Những phát minh quan trọng nhất thế kỷ XXI

Thế giới trở nên bé nhỏ hơn, mang con người đến gần nhau hơn nhờ những phát minh mang tính đột phá về công nghệ trong thế kỷ XXI này.

Công nghệ giúp con người khỏi phải làm những việc lao động nặng nhọc, nguy hiểm và năng suất thấp bằng tự động hóa với những robot trong mọi lĩnh vực. 

Chúng hiện diện khắp nơi từ các dây chuyền sản xuất trong nhà máy, công trường xây dựng, bến cảng, bệnh viện cho đến các siêu thi, nhà hàng, và cả ở mái ấm của chúng ta.

Cùng chúng tôi điểm qua những phát minh được đánh giá là có tầm quan trọng nhất và phục vụ đời sống thiết thực nhất trong thế kỷ XXI và cho cả tương lai:

Kỹ thuật di truyền (Genetic Engineering)

Có nhiều từ có ý nghĩa tương tự dùng để chỉ về Kỹ thuật di truyền như Công nghệ gene (Gene technology), Biến đổi gene (Genetic Modification) và đều là một kỹ thuật trong công nghệ sinh học hiện đại.

Kỹ thuật di truyền đã mang đến cho con người những lợi ích vô cùng lớn lao và thiết thực phục vụ đời sống.

Trong lĩnh vực nông nghiệp, nó tạo ra những giống lúa, rau củ, cây công nghiệp và cây ăn quả có năng suất cao và kháng được sâu bệnh, hạn hán, góp phần giải quyết nạn nhân mãn và bảo vệ môi trường khi con người không phải liên tục phá rừng để mở rộng diện tích canh tác như ngày xưa. 

Trong tương lai, nó sẽ giúp cải tạo giống gia súc, gia cầm, thủy sản để cho năng suất cung cấp thịt, sữa cao mà không mất quá nhiều thời gian như cách truyền thống là thông qua chọn lọc tự nhiên.

Trong y học, nó giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn cơ chế phát triển bệnh tật của cơ thể con người, điều chế những loại dược phẩm mới có hiệu năng điều trị cao hơn, lập bản đồ gene người nhằm cải tiến các kỹ thuật thử nghiệm và chẩn đoán bệnh ngày càng chính xác hơn, chỉnh sửa gene của trứng và tinh trùng để loại trừ những gen khuyết tật mang bệnh tiềm ẩn cho thai nhi tương lai. 

Sắp tới, công nghệ gene sẽ tạo ra những động vật biến đổi gene làm nguồn cung cấp nội tạng và mô trong dùng trong nghiên cứu và phẫu thuật cấy ghép.

Công nghệ nano (Nanotechnology)

Công nghệ nano là việc thiết kế, phân tích, chế tạo và điều khiển hình dáng, kích thước các nguyên tử, phân tử và siêu phân tử của vật chất trên quy mô cực nhỏ nanomet (1 phần triệu mét).

Công nghệ nano mang đến những ứng dụng cực kỳ hữu ích trong nhiều lĩnh vực. 

Trong y khoa, việc điều trị bệnh ung thư, phương pháp điều trị mới dùng phân tử nano đã được thử nghiệm để hạn chế các khối u phát triển và tiêu diệt chúng ở cấp độ tế bào. 

Các bác sĩ sẽ sử dụng các hạt nano vàng hoặc mang các loại thuốc điều trị đúng điểm để tiêu diệt các tế bào ung thư. Công nghệ nano trong tương lai không xa sẽ giúp con người điều trị dứt điểm căn bệnh ung thư quái ác. 

Ngay cả những căn bệnh ung thư khó chữa nhất như ung thư não, các bác sĩ sẽ có thể dễ dàng điều trị mà không cần mở hộp sọ của bệnh nhân. Nó cũng sẽ thay thế phương pháp hóa/xạ trị độc hại thường làm suy kiệt sức khoẻ người bệnh.

