Bài viết trình bày mười đột phá công nghệ trong năm 2019: Robot khéo léo; làn sóng mới về năng lượng hạt nhân; thăm dò đường ruột bằng con nhộng; dự báo sinh non; Vắc-xin ung thư tùy chỉnh; thu thập và xử lý khí CO2; bánh mì kẹp không thịt; vòng đeo tay điện tâm đồ; những trợ lý trí tuệ nhân tạo ngọt ngào...
KH&CN nước ngồi KH&CN nước ngồi 10 cơng nghệ đột phá năm 2019 Hàng năm, Tạp chí cơng nghệ MIT*(MIT Technology Review) công bố danh sách công nghệ đột phá năm Trong số tháng 3-4/2019, Tạp chí cơng bố danh sách 10 cơng nghệ đột phá năm 2019 Điều đặc biệt danh sách năm lần chọn cộng tác viên Tạp chí - Người sáng lập Tập đồn Microsoft, tỷ phú cơng nghệ Bill Gates Thực tế tầm nhìn ơng trùm cơng nghệ Bill Gates chứng minh ơng dự đốn xác máy tính gia đình, hệ điều hành máy tính để bàn, đồ họa internet trở thành phần tất yếu sống hàng ngày Trong thơng cáo báo chí nói danh sách 10 đột phá Bill Gates bình chọn, Gideon Lichfield - Tổng biên tập Tạp chí khẳng định: “Danh sách Bill phản ánh niềm tin ông tiến đến điểm bùng phát phát triển cơng nghệ lồi người - từ công nghệ chủ yếu làm cho sống lâu đến thứ chủ yếu làm cho tốt hơn” “Sự lựa chọn ông nêu bật số điều mà ông coi thách thức hội quan trọng thời đại chúng ta” Bản thân Bill Gates khẳng định: “Tôi muốn chọn thứ không dẫn đầu vào năm 2019 mà muốn ghi lại khoảnh khắc lịch sử cơng nghệ” Dưới mà Bill Gates lựa chọn Robot khéo léo Hiện tại, robot công nghiệp vụng khơng linh hoạt Robot liên tục nhặt phận dây chuyền lắp ráp với độ xác đáng kinh ngạc không chán, vật thể bị di chuyển, thay thứ khác, robot dò dẫm không xử lý Khắc phục vấn đề này, nhà nghiên cứu thử nghiệm robot lập trình để nắm bắt vật thể cách nhìn vào (như hành động người), robot tự học cách điều khiển vật thể với lỗi giả định tình thực tế Dự án nghiên cứu Dactyl, thuộc tổ chức phi lợi nhuận OpenAI San Francisco tạo robot tự dạy lật khối đồ chơi ngón tay Thơng thường khơng thể chuyển loại hành vi khéo léo ảo phần mềm sang giới thực, thứ ma sát tính chất khác vật liệu khó mơ Nhóm OpenAI khắc phục điều cách thêm ngẫu nhiên * MIT Technology Review thuộc Viện Công nghệ Massachusetts tạp chí cơng nghệ uy tín lâu đời Mỹ, xuất tháng/số 50 Số năm 2019 vào đào tạo robot phần mềm mô phỏng, tạo cho robot khả tự chủ định xử lý lộn xộn thực tế Nhóm OpenAI cần bước đột phá cho robot để làm chủ khéo léo cần có thực tế công việc nhà kho nhà máy Làn sóng lượng hạt nhân Lò phản ứng nhiệt hạch phân hạch hệ hứa hẹn làm cho nguồn lượng an tồn rẻ Trong số có lò phản ứng phân hạch hệ thứ IV với thiết kế cải tiến nhỏ dạng mơđun, hay gọi lò phản ứng hợp hạch, cơng nghệ vốn KH&CN nước ngồi định có liên quan tới sinh non Từ đó, bác sĩ sản phụ cảnh báo triển khai biện pháp kịp thời nhằm cứu sống trẻ Công nghệ Quake đơn giản, nhanh gọn giá rẻ (hơn 10 USD) Thăm dò đường ruột nhộng coi triển khai Các nhà nghiên cứu phát triển lò phản ứng phân hạch hệ IV Hãng Terrestial Energy Canada hay TerraPower Bill Gates, bắt tay với đối tác nghiên cứu để tham gia mạng lưới cung cấp điện sau năm 2020 Lò phản ứng nhỏ dạng môđun sản xuất khoảng 10 MW, so với suất lò phản ứng hạt nhân truyền thống khoảng 1.000 MW Một số công ty triển khai loại hình cho biết họ tiết kiệm nguồn vốn giảm thiểu nguy