Công nghệ mới giúp thay đổi diện mạo cuộc sống

• Công nghệ mới biến khói xe thành mực viết
• Patriot One cho ra mắt công nghệ mới ngăn chặn xả súng
• Sử dụng công nghệ mới chống gian lận và nâng cao hiệu quả kinh doanh

Trí thông minh nhân tạo tổng quát. Kết nối thông tin toàn cầu và những thiết bị ứng dụng thông minh. Tất cả chúng đang trở thành những vấn đề gây hứng thú cho các nhà khoa học trong năm mới 2017.

Biến đổi gene nhanh và ít tốn kém (ảnh 1)

Kể từ đầu những năm 2000, chi phí cho việc phân đoạn một bộ gene người - xác định chính xác trật tự các nucleotid bên trong các phân tử DNA giúp biết rõ chúng ta là ai - đã gia tăng đáng kể. Nếu như chi phí năm 2001 cho việc phân đoạn là 100 USD, giờ đây việc đó tốn gần 1.000 USD.

Chi phí tăng cao ngất cùng với định mức thời gian cho việc phân đoạn DNA đã dẫn đến một cuộc cách mạng trong công nghệ sinh học: hack gene (nói về hành động lợi dụng xâm nhập để khai thác "tắt" hay "mở" gene) và xử lý về mặt sinh học theo hướng có lợi cho chúng ta.

Nguồn gốc của hack gene là biến đổi gene - một tiến trình cắt và dán mã DNA bằng "kéo" phân tử cho nhiều ứng dụng khác nhau, kể cả chữa lành bệnh như ung thư và HIV. Cho tới nay, trao đổi mã DNA luôn là tiến trình gian khó.

Một công cụ cắt và dán mới có tên gọi Crispr đã giúp cho tiến trình này trở nên đơn giản nhất. Crispr được sử dụng để tạo ra các dòng lúa mì và gạo kháng bệnh, xử lý men thành nhiên liệu sinh học và đảo ngược bệnh mù ở thú nuôi. Cuối cùng, Crispr còn được dùng để biến đổi các khuyết tật ra khỏi phôi thai người.

Trí thông minh nhân tạo tổng quát (ảnh 2)

Trí thông minh nhân tạo (AI) chẳng phải là khoa học viễn tưởng: nó đã được gắn trong các sản phẩm thường dùng. Ứng dụng Siri của Apple, khuyến cáo đọc sách của Amazon, news feed (trang chủ cập nhật tin tức) của Facebook, danh sách khám phá nhạc của Spotify là tất cả những ví dụ về những dịch vụ từ máy điều hành hoạt động học các thuật toán.

Ngành khoa học xưa nhiều thập niên này đang có cuộc cách mạng vì sự tràn ngập dữ liệu của thế hệ điện thoại thông minh và cảm ứng mới. Theo hãng nghiên cứu công nghệ Tractica, thị trường AI sẽ tăng trưởng từ 643,7 triệu USD năm 2016 lên đến 36,8 tỷ USD vào năm 2025. Các kỹ thuật như mạng thần kinh và học sâu có khả năng bắt chước não người: Chúng phát hiện các cụm mẫu trong những hệ thống dữ liệu khổng lồ để phân loại hình ảnh, nhận biết giọng nói và thậm chí biết đưa ra quyết định đúng thời điểm.

Từ AI, bước kế tiếp sẽ là trí thông minh nhân tạo tổng quát (general artificial intelligence, GAI). GAI là một thuật toán không được dạy một kỹ năng đặc biệt nào như một ván cờ hay một ngôn ngữ mới, mà nó có thể học bất kỳ kỹ năng nào thông qua thử làm và phạm lỗi, giống như một đứa trẻ học kỹ năng vậy! Các công ty như DeepMind ở London (Anh) thuộc quyền sở hữu của Google, cũng như nhiều công ty khác đang ráo riết biến ước mơ này thành hiện thực.

Năng lượng có thể hồi phục (ảnh 3)

Năm 2016, các nhà lãnh đạo thế giới đã phê chuẩn Thỏa thuận chung Paris về thay đổi khí hậu, nhằm duy trì nhiệt độ trung bình toàn cầu không được tăng hơn 2 độ C trên mức chuẩn tiền công nghiệp, đạt được ngưỡng cam kết 55 % lượng khí thải carbon dioxide toàn cầu. Để có thể giữ đúng cam kết này, cần phải có nhiều nghiên cứu năng lượng có thể hồi phục hơn trong 10 năm tới.

