Theo thông lệ, trong số phát hành đầu năm, STINFO sưu tầm và giới thiệu toàn cảnh công nghệ quốc tế thông qua kết quả bình chọn của các cơ quan thông tin khoa học và công nghệ uy tín trên thế giới. Cùng với bình chọn 10 công nghệ nổi bật trong năm do tạp chí Technology Review công bố, STINFO giới thiệu các công nghệ, sản phẩm đột phá và các sáng chế độc đáo, những nhà sáng chế của năm cùng các sự kiện có ý nghĩa quan trọng đối với cộng đồng khoa học thế giới.
• 10 công nghệ đột phá do Technology Review bình chọn
• 10 sản phẩm nổi bật do Popular Mechanics bình chọn
• 12 sản phẩm sáng tạo do Popular Science bình chọn
• 5 sáng chế độc đáo do tạp chí Time công bố
• 8 nhà sáng chế do The Economist bình chọn
• 5 sự kiện nổi bật do STINFO bình chọn
Phần 1:
10 công nghệ đột phá do Technology Review bình chọn
Những công nghệ mới hứa hẹn sẽ làm thay đổi thế giới trong thời gian tới.
1. Tế bào trứng gốc (Tiếng Anh: Egg Stem Cells) - Tác giả: Jonathan Tilly, Công ty OvaScience
Nghiên cứu của nhà sinh học Jonathan Tilly và các cộng sự có thể là chìa khóa giúp kéo dài tuổi sinh sản: sử dụng tế bào trứng gốc có trong buồng trứng của người phụ nữ đến tuổi trưởng thành.
Khả năng sinh sản của phụ nữ bị giới hạn đến độ tuổi 40 do số lượng và chất lượng trứng suy giảm. Tế bào trứng gốc có thể giải quyết cả hai vấn đề này. Thứ nhất, tế bào trứng gốc có thể dùng để phát triển thành trứng mới, hoặc dùng tế bào trứng gốc để “trẻ hóa” trứng hiện có của phụ nữ lớn tuổi.
Việc trẻ hóa trứng được thực hiện bằng cách chuyển ti thể (mitochodria – thành phần cung cấp năng lượng cho tế bào) tế bào trứng gốc sang trứng cần trẻ hóa. Các nhà khoa học đã từng tìm cách thực hiện việc này vào thập niên 1990, dùng trứng của người khác trẻ tuổi hơn để cải thiện trứng của người lớn tuổi nhưng bị xáo trộn ADN, việc sử dụng tế bào trứng gốc sẽ không bị vấn đề này.
2. Xét nghiệm nhanh AND (Nanopore Sequencing) - Công ty Oxford Nanopore Technology
Không cần tạo số lượng lớn bản sao ADN hay dùng các thuốc thử đắt tiền, thiết bị của Oxford Nanopore có thể phân tích ADN trực tiếp bằng cách cho một nhánh ADN qua khe protein ở lớp màng, tạo nên một dòng ion (điện tử) chảy qua khe; thành phần ADN khác nhau gây gián đoạn dòng theo cách khác nhau, nhờ đó thiết bị đọc được chuỗi ADN.
Khả năng “đọc” trực tiếp các phân tử ADN có nghĩa có thể đọc đoạn mã di truyền dài hơn một cách nhanh chóng. Điều này cho phép dễ dàng quan sát các tình huống như sự chuyển đổi vị trí các đoạn ADN của nhiễm sắc thể, hay chuỗi ADN được nhân bản nhiều lần (được cho là nguyên nhân gây nên các dạng ung thư và các căn bệnh khác). Oxford Nanopore cho biết đã đọc được dải ADN gồm khoảng 48.000 thành phần, đây là mẫu ADN dài nhất đọc được từ trước đến nay.
Công nghệ này cho phép xét nghiệm ADN nhanh, rẻ và dễ dàng, mở ra khả năng ứng dụng rộng rãi trong phát hiện, điều trị bệnh.
