Trong thời đại AI và IoT đang bùng nổ, sinh viên Trần Ngọc Thắng đang theo ngành Chip Design tại FPT Jetking đã thành công tích hợp mô hình nhận diện vật thể YOLO lên bo mạch Sipeed Maix Bit K210 sử dụng kiến trúc RISC-V. Dự án không chỉ chứng minh tính khả thi của việc triển khai AI trên phần cứng chi phí thấp, mà còn mở ra hướng đi đầy tiềm năng cho các giải pháp AIoT thông minh, hiệu quả và dễ tiếp cận hơn.
Với mong muốn khám phá tính ứng dụng thực tế của trí tuệ nhân tạo trong các hệ thống nhúng, Thắng – học viên năm 3 ngành Thiết kế vi mạch tại FPT Jetking – đã thực hiện đề tài học phần “Triển khai mô hình YOLO phát hiện vật thể trên Sipeed Maix Bit K210 RISC-V cho ứng dụng IoT chi phí thấp”. Đây là một dự án thuộc môn học Create the Design and Manufacturing (CDMI), hướng tới việc tích hợp công nghệ thị giác máy vào các thiết bị IoT có giới hạn tài nguyên phần cứng.
Nền tảng phần cứng được lựa chọn là Sipeed Maix Bit K210 – bo mạch tích hợp chip RISC-V có đơn vị tăng tốc nơ-ron (KPU) hỗ trợ xử lý AI tại biên. Với dung lượng RAM khiêm tốn chỉ 8MB, bài toán đặt ra là làm sao để triển khai được mô hình YOLO – vốn dĩ đòi hỏi tài nguyên lớn – mà vẫn đảm bảo độ chính xác và hiệu năng phù hợp với thực tế. Để giải quyết bài toán này, Thắng đã nghiên cứu và tinh chỉnh các phiên bản YOLO siêu nhẹ, đặc biệt là Tiny-YOLO, kết hợp với các kiến trúc mạng nơ-ron tiết kiệm tài nguyên như MobileNet và SqueezeNet.
Quá trình thực hiện dự án bắt đầu từ việc chuẩn bị phần cứng và phần mềm. Về phần mềm, Thắng sử dụng MaixPy – nền tảng MicroPython tối ưu cho chip K210 – cùng với công cụ Kflash để nạp mã nguồn và mô hình lên thiết bị. Sau nhiều lần thử nghiệm, tinh chỉnh và lượng tử hóa mô hình, dự án đã đạt được kết quả khả quan: hệ thống có thể nhận diện chính xác từ hai đến năm vật thể khác nhau trong các tình huống thử nghiệm.
Đáng chú ý, những thử thách về phần cứng đã mang lại cho người thực hiện nhiều trải nghiệm “cười ra nước mắt”. Từ những lỗi nhỏ như cáp camera lỏng cho đến ánh sáng không đạt yêu cầu khiến hệ thống không thể nhận diện vật thể, mỗi lần khắc phục sự cố là một bước tiến trong việc hoàn thiện dự án. Tuy nhiên, khoảnh khắc mô hình YOLO lần đầu tiên hoạt động trên màn hình LCD của Maix Bit K210 đã mang lại cảm giác “vỡ òa” – minh chứng cho việc công nghệ AI hoàn toàn có thể hiện diện trên những nền tảng nhỏ gọn và tiết kiệm.
Sản phẩm cuối cùng không chỉ dừng lại ở mức độ học thuật. Nó thể hiện tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như giám sát thông minh, tự động hóa nông nghiệp, điều khiển thiết bị gia đình và kiểm soát chất lượng sản phẩm. Việc toàn bộ quá trình suy luận diễn ra trực tiếp trên thiết bị giúp giảm độ trễ, tăng tính bảo mật và loại bỏ sự phụ thuộc vào hệ thống đám mây – một đặc điểm nổi bật của Edge AI.
Chia sẻ về hành trình thực hiện dự án, sinh viên Trần Ngọc Thắng cho biết: “Dự án triển khai YOLO trên Maix Bit K210 là một hành trình đầy thử thách nhưng cực kỳ bổ ích. Em đã vượt qua giới hạn tài nguyên của một con chip tí hon để biến nó thành một ‘bộ não’ AI thực thụ, chứng minh rằng AI trên thiết bị IoT chi phí thấp không còn là tương lai xa vời, mà là hiện thực ngay hôm nay.”
Giảng viên hướng dẫn đánh giá cao nỗ lực của sinh viên, đồng thời ghi nhận đây là một sản phẩm tiêu biểu cho khả năng nghiên cứu độc lập, kiên trì vượt qua rào cản kỹ thuật và áp dụng thành công lý thuyết vào thực tiễn. Tuy nhiên, để phát triển sâu hơn, giảng viên cũng khuyến nghị nhóm nên tiếp tục nghiên cứu các phương án tối ưu hóa mô hình trong điều kiện môi trường khắc nghiệt và mở rộng khả năng kết nối dữ liệu với các nền tảng IoT hiện đại.
Thông qua dự án này, sinh viên không chỉ trau dồi kỹ năng kỹ thuật mà còn phát triển tư duy giải quyết vấn đề, tinh thần sáng tạo và sự kiên định trong hành trình chinh phục công nghệ. Đây là một minh chứng rõ ràng cho định hướng đào tạo thực chiến, sát với nhu cầu doanh nghiệp mà FPT Jetking đang theo đuổi – nơi lý thuyết không đứng yên trong sách vở, mà được chuyển hóa thành sản phẩm thực tế.
Cùng xem phần demo sản phẩm của dự án qua video bên dưới nhé!
Giảng viên Nguyễn Văn Thành Lộc