Về năng lượng, các nhà nghiên cứu đang cố gắng xây một lò phản ứng tổng hợp hạt nhân để tạo ra nguồn năng lượng sạch. Một nỗ lực liên chính phủ trên thế giới giúp xây lò phản ứng tổng hợp hạt nhân ITER trị giá 19 tỷ USD tại Pháp. Nhiều cải tiến khác kể cả quang hợp nhân tạo để tạo ra hydrocarbon trong phòng thí nghiệm để chạy máy xe hơi, và năng lượng gió tại độ cao lớn có liên quan đến diều gió và khinh khí cầu hoạt động như những tua bin gió trên không trung. Iceland đang nghiên cứu công nghệ địa nhiệt, khoan tìm năng lượng nhiệt dưới đất.

Cách đây 30 năm, xứ này bắt đầu sử dụng các nguồn năng lượng địa nhiệt để sưởi ấm các thành phố. Ngày nay, hệ thống cung cấp nhiệt và điện của toàn xứ Iceland được vận hành hoàn toàn bằng năng lượng có thể hồi phục, kể cả địa nhiệt và thủy điện.

Kết nối thông tin toàn cầu (ảnh 4)

Tháng 9-2016, WiFi (Internet băng thông rộng) bước qua tuổi 25. Theo ước tính của công ty công nghệ Cisco sẽ, có 50 tỷ món đồ kết nối WiFi vào năm 2020. Một cải tiến mới của nhóm sinh viên trường Đại học Washington ở Seattle (Mỹ), theo đó "WiFi thụ động" tiêu thụ ít điện hơn hiện hành 10.000 lần, chậm hơn băng thông rộng hiện hành, nhưng vận hành tốt cho những ứng dụng tại chỗ như máy điều nhiệt hay bóng đèn chiếu sáng thông minh.

Cộng đồng WiFi cũng đang tìm cách phát triển các dải sóng cao tần hơn, dùng cho những nơi có tầm WiFi hạn chế như trong nhà  hay xe hơi. Bản thân WiFi có thể bị thay thế bởi mạng thay thế siêu nhanh mới gọi là Li-Fi. Li-Fi sử dụng ánh sáng để "truyền sóng" cho thông tin đi xuyên qua không khí, thay cho sóng vô tuyến. Hiện nay, mô hình mẫu Li-Fi có thể truyền dữ liệu nhanh gấp 100 lần so với WiFi, cho phép hàng chục bộ phim DVD được tải xuống chỉ trong ít phút!

Thiết bị ứng dụng thông minh (ảnh 5)

Rất nhiều vật dụng - từ xe hơi cho đến đèn chiếu sáng hay máy điều nhiệt - đều đã được kết nối với mạng Internet. Khoảng 2/3 dân số được kết nối Internet thông qua điện thoại thông minh, nhưng những thiệt bị này không là cổng duy nhất đến mạng.

Năm 2016, có 6,4 tỷ món đồ kết nối - kể cả máy tính bàn, điện thoại, máy tính bảng - được sử dụng trên toàn cầu, tăng 30% so với năm trước đó, theo nhà phân tích công nghệ Gartner. Cùng với các thiết bị ứng dụng thông minh, con người có thể sử dụng một app (ứng dụng) để điều khiển mọi đồ vật từ xa, và chúng cũng nhận biết các thói quen của con người.

Một ví dụ thiết bị thông minh kiểu mẫu là tủ lạnh tự động chất hàng hóa từ giỏ đi chợ của bạn vào kệ và ngăn tủ lạnh. Cải tiến này cho phép chúng ta có nhiều thời gian làm việc khác hơn, nhờ kết hợp công nghệ ngửi mùi (tủ lạnh rỗng sẽ không còn mùi từ thức ăn).

Xe hơi ngày nay được vi tính hóa, tự động chạy trên nhiều làn xe hơn so với tàu vũ trụ Apollo 11 bay vào không gian, và còn hứa hẹn giảm tử vong vì tai nạn chủ quan của con người. Cảm biến thông minh có thể thay đổi cả ngành công nghiệp, chẳng hạn như giám sát hàng hóa trong khi vận chuyển, giúp các công ty tính toán mức sử dụng năng lượng từ khoảng cách xa.