16 công nghệ cao sẽ được ứng dụng rộng rãi vào năm 2020

Theo các nhà khoa học của Viện RAND , Hoa Kỳ, vào năm 2020, có 16 ứng dụng công nghệ cao có khả năng thương mại hoá một cách rộng rãi, tạo ra nhu cầu thị trường lớn và ảnh hưởng đến các lĩnh vực đa ngành, như nước ngọt, thực phẩm, đất đai, dân số, quản lý nhà nước, cấu trúc xã hội, năng lượng, sức khoẻ, phát triển kinh tế, giáo dục, quốc phòng và xung đột, môi trường và ô nhiễm. Đó là:

1. Năng lượng mặt trời giá rẻ: Các hệ thống năng lượng mặt trời đủ rẻ để có thể được ứng dụng ở các quốc gia phát triển và đang phát triển. Ở nước ta, vì có nguồn bức xạ mặt trời hết sức dồi dào, nên hiện nay các loại thiết bị nhiệt mặt trời đang phát triển nhanh chóng, và ngay từ cuối những năm tám mươi của thế kỷ trước, điện mặt trời đã được ứng dụng khá rộng rãi ở khu vực nông thôn, vùng sâu, vùng xa, những nơi chưa có lưới điện. Thế nhưng, như một nghịch lý, việc sử dụng nhiệt mặt trời không có sức cản gì lớn, còn việc sử dụng điện mặt trời tại các đô thị cấp tỉnh và các thành phố lớn là hết sức hiếm hoi. Nguyên nhân là, cho đến nay, giá thành đầu tư cho điện mặt trời vẫn còn đắt, khoảng 11 đô la Mỹ cho 1 đơn vị điện, cao gấp 10 lần giá thành đầu tư cho điện truyền thống (nhiệt điện hoặc thuỷ điện). Hiện tại người ta đang cố gắng giảm nhanh giá thành của điện mặt trời bằng cách thay thế vật liệu làm pin mặt trời.

2. Truyền thông vô tuyến nông thôn: Có thể kết nối điện thoại và internet một cách rộng rãi mà không cần hệ thống đường dây. Truyền thông vô tuyến đã phổ biến ở thành thị, nơi dân số tập trung. Nhưng nông thôn vẫn là địa bàn chưa tiếp cận được với truyền thông vô tuyến. Đã đến lúc máy tính để bàn và điện thoại cố định trở nên lạc hậu. Với tốc độ phát triển hiện nay của các loại điện thoại di động theo cả hai hướng: vừa tích hợp nhiều chức năng, trong đó có chức năng kết nối internet vừa giảm giá thành để chúng trở thành thứ hàng hoá thông thường nhiều người có thể mua sắm. Đồng thời, mạng tuyền thông sẽ phát triển đến mức đủ mạnh để tín hiệu đến mọi nơi với bán kính tác dụng lớn hơn nhiều tính từ các trạm tiếp sóng. 

3. Truy cập các thiết bị truyền thông ở bất cứ đâu: Các thiết bị lưu trữ và truyền thông - cả hữu tuyến và vô tuyến - cho phép tiếp cận nhanh chóng các nguồn thông tin ở bất cứ đâu và bất cứ lúc nào. Hoạt động liên tục thông qua các hệ thống lưu trữ dữ liệu và truyền thông dung lượng lớn và tốc độ cao, các thiết bị này sẽ có năng lực lưu trữ ngày càng tăng, không chỉ dùng để lưu trũ các dữ liệu văn bản mà cả các dữ liệu siêu văn bản (metatext) với thông tin, hình ảnh, âm thanh, âm nhạc, băng hình, phim được chia lớp theo loại hình và mục đích sử dụng.

