります。「ヴィンさんがこのアイデアを私に提示してくれた時、私も課題と製品の実現可能性を分析しました。そして、彼はロボットとAIを使った廃棄物の分別についても言及しました。しかし、ロボットを使った廃棄物の分別は非常に費用がかかり、AIは中学生には手の届かないものだと知りました。」

しかし、テクノロジー分野で働くタン・オアンさんは、望む製品を手に入れるために困難を乗り越えたいという気持ちを理解しています。お子さんの夢を叶えるため、タン・オアンさんはお子さんに、担任の先生と学校に夢を発表するよう促しました。

「先生方と学校のサポートがなければ、子どもたちはこの製品を完成させることはできませんでした。特に担任の先生は、常に子どもたちを細やかに指導し、困難を乗り越えられるよう励ましてくれました」とタン・オアンさんは語りました。

子供たちがAIについてより深く理解できるよう、タン・オアンさんはこの分野の専門家と連携し、ヴィンさんとトゥアンさんが製品最適化に関する知識を深められるよう尽力しました。ヴィンさんとトゥアンさんの父親も資料探しなどで協力しました。

「PVCコンベヤベルトを購入するのは非常に困難でした。製造工場では大規模な工場向けの大型コンベヤベルトしか作っておらず、小規模な工場には向いていなかったからです。ヴィンさんの父親は製造工場に助けを求め、息子が期限内に製品を完成させられるよう、その夜コンベヤベルトを家に持ち帰りました」とタン・オアンさんは振り返ります。

情熱、家族や学校からのサポートに加え、ヴィンとトゥアンにとって製品を完成させるための基盤となっているのは知識です。グエン・タン・ヴィンによると、学校では教育訓練省プログラムとケンブリッジ・プログラムという2つの統合プログラムを学び、同時にコンピュータサイエンスを含む加速IGCSEも受講することで、製品開発に必要な背景知識を深めています。

AIを使いこなす世代を夢見て

中等部と高等部には、ヴィンやトゥアンのような生徒以外にも、世界プログラミングコンテストで金メダルを獲得した生徒がいます。6年生CI5組のファム・ゴック・アンは、国際STEMオリンピック2025のプログラミング部門で、100点満点という素晴らしい成績を収め、見事金メダルを獲得しました。

グエン・シュー中等高等学校のグエン・ティ・ミン・トゥイ校長は次のように述べています。「私たちは約10年前から、生徒たちの情熱を刺激するフェスティバルを通してSTEAM教育プログラムの導入を始めました。AIや半導体チップが私たちの生活に入り込み、世界経済にも影響を与えていることから、今こそ学校が半導体技術をカリキュラムに取り入れるべき時です。学校は常に技術革新に取り組んでおり、将来的には教科を統合した半導体技術プログラムを導入する予定です。」

ハノイの多くの高校はまだテクノロジープログラムの導入に躊躇しているが、幼稚園や小学校の段階からゲームを通じて遊び場を整備している学校もある。

ミン・トゥイ氏によると、子どもたちはゲームをしているように見えますが、実際にはロボットと対話し、課題を与えたり、ロボットに指示を出したりしているそうです。世界では就学前の段階から4歳から8歳までの子どもたちを対象としたトーナメントが開催されており、ベトナムの学生も参加しています。年齢が上がるにつれて、テクノロジーへの情熱は増していきます。AIが力強く発展すれば、子どもたちはAIに操られるのではなく、理解し、使いこなせるようになるのです。

生徒が外国語を通じて新しいテクノロジーにアクセスできるようにすることは、グエン・シウ中等・高等学校が長年にわたって実践してきた方法です。

「英語はコミュニケーションツールであるだけでなく、学生たちは学術英語を使って世界の最新の文献を検索することもできます」とミン・トゥイさんは言います。

グエン・ティ・ミン・トゥイ氏は、生徒があらゆる分野で情熱を持つための鍵となるのは教師であると述べ、次のように述べた。「本校では、教師の専門スキル向上のための研修だけでなく、英語の教師育成も行っています。同時に、技術と英語のスキルを備えた若い教師の育成にも力を入れており、次世代の生徒が自信を持って、体系的かつ迅速に科学技術に取り組めるよう導いていきます。」

生涯学習の精神を持つミン・トゥイ氏は、テクノロジーは人間に取って代わることができるが、心の知能は人間に取って代わることはできないと信じています。そして、学生がテクノロジーを習得し、社会に人間的な価値観を広めるためには、まさに心の知能こそが身につけるべきだと確信しています。ヴィン氏とトゥアン氏と同様に、彼らはAIを応用して製品を開発するだけでなく、さらに重要なのは、その製品が地域社会にとって意義を持ち、実用的な方法で環境保護に貢献している点です。

教育訓練省のファム・ゴック・トゥオン副大臣は、教育をはじめとするあらゆる分野の近代化には、科学技術とデジタルトランスフォーメーションによる画期的な進歩が必要だと述べた。党と政府が教育における根本的かつ包括的なイノベーションに関する決議第29号、そして最近では科学技術発展に関する決議第57号を履行しており、現在の状況はAIを一般教育に導入する上で好ましい状況にある。同時に、トゥオン副大臣は「重要なのは、生徒に焦点を当て、教師と管理者の育成に注力することだ」と強調した。

ファム・ゴック・トゥオン副大臣は、一般教育局に対し、AIをカリキュラムに迅速かつ強力に統合するための助言を任命しました。おそらく、まずは中等教育レベルの情報技術とテクノロジーの科目から始めることになるでしょう。同時に、教育訓練局は、このツールを活用できるよう、教師の研修と育成を積極的に行う必要があります。

出典: https://baotintuc.vn/giao-duc/hoc-sinh-pho-thong-ung-dung-ai-sang-che-day-chuyen-phan-loai-rac-20250328151519733.htm