3. Phương pháp tìm nhanh chất liệu tốt (High-Speed Materials Discovery) - Công ty Wildcat Discovery Technologies
Xe điện có thể đi xa hơn, điện thoại thông minh có thể trang bị bộ xử lý mạnh hơn và màn hình sáng hơn nhờ pin chế tạo bằng chất liệu mới của Wildcat Discovery Technologies.
Chọn được chất liệu tối ưu cho pin là vấn đề không đơn giản. Pin có 3 thành phần chính: điện cực dương (anode), điện cực âm (cathode) và chất điện phân. Mỗi thành phần có thể chế tạo từ hỗn hợp gần như bất kỳ của một số lượng lớn hợp chất, và 3 thành phần này phải làm việc tốt với nhau. Nghĩa là có hàng triệu tổ hợp đầy hứa hẹn để khám phá.
Wildcat Discovery Technologies đã phát triển phương pháp cho phép thực hiện hàng ngàn thử nghiệm cùng lúc, một tuần có thể tổng hợp và kiểm tra 3.000 tổ hợp chất liệu mới. Và họ đã tìm ra chất liệu dùng cho pin để có thể tăng mật độ lưu trữ năng lượng lên 3 lần.
4. Transistor 3D (3-D Transistors) - Tập đoàn Intel
Transistor 3D làm tăng đáng kể hiệu quả sử dụng năng lượng và tốc độ của bộ xử lý.
Intel tuyên bố transistor 3D có thể chuyển đổi trạng thái đóng/mở dòng điện trong chip nhanh hơn 37% và tiêu thụ năng lượng chỉ bằng phân nửa transistor trước đây. Ngoài ra, do chiếm ít chỗ hơn nên có thể bố trí transistor 3D nhiều hơn và gần nhau hơn, nhờ vậy việc truyền tín hiệu giữa các transistor cần ít thời gian hơn, giúp đẩy nhanh tốc độ xử lý của chip. Nhờ đó, có thể thực hiện nhiều chức năng và cần ít chip hơn cho thiết bị.
Những con chip trước đây có thể “nhét” 4,87 triệu transistor trên mỗi milimet vuông, chip 3D có thể “nhét” đến 8,75 triệu transistor và có thể lên đến 30 triệu transistor vào năm 2017.
5. Biển đổi Fourier nhanh hơn (A Faster Fourier Transform) - Tác giả: Dina Katabi, Haitham Hassanieh, Piotr Indyk và Price Eric, Học viện Công nghệ Massachusetts
Bốn nhà nghiên cứu của Học viện công nghệ Massachusetts (MIT) - Dina Katabi, Haitham Hassanieh, Piotr Indyk và Price Eric đã tìm ra thuật toán biến đổi Fourier nhanh hơn. Đây một trong những thuật toán quan trọng nhất trong khoa học máy tính, dùng để xử lý luồng dữ liệu, nền tảng cho hoạt động của bộ định tuyến Wi-Fi, mạng di động...
Thuật toán mới, được gọi là biến đổi Fourier rời rạc (Spare Fourier Transform), có thể xử lý luồng dữ liệu nhanh hơn 100 lần so với thuật toán Fast Fourier Transform (FFT) hiện đang được dùng.
Thuật toán nhanh hơn đồng nghĩa cần ít điện năng hơn để xử lý thông tin - tin vui cho các thiết bị di động đa phương tiện như điện thoại thông minh. Hoặc với cùng một lượng điện năng, người ta có thể thực hiện những công việc đòi hỏi nhiều tác vụ tính toán mà FFT không thể đáp ứng.