4. Lương thực, thực phẩm biến đổi gien: Cây trồng, vật nuôi biến đổi gien là một cuộc cách mạng trong nông nghiệp. Gia tăng dân số và quỹ đất nông nghiệp giảm đặt ra thách thức phải tăng sản lượng trên diện tích canh tác cố định. Lương thực, thực phẩm biến đổi gien và được bổ sung các chất dinh dưỡng (các vitamin và chất dinh dưỡng vi lượng) là các giống loài có khả năng chịu hạn, chịu mặn, kháng sâu, bệnh … sẽ được sản xuất với sản lượng ngày càng tăng, phù hợp với điều kiện địa phương và giảm thiểu việc sử dụng thuốc trừ sâu (có nghĩa là cây trồng, vật nuôi đã được tăng sức chống chịu sâu, bệnh).

Biến đổi khí hậu, mực nước biển dâng, ấm lên toàn cầu … với những ảnh hưởng tiêu cực cộng với mất đất canh tác do xây dựng và mở rộng các khu công nghiệp, đô thị hoá … làm cho các diện tích trồng lương thực, nuôi súc vật bị thu hẹp nhanh một cách đáng kể … Lương thực, thực phẩm biến đổi gien chính là giải pháp kịp thời và khả thi nhất. Tuy nhiên, đồng thời với hy vọng, các nhà khoa học phải chứng minh cho được rằng lương thực, thực phẩm biến đổi gien hoàn toàn vô hại đối với sức khoẻ con người và rộng hợn là đối với thế giới tự nhiên.

5. Xét nghiệm sinh học nhanh: Các xét nghiệm sinh học có thể thực hiện nhanh, đôi khi là ngay lập tức để chứng minh sự có mặt hoặc không có mặt các chất sinh học đặc thù nào đó. Hiện nay y học rất cần xét nghiệm kịp thời và chính xác để phát hiện, chuẩn đoán tác nhân vi sinh gây bệnh, như chuẩn đoán PCR cho bệnh lao, chuẩn đoán viêm gan B và C, phát hiện đột biến gien, phát hiện đột biến kháng thuốc …

6. Lọc và xúc tác: Xã hội đang dần dần chấp nhận nước uống đóng chai, đặc biệt là ở các đô thị. Những vùng trồng cây công nghiệp như các trang trại cao su, cà phê ở Tây Nguyên người lao động cũng bắt đầu sử dụng nước khoáng hoặc nước lọc tinh khiết đóng chai. Ở nước ta, thỉnh thoảng vẫn phát hiện những cơ sở sản xuất nước lọc đóng chai không đạt yêu cầu chất lượng, ảnh hưởng tiêu cực đến sức khoẻ của người tiêu dùng. Vấn đề nằm ở công nghệ lọc nước còn phức tạp, giá thành cao. Đến năm 2020, người ta dự đoán rằng, các kỹ thuật và thiết bị lọc và làm tinh khiết nước có hiệu quả và đáng tin cậy được người dân lao động không qua đào tạo sử dụng như những đồ dùng gia đình bình thường.

7. Thuốc chữa bệnh theo đối tượng: Các loại thuốc chữa bệnh đặc hiệu đang được nghiên cứu theo hướng chữa bệnh theo đối tượng. Chỉ những khu vực hoặc đối tượng mang mầm bệnh, thí dụ như các u bướu, mới bị thuốc tấn công. Bằng các liệu pháp dùng thuốc ưu tiên tấn công các u bướu và các mầm bệnh, thuốc chữa bệnh sẽ không làm hỏng các tế bào và mô lành. 

8. Nhà ở giá rẻ: Nhà ở ở các nước phát triển không chỉ là nơi che mưa che nắng mà còn được đảm bảo cung cấp các điều kiện sinh hoạt tối thiểu, trong số đó các loại năng lượng như gas cho đun nấu, điện cho làm mát vào mùa hè, sưởi ấm vào mùa đông. Chính chi phí cho các loại năng lượng đó làm cho giá nhà ở cao lên. Người ta hy vọng rằng, vào khoảng năm 2020 các ngôi nhà tự thích nghi có khả năng cung cấp chỗ ở cộng với các nguồn năng lượng cho sưởi ấm, làm mát và đun nấu được lấy tự tự nhiên.  