gây hại với môi trường hay hao hụt tài Rối loạn chức mơi trường đường ruột (EED) bệnh phổ biến quốc gia có mức sống thấp Bệnh gồm triệu chứng thành ruột trở nên xốp rò rỉ dịch vị, hấp thu chất dinh dưỡng kém, dẫn tới suy dinh dưỡng, chậm phát triển không phát triển chiều cao Khả soi chiếu để phát bệnh EED giúp bác sĩ nhận biết thời điểm phương thức can thiệp Liệu pháp chữa trị cho trẻ có, chẩn đốn nghiên cứu bệnh đường ruột bệnh nhân nhỏ tuổi thường bắt buộc phải gây mê luồn ống nội soi qua họng Phương pháp có chi phí cao, khơng thuận tiện khó khả thi vùng phát triển, nơi bệnh EED phổ biến Dự báo sinh non Một xét nghiệm máu đơn giản dự đốn phụ nữ mang thai có nguy sinh non Vật chất di truyền sống chủ yếu bên tế bào Nhưng lượng nhỏ vô bào DNA RNA có máu chúng ta, thường giải phóng tế bào chết Ở phụ nữ mang thai, vật chất vơ bào hỗn hợp bảng chữ axit nucleic từ thai nhi, thai mẹ Stephen Quake, nhà nghiên cứu sinh học Stanford, tìm cách sử dụng để giải vấn đề khó khăn y học - vấn đề sinh non (tỷ lệ sinh non 1/10) DNA RNA trước lấy thông qua biện pháp lấy mẫu tế bào xâm lấn xét nghiệm sinh thiết khối u chọc ối thai phụ Hiện tại, cần lượng nhỏ vật chất gen vô bào máu người dễ dàng phát xếp gen, từ phát triển phép thử để phát ung thư xét nghiệm tiền sản cho bệnh hội chứng Down Phép thử cho bệnh dựa vào biến đổi gen DNA, RNA phân tử mang thông tin gen tới phận mô sản xuất protein Bằng việc theo dõi RNA tự máu người mẹ, Quake phát biến đổi biểu hiệu gen xác Bác sỹ Guillermo Tearney cộng Bệnh viện Tổng hợp Massachusetts (MGH) phát triển thiết bị siêu nhỏ dùng để phát dấu hiệu EED đường ruột lấy mẫu sinh thiết tế bào Khơng giống nội soi, thiết bị áp dụng sở y tế thông thường Thiết bị mang hình dạng nhộng nuốt Tearney chứa ống kính hiển vi siêu nhỏ, kết nối với dây dẫn linh hoạt cung cấp lượng ánh sáng, đồng thời truyền dẫn hình ảnh hình kiểm sốt Nhân viên y tế dừng thiết bị điểm cần quan sát kéo hoàn thành, sau thiết bị tiệt trùng tái sử dụng Nó mang cơng nghệ chụp ảnh tồn bề mặt hệ tiêu hóa độ phân giải tế bào hay chụp cắt lớp 3D với độ sâu vài mm Công nghệ áp dụng thử nghiệm số nơi Pakistan, bên cạnh đó, MGH sử dụng cơng nghệ Số năm 2019 51 KH&CN nước ngồi để phát dấu hiệu ung thư thực quản Tearney cộng phát triển thiết bị với phiên nhỏ dành cho trẻ sơ sinh khơng có khả nuốt nhộng Vắc-xin ung thư tùy chỉnh Các nhà khoa học thương mại hóa vắc-xin ung thư có tính cá nhân hóa giới Bằng cách sử dụng khả phòng thủ tự nhiên thể để tiêu diệt có chọn lọc tế bào khối u, hạn chế thiệt hại cho tế bào khỏe mạnh Khả có loại vắc-xin bắt đầu hình thành vào năm 2008, năm sau Dự án gen người hoàn thành, nhà di truyền học cơng bố trình tự tế bào khối u ung thư Ngay sau đó, nhà nghiên cứu bắt đầu so sánh DNA tế bào khối u với tế bào khỏe mạnh tế bào khối u khác Các nghiên cứu xác nhận rằng, tất tế bào ung thư chứa hàng trăm đến hàng ngàn đột biến cụ thể hầu hết cho khối u Vài năm sau, Công ty khởi nghiệp BioNTech (Đức) cung cấp chứng thuyết phục rằng, loại vắc-xin chứa đột biến xúc tác cho hệ thống miễn dịch thể để tạo tế bào T dẫn để tìm kiếm, cơng tiêu diệt tất tế bào ung thư chứa chấp chúng phương Tây cần gấp 4-25 lần lượng nước, 6-17 lần lượng đất đai 6-20 lần lượng nhiên liệu hóa