Hơn thế nữa, các nhà khoa học còn nghiên cứu một loại robot nano có kích thước siêu nhỏ, có thể đi vào bên trong cơ thể con người để đưa thuốc điều trị đến những cơ quan nội tạng mắc bệnh. 

Việc đưa thuốc một cách trực tiếp như thế sẽ làm tăng hiệu quả điều trị mà không cần áp dụng biện pháp phẫu thuật xâm lấn, rút ngắn thời gian nằm viện và giảm chi phí y tế cho bệnh nhân. 

Công nghệ nano đang được ứng dụng trong việc chế tạo lớp phủ kháng khuẩn cho các thiết bị y tế trong bệnh viện giúp giảm nguy cơ nhiễm trùng cho bệnh nhân và các bác sĩ.

Trong nông nghiệp, công nghệ nano đang được ứng dụng để sản xuất các loại phân bón lá, thuốc trừ nấm bệnh cho cây trồng. 

Chất đồng (Cu) rất cần thiết cho sự dinh dưỡng của cây trồng (cũng như của con người). Đồng ở dạng nano (thường gọi là vi lượng) được sử dụng như phân bón lẫn thuốc trừ nấm bệnh, vi khuẩn trên cây trồng, nó là loại thuốc bảo vệ thực vật không độc hại cho con người và môi trường. 

Ưu điểm của nano đồng là cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng với một liều lượng cực nhỏ vừa đủ, không làm phát tán lượng đồng dư thừa ra đất gây ô nhiễm môi trường.

Trong sản xuất thực phẩm, các nhà khoa học đã thử nghiệm làm thay đổi cấu trúc các loại thực phẩm ở cấp độ nguyên tử và phân tử, khiến chúng thay đổi hương vị thơm ngon hơn cũng như giàu dinh dưỡng hơn...

Công nghệ nano cũng sẽ giúp việc lưu trữ thực phẩm được lâu hơn bằng cách tạo ra những vật liệu chứa thực phẩm có khả năng diệt khuẩn. Hiện nay, đã có những loại tủ lạnh hiện nay được phủ một lớp nano bạc bên trong để tiêu diệt vi khuẩn.

Trong lĩnh vực điện tử, các thiết bị điện tử dùng pin sạc lại được như laptop, điện thoại thông minh... sắp tới sẽ ngày càng mỏng và nhẹ hơn, thời gian dùng pin lâu hơn và kích thước của viên pin sẽ ngày càng được thu nhỏ lại nhờ công nghệ này.

Trong may mặc, việc sản xuất các loại quần áo có khả năng diệt vi khuẩn gây mùi hôi khó chịu trong quần áo đã trở thành hiện thực với việc sử dụng các hạt nano bạc. Chúng thu hút và tiêu diệt các vi khuẩn trên quần áo. Công nghệ này đã được áp dụng trên một số mẫu quần áo thể thao, vải dùng trong y tế và trong một loại quần lót khử mùi.

Các nhà khoa học cũng đang nghiên cứu ứng dụng công nghệ nano để có thể biến chiếc áo của người đang mặc thành một trạm phát điện di động. Sử dụng các nguồn năng lượng như gió, năng lượng mặt trời và với công nghệ nano, người ta sẽ có thể sạc điện cho chiếc smartphone của mình mọi lúc mọi nơi.

Trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligence)

Trí tuệ nhân tạo hay trí thông minh nhân tạo (tiếng Anh: Artificial Intelligence, viết tắt là A.I ) là trí tuệ do con người lập trình tạo nên với mục tiêu giúp máy tính có thể tự động hóa các hành vi thông minh như con người. 

Trí tuệ nhân tạo là một trong những ngành trọng yếu của tin học (nhưng không phải là ngôn ngữ lập trình), là ứng dụng các hệ thống học máy (machine learning) để mô phỏng trí tuệ của con người trong các xử lý mà con người làm tốt hơn máy tính.