9. Sản xuất xanh: Người ta nói nhiều về sản xuất sạch hơn hoặc sản xuất xanh mà bản chất là giảm thiểu chất thải và không sử dụng các chất độc hại làm nguyên liệu. Vấn đề là ý thức và động cơ lợi ích của các doanh nhân. Thí dụ, thời nay có một nguồn chất thải vô cùng lớn và nguy hại: chất thải điện tử. Rất nhiều sản phẩm công nghiệp đã qua sử dụng hoặc vẫn còn sử dụng được những bị loại bỏ để nâng cấp, thay mới. Điện thoại di động là một thí dụ. Nếu nhà sản xuất chấp nhận giảm lợi nhuận bằng cách tất cả các loại điện thoại của hãng đều sử dụng được thiết bị sạc pin duy nhất của hãng. Nếu các thành viên trong cùng một gia đình dùng máy cùng một hãng họ chỉ cần mua một thiết bị sạc pin. Nếu họ không cần mua thiết bị đó giá trị chiếc thiết bị di động sẽ được trừ đi giá trị thiết bị sạc pin không cần thiết. Hay nói một cách khác, cách nhà sản xuất sẽ thiết kế lại các quy trình sản xuất để hạn chế hoặc giảm thiểu chất thải và không sử dụng các chất độc hại làm nguyên liệu.

10. Nhãn hàng hoá bằng tần số radio khắp nơi: Nhãn hàng hoá không ngừng được phát triển. Nhãn hàng hoá dưới dạng mã vạch là một tiến bộ khoa học đang được áp dụng một cách có hiệu quả. Nhưng mong muốn của các nhà sản xuất không dừng lại ở đó. Các loại chim, thú quý di chuyển trong một phạm vi lãnh thổ rất lớn nhưng vẫn được theo dõi nhờ các chip gắn vào chúng. Người ta đang cải tiến để các chip này thật đơn giản và phát ra tần số radio. Chúng sẽ được gắn vào các sản phẩm lưu thông và từng sản phẩm riêng lẻ. Việc gắn các chip mang tần số radio một cách rộng rãi vào hàng hoá sẽ thay cho các nhãn hàng hoá bằng mã vạch. Nhãn hàng hoá bằng tần số radio cho phép theo dõi việc bán lẻ các sản phẩm từ cơ sở sản xuất đến phân phối và ngoài phạm vi đó cũng như sự dịch chuyển của chúng.

11. Xe lai: Xe ô tô với hệ thống năng lượng kết hợp xăng, dầu với các nguồn năng lượng khác, có thể nạp lại năng lượng khi phanh, được thương mại hoá một cách rộng rãi. Vấn đề năng lượng thay thế cho xăng dầu ngày một kham hiếm đang ngày càng được quan tâm. Tuy nhiên, ngay lập tức, thay xăng đầu bằng các nguồn năng lượng khác, thí dụ như nhiên liệu sinh học hay gas, là chưa thể vì nhiều nguyên nhân khác nhau, mà quan trọng nhất là hệ thống cung cấp rộng khắp. Để giải quyết vấn đề đó xe lai đã ra đời. Trong một thời gian nó sẽ là phương án được lựa chọn của nhiều người.

12. Cảm biến khắp nơi: Các bạn có thể nhận thấy các cảm biến được sử dụng ngày càng nhiều: cửa ra vào tự động đóng mở, bồn tiểu tự động xả nước sau khi sử dụng … Tuy nhiên, thế hệ cảm biến hiện nay là rời rạc, phân tán. Trong tương lai, người ta đang nghiên cứu kết nối toàn bộ các cảm biến để khi phát triển sử dụng cảm biến ở hầu hết các khu vực công cộng thì các dữ liệu từ mạng lưới cảm biến đó được thu thập, xử lý tự động phục vụ việc giám sát thường xuyên.