thạch so với sản xuất pound protein thực vật Vấn đề người ngừng ăn thịt sớm hơn, đồng nghĩa với việc muốn giảm tải hủy hoại môi trường, phương án thay tạo phòng thí nghiệm dựa thực vật định hướng tốt Trước mắt, cơng ty Beyond Meat Impossible Foods (Mỹ, có đầu tư Bill Gates) sử dụng protein đậu, đậu nành, lúa mì, khoai tây dầu thực vật để mô kết cấu mùi vị thịt động vật Beyond Meat bán 25 triệu bánh kẹp burger cho 30.000 cửa hàng, giúp giảm 90% lượng khí nhà kính thải so với đồ ăn truyền thống dùng thịt bò Thu thập xử lý khí CO2 Kể làm chậm lại q trình thải khí CO2, hiệu ứng nóng lên khí nhà kính tồn tới hàng nghìn năm Nhằm ngăn chặn gia tăng nhiệt độ tới mức nguy hiểm, Ủy ban khí hậu Liên hợp quốc kết luận, giới phải loại bỏ triệu tỷ CO2 từ bầu khí kỷ Trong công bố đáng ngạc nhiên vào mùa hè năm 2018, nhà nghiên cứu khí hậu David Keith Đại học Havard tính tốn lý thuyết, máy móc thực nhiệm vụ với mức chi phí 100 USD/ cơng nghệ thu khí trực tiếp Vào tháng 12/2017, BioNTech hợp tác với người khổng lồ công nghệ sinh học Genentech để tiến hành thử nghiệm lớn vắc-xin bệnh nhân ung thư Cuộc thử nghiệm diễn với mục tiêu nhắm vào 10 loại ung thư nghiêm trọng khoảng 560 bệnh nhân tham gia địa điểm toàn cầu Hai công ty phát triển kỹ thuật để sản xuất nhanh chóng hàng ngàn loại vắc-xin tùy chỉnh cá nhân với giá rẻ Việc triển khai diện rộng loại hình vắc-xin cá nhân hóa đòi hỏi công nghệ sản xuất phức tạp tiến hành sinh thiết khối u bệnh nhân, phân tích sản xuất, sau chuyển tới người bệnh Câu hỏi đặt thu thập khí CO2 làm với Carbon Engineering, công ty khởi nghiệp Keith đồng sáng lập vào năm 2009, dự kiến mở rộng nhà máy để thúc đẩy sản xuất lượng sinh học từ CO2 CO2 thu dùng để sản xuất methane đồ uống có gas Tuy vậy, dù lượng sinh học hay đồ uống có gas khí CO2 tìm cách để quay lại bầu khí Mục tiêu cuối phải ngăn chặn khí nhà kính triệt để Một số ứng dụng giữ chân CO2 đề xuất sản xuất sợi carbon, polyme bê tông, hay đơn giản chơn xuống đất Bánh mì kẹp khơng thịt Vòng đeo tay điện tâm đồ Liên hợp quốc ước tính giới có khoảng 9,8 tỷ dân vào năm 2050 nhiều người giàu có Chính giàu hơn, nên người ta có xu hướng ăn nhiều thịt Tính tới thời điểm đó, theo dự đoán người tiêu thụ lượng thịt nhiều 70% so với năm 2005 Trong việc nuôi động vật lấy thịt có lẽ điều tồi tệ làm với môi trường Tùy thuộc vào loại vật nuôi, sản xuất pound protein thịt với phương thức cơng nghiệp hóa Sự chấp thuận theo quy định tiến công nghệ giúp người dễ dàng theo dõi trái tim họ thiết bị đeo Các thiết bị theo dõi sức khỏe thực tế thiết bị y tế Đồng hồ thơng minh có cài đặt kết điện tâm đồ (ECG) nghiên cứu sở quy định pháp luật cải tiến phần cứng phần mềm ngày hoàn thiện Năm 2018, Apple cho mắt tính ECG FDA kiểm chứng Apple 52 Số năm 2019 KH&CN nước ngồi cho nhà vệ sinh rẻ dễ thích nghi với cộng đồng có quy mơ khác 10 Những trợ lý trí tuệ nhân tạo ngào Watch, trước thiết bị tương tự Cơng ty AliveCor giới thiệu phát biểu rung nhĩ, nguyên nhân phổ biến cho tượng huyết khối đột qụy Các thiết bị đeo tay sử dụng cảm biến, thiết bị ECG thực tế có tới 12 cảm biến Và chưa có đồng hồ thơng minh phát đau tim xảy Điều sớm thay đổi, AliveCor công bố kết nghiên cứu bước đầu ứng dụng hệ thống hai cảm biến cho phép