Trí tuệ nhân tạo giúp máy tính có thể suy nghĩ và lập luận để giải quyết vấn đề, biết giao tiếp do hiểu ngôn ngữ, tiếng nói, biết học và tự thích nghi. 

Nó có thể thực hiện các tác vụ điều khiển, lập kế hoạch và lịch trình, khả năng giải đáp các câu hỏi về chẩn đoán bệnh, trả lời khách hàng về các sản phẩm của một doanh nghiệp nào đó, nhận dạng chữ viết tay, nhận dạng tiếng nói và khuôn mặt. Mới nhất là áp dụng cho các loại ô tô không người lái.

Ngày nay, các hệ thống máy móc trang bị trí tuệ nhân tạo được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực kinh tế, giao thông vận tải, giáo dục, y dược, các ngành kỹ thuật, quân sự quốc phòng, trong các phần mềm máy tính thông dụng và trò chơi điện tử.

Ứng dụng về AI trong lĩnh vực điện tử tiêu dùng đáng chú ý nhất là các trợ lý ảo Siri (iPhone), Bixby (Samsung) cũng như Alexa (Amazon) và Asisstant (Google).

Tự động hóa (Automation)

Công nghệ tự động hóa là việc sử dụng nhiều hệ thống điều khiển cho các thiết bị hoạt động như máy móc trong các nhà máy, nồi hơi, lò xử lý nhiệt, chuyển mạch trong mạng điện thoại, quản lý hành trình và điều chỉnh cân bằng tạo ổn định cho tàu bè, máy bay và các ứng dụng khác nhằm giảm sự can thiệp của con người đến mức tối thiểu. 

Lợi ích lớn nhất của tự động hóa là nó tiết kiệm rất nhiều công sức lao động, giúp giảm thiểu tiêu thụ năng lượng, nguyên vật liệu và nâng cao chất lượng sản phẩm với độ chính xác rất cao.

Tự động hóa là tác nhân chủ yếu giúp các ngành công nghiệp phát triển mạnh mẽ với những dây chuyền sản xuất tự động không cần sử dụng nhiều sức người như trước. 

Tự đóng hóa cũng được ứng dụng vào đời sống gia đình với các hệ thống sưởi ấm, điều hòa nhiệt độ, hệ thống điện và chiếu sáng, khóa cửa tự động…

Ngày nay, tự động hóa được ứng dụng trong tất cả các loại hình sản xuất và lắp ráp. Tự động hóa đã được triển khai trên quy mô rất lớn như trong các nhà máy điện, lọc dầu, sản xuất hóa chất, thép, nhựa, phân bón, xi măng, giấy và bột giấy, ô tô, máy bay, thủy tinh, nhà máy tách khí tự nhiên, chế biến thực phẩm và đồ uống.

Người máy (Robotics)

Thực ra người máy (robot) đã xuất hiện từ những thập niên cuối thế kỷ 20, nhưng rất thô sơ, chỉ mang tính trình diễn hơn là ứng dụng vào thực tiễn cuộc sống. Đến thứ kỷ 21, robot mới trở nên phổ biến và mang lại nhiều lợi ích thực tế cho con người.

Có rất nhiều robot được sản xuất cho những mục đích và mang hình dạng khác nhau: những cổ máy to lớn dùng trong công nghiệp cho đến loại khá giống con người hay những con vật. 

Một số robot thông minh có trang bị trí tuệ nhân tạo có thể tương tác và hỗ trợ công việc cho con người như Asimo và Erica (Nhật), Bina48 và Sophia (Mỹ), Buddy (Pháp).

Với sự phát triển của trí tuệ nhân tạo, giờ đây robot đã làm được rất nhiều việc thay thế con người một cách đắc lực, hoạt động không mệt mỏi trong mọi lĩnh vực từ sản xuất, y khoa, quân sự, bảo vệ an ninh, cứu hộ cho đến các dịch vụ phục vụ và đáp ứng nhu cầu giải trì cho con người.

Đồng Lộc - Báo Tuổi trẻ