13. Các phương pháp chẩn đoán và giải phẫu: Ngày nay các phương pháp chẩn đoán và giải phẫu được cải tiến từng ngày. Có thể lấy phương pháp giải phẫu bằng nội soi làm thí dụ. Tuy vậy các nhà khoa học vẫn tiếp tục hoàn thiện các công nghệ để tăng sự chính xác của các chẩn đoán và quy trình giải phẫu. Hiệu quả giải phẫu sẽ tăng đáng kể, trong khi thời gian can thiệp và hồi phục lại giảm.

14. Chế tạo các mô: Trong khi các phương pháp giải phẫu phát triển người ta có thể can thiệp trực tiếp hoặc thay thế các mô, các bộ phận cơ thể. Hiện nay, hy vọng của người bệnh đang dựa vào hiến tặng. Vì vậy nghiên cứu chế tạo các mô để cấy và thay thế là hướng nghiên cứu đang được thúc đẩy để đến năm 2020 các mô nhân tạo sẽ sẵn sàng để cấy ghép hoặc thay thế cho các người bệnh.

15. Máy tính gắn vào trang phục: Các máy tính được gắn sẵn vào trang phục hoặc đồ dùng cá nhân như túi xách, ví và đồ trang sức.

Hiện nay người ta đã bắt đầu bằng việc gắn máy tính tích hợp được trên  trang phục của binh lính Hoa Kỳ tại Apganishtăng. Hãng máy tính quân đội của Hoa Kỳ Black Diamond đang nghiên cứu máy tính hiệu MTS (modular tactical system) gồm nhiều bộ phận khác nhau gắn trên nhiều vị trí khác nhau của trang phục binh lính. Chỉ cần vài giây là có thể khởi động để phục vụ chiến đấu, MTS đang được thử nghiệm với các chức năng: chỉ huy, truyền thông, xử lý thông tin, tình báo, giám sát và trinh sát. Khi không làm việc màn hình được gập lên trước ngực, khi làm việc màn hình 6,5 inxơ nằm ngang tầm mắt người sử dụng. Ban đêm màn hình đủ sáng để làm việc, nhưng không phát xạ để tránh bị phát hiện.   

16. Mật mã lượng tử: Các phương pháp cơ học lượng tử được sử dụng để mã hoá thông tin đảm bảo an toàn khi truyền tin.

Mật mã lượng tử là công nghệ cho phép bảo mật thông tin truyền đi bằng truyền thông quang, qua quang sợi cũng như qua không gian (FSO - Free Space Optical Communications). Nó cho phép thông tin được bảo mật "tuyệt đối", không phụ thuộc vào độ mạnh của máy tính, độ tối tân của dụng cụ hay sự xảo quyệt của hacker. Sự bảo mật của mật mã lượng tử bắt nguồn từ những quy luật không thể phá bỏ của tự nhiên, do đó nó được xem như cách bảo vệ mạnh mẽ nhất có thể cho dữ liệu.

Nguồn gốc của mật mã lượng tử được đưa ra bởi Stephen Weisner, gọi là "Conjugate Coding" từ đầu những năm 70. Sau đó, được công bố vào năm 1983 trên tạp chí Sigact News bởi Bennett và Brassard, những người đã nghiên cứu những ý tưởng của Weisner và phát triển chúng theo cách riêng của mình. Họ cho ra thể thức mật mã lượng tử đầu tiên ký hiệu là BB84 vào năm 1984, nhưng mãi đến tận năm 1991, thí nghiệm đầu tiên về thể thức này mới được thực hiện thành công qua đường truyền dài 32 cm. Những hệ thống ngày nay đã được thử nghiệm thành công trên quang sợi ở độ dài hàng trăm ki lô mét.

Ứng dụng trực tiếp nhất của mật mã lượng tử là quá trình truyền chìa khóa bí mật. Tại sao không dùng đường truyền lượng tử này để truyền trực tiếp thông tin cần truyền đi ? Bởi vì lượng thông tin trong một đường truyền lượng tử không nhiều và tốc độ không cao. Nhờ vào quá trình mã hóa mà sự truyền thông tin này có thể đưa đến sự bảo mật cao cho đường truyền khác có tốc độ trao đổi thông tin cao hơn rất nhiều.