phát loại đau tim Bồn cầu không ống cống Nhà vệ sinh tiết kiệm lượng hoạt động mà khơng cần hệ thống nước xử lý chất thải chỗ Hiện có khoảng 2,3 tỷ người sống điều kiện vệ sinh, thiếu nhà vệ sinh nghĩa, dẫn tới việc xả thải vô tội vạ nguồn nước, sông hồ, làm lan truyền vi khuẩn, vi rút ký sinh trùng Các nhà khoa học nghiên cứu để xây dựng loại nhà vệ sinh với chi phí thấp cho nước phát triển Vào năm 2011, Bill Gates khởi xướng thi Reinvent the Toilet - cải tiến nhà vệ sinh Hầu hết thiết kế dự thi tự hoại không cần đường ống cống, trông giống nhà vệ sinh truyền thống tòa nhà nhỏ Sản phẩm nhà vệ sinh NEWgenerator Đại học South Florida lọc chất thải màng kỵ khí có lỗ nhỏ vi khuẩn vi rút Một dự án khác từ Cơng ty Biomass Controls có hình dạng container xử lý chất thải nhiệt độ cao cho vật chất giàu carbon để bón cho đất đai Nhược điểm chung nhà vệ sinh công nghệ áp dụng vào thực tế quy mơ Ví dụ sản phẩm Biomass Controls, thiết kế cho 10 nghìn lượt sử dụng ngày (khó áp dụng cho ngơi làng nhỏ), có thiết kế áp dụng cho vài hộ gia đình Vì vậy, thách thức làm Con người dần quen với trợ lý AI - Alexa chơi nhạc phòng khách hay Siri đặt báo thức điện thoại - chúng chưa đáp ứng đủ kỳ vọng “thông minh” Dù mang nhiệm vụ đơn giản hóa sống chúng ta, thiết bị nhận số nhiệm vụ cố định dễ bị tác động yếu tố chệch hướng Một số cải tiến công nghệ gần chuẩn bị mở rộng chức cho trợ lý ảo Tháng 6/2018, nhà nghiên cứu OpenAI phát triển kỹ thuật đào tạo trí tuệ nhân tạo văn chưa gắn nhãn để tránh chi phí thời gian phân loại Vài tháng sau, nhóm nghiên cứu Google tiết lộ hệ thống có tên BERT học cách dự đốn từ thiếu cách nghiên cứu hàng triệu câu Những cải tiến này, với việc tổng hợp giọng nói tốt hơn, cho phép chuyển từ việc cung cấp cho trợ lý AI mệnh lệnh đơn giản sang trò chuyện với họ Họ đối phó với chi tiết vụn vặt hàng ngày ghi họp, tìm kiếm thơng tin mua sắm trực tuyến Google Duplex, nâng cấp giống người Google Assistant, nhận gọi bạn để sàng lọc kẻ gửi thư rác tiếp thị qua điện thoại Nó thực gọi để bạn lên lịch đặt chỗ nhà hàng hẹn thẩm mỹ viện Tại Trung Quốc, người tiêu dùng dần quen với Alibaba Mey AliMe, nơi điều phối gói giao hàng qua điện thoại mặc giá hàng hóa qua trò chuyện Nhìn chung chương trình trí tuệ nhân tạo trở nên tốt việc đáp ứng người muốn, nhiên chúng chưa có khả hiểu câu Các dòng trả lời viết theo kịch tạo từ kết thống kê Chỉ máy móc hiểu ngơn ngữ người thực sự, chúng vượt qua rào cản cho thấy tiến hóa khác biệt Khi đó, trí tuệ nhân tạo làm nhiều việc, từ điều phối viên hậu cần đến người giữ trẻ, giáo viên hay chí bạn bạn ? Cao Thạch (theo MIT Technology Review) Số năm 2019 53 ... cơng nghệ chụp ảnh tồn bề mặt hệ tiêu hóa độ phân giải tế bào hay chụp cắt lớp 3D với độ sâu vài mm Công nghệ áp dụng thử nghiệm số nơi Pakistan, bên cạnh đó, MGH sử dụng cơng nghệ Số năm 2019. .. cảnh báo triển khai biện pháp kịp thời nhằm cứu sống trẻ Công nghệ Quake đơn giản, nhanh gọn giá rẻ (hơn 10 USD) Thăm dò đường ruột nhộng coi triển khai Các nhà nghiên cứu phát triển lò phản ứng... lý thuyết, máy móc thực nhiệm vụ với mức chi phí 100 USD/ công nghệ thu khí trực tiếp Vào tháng 12/2017, BioNTech hợp tác với người khổng lồ công nghệ sinh học Genentech để tiến hành thử nghiệm