Như vậy, sự tiếp cận đơn giản nhất về đường truyền lượng tử là người gửi mã hóa thông tin bởi các trạng thái lượng tử, người nhận quan sát các trạng thái đó, sau đó nhờ vào thỏa thuận từ trước về hệ quan sát, người gửi và người nhận trao đổi thông tin một cách chính xác. Sự trao đổi thông tin của họ có thể bị lỗi, do nhiễu hay do người nghe lén thứ ba, nhưng những lỗi này sẽ được nhận biết và giải quyết dễ dàng.

 

Đỗ Nam (tổng hợp)

Người cập nhật:
Các bài viết khác:
 

Tin nhanh

  • LỊCH CHẤM THI

    GIẢI THƯỞNG SÁNG TẠO KHOA HỌC CÔNG NGHỆ TỈNH THỪA THIÊN HUẾ LẦN THỨ IX, NĂM 2018

     

    Ban tổ chức Giải thưởng Sáng tạo Khoa học và Công nghệ tỉnh Thừa Thiên Huế tổ chức chấm các đề tai tham dự Giải thưởng lần thứ IX, năm 2018:

    Địa điểm: Khoa Y tế công cộng, Trường Đại học Y Dược Huế

    Thời gian: 

    - Vào lúc 7 giờ 30 ngày 20 tháng 10 năm 2018 chấm các lĩnh vực: Công nghệ thông tin, điện tử và viễn thông; Y Dược; Sinh học phục vụ sản xuất, đời sống; Khoa học, xã hội và nhân văn

    - Vào lúc 13 giờ 30 ngày 20 tháng 10 năm 2018 chấm các lĩnh vực: Cơ khí và Tự động hóa; Công nghệ vật liệu; Công nghệ nhằm BVMT và sử dụng hợp lý tài nguyên + Công nghệ tiết kiệm năng lượng và sử dụng năng lượng mới.

  • Chào mừng kỷ niệm 25 năm xây dựng và phát triển Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Thừa Thiên Huế (17/9/1993 – 17/9/2018)

    Gặp mặt kỷ niệm được tổ chức lúc 14:00 ngày 17/9/2018 tại khách sạn Hương Giang số 51 Lê Lợi, thành phố Huế.

  • Ban tổ chức trân trọng mời các tổ chức và cá nhân có các công trình khoa học và công nghệ được nghiên cứu, áp dụng trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế tham gia Giải thưởng Sáng tạo Khoa học Công nghệ lần thứ IX, năm 2018.

    Lĩnh vực dự thi

    Giải thưởng được xét và trao cho các công trình thuộc các lĩnh vực sau:

    1. Công nghệ thông tin, điện tử và viễn thông.

    2. Cơ khí và tự động hóa.

    3. Sinh - y học phục vụ sản xuất và đời sống.

    4. Công nghệ vật liệu.

    5. Công nghệ nhằm bảo vệ môi trường và sử dụng hợp lý tài nguyên.

    6. Công nghệ nhằm tiết kiệm năng lượng và sử dụng năng lượng mới.

    7. Khoa học xã hội và nhân văn.

    Giải thưởng

    - Giải Nhất                 :          10.000.000 đồng

    - Giải Nhì                   :           7.000.000 đồng

    - Giải Ba                    :           5.000.000 đồng

    - Giải Khuyến khích   :           3.000.000 đồng.

    Thời gian nhận hồ sơ: Bắt đầu từ khi công bố Thể lệ Giải thưởng đến 17 giờ 00, ngày 01 tháng 10 năm 2018.

    Nơi nhận hồ sơ: Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Thừa Thiên Huế - Số 06 Phan Bội Châu, thành phố Huế.

    Thông tin chi tiết vui lòng liên hệ qua số ĐT: 054.3898871 - ĐTDĐ: 0935.564.566 - Email: doanquan2308@yahoo.com hoặc xem tại chuyên mục Hoạt động sáng tạo của website này.

     

Hổ trợ trực tuyến

Liên Kết Website

Lượt truy cập: 3946881
Đang trực tuyến: 51