6. Tế bào năng lượng mặt trời cực nhạy (Ultra-Efficient Solar) - Tác giả: John Rogers, Công ty Semprius
Tấm năng lượng mặt trời (NLMT) của Công ty Semprius chuyển được gần 34% ánh sáng mặt trời thành điện (theo lý thuyết chỉ đạt tối đa 33%). Theo Semprius, công nghệ này có thể làm cho việc sản xuất điện từ NLMT đủ rẻ để cạnh tranh với các nhà máy phát điện chạy than hay khí. Semprius giảm chi phí sản xuất điện từ NLMT bằng cách thu nhỏ các tế bào để chiếm ít diện tích và dùng gương để tăng độ tập trung ánh sáng lên 1.100 lần.
Việc tập trung ánh sáng không mới, nhưng với các tế bào kích thước lớn thường cần có hệ thống làm mát. Các tế bào nhỏ của Semprius sinh nhiệt ít nên không cần hệ thống làm mát, nhờ đó giảm chi phí.
7. Chụp trước lấy nét sau (Light-Field Photography) - Tác giả: Ren Ng, Công ty Lytro
Các máy ảnh thông thường ghi nhận vị trí, màu sắc của ảnh và ánh sáng đi qua ống kính trên phim hay cảm biến. Máy ảnh của Công ty Lytro (Mỹ) cũng vậy nhưng nó còn ghi nhận thêm góc ánh sáng tới. Kết quả thu được dữ liệu 3 chiều của ánh sáng, qua phần mềm xử lý có thể tạo ra nhiều bức ảnh với hiệu ứng khác nhau (chỉ từ một “cú chụp”).
Thay vì dùng nhiều ống kính như các máy ảnh chuyên dụng đắt đỏ trước đây, Lytro dùng các ống kính nhỏ xíu đặt trên các cảm biến thông thường được dàn trên tấm phim rẻ tiền để ghi nhận các hướng ánh sáng đến. Việc lấy nét lại ảnh sau khi chụp chỉ là bước khởi đầu. Sắp có phiên bản cập nhật phần mềm cho phép mọi chi tiết trong ảnh chụp đều nét bất chấp khoảng cách với ống kính, điều hầu như không thể với máy ảnh thông thường.
8. Giải pháp huy động vốn số đông (Crowdfunding) - Tác giả: Strickler Yancey, Charles Adler và Perry Chen, Dịch vụ web Kickstater
Trang web Kickstarter do Strickler Yancey, Charles Adler và Perry Chen sáng lập vào năm 2009, có trụ sở ở New York (Mỹ), ban đầu được thành lập để hỗ trợ các dự án sáng tạo, đã trở thành nguồn tài trợ cho các công ty công nghệ mới khởi nghiệp. Năm rồi, cộng đồng người dùng Kickstater đã tài trợ gần 100 triệu USD cho các dự án phát triển và sản xuất sản phẩm tại Mỹ.
Mô hình huy động vốn số đông này là một giải pháp thay cho các hình thức gọi vốn khởi nghiệp truyền thống. Các công ty mới khởi nghiệp vẫn sở hữu tài sản của mình, vẫn toàn quyền kiểm soát về chiến lược và có được một cộng đồng nhà tài trợ sớm cam kết để khởi động.
Nếu các website huy động vốn số đông được phép bán cổ phiếu, các công ty đầu tư mạo hiểm sẽ lao đao.
9. Lưới điện mặt trời mini (Solar Microgrids) - Tác giả: Nikhil Jaisinghani và Brian Shaad, Công ty Mera Gao Power
Tận dụng giá thiết bị đang hạ, Nikhil Jaisinghani và Brian Shaad đã lập Công ty Mera Gao Power phát triển mạng lưới điện mini dùng năng lượng mặt trời với chi phí thấp có thể cấp nguồn để thắp sáng và sạc điện thoại. Mạng lưới phân phối điện trong một khu vực giới hạn từ một nguồn phát khá nhỏ. Mạng lưới này có ưu điểm là có thể ắp đặt ở các vùng hẻo lánh và chi phí thấp, và cũng có thể sử dụng cho các hệ thống lớn để phát điện và lưu trữ với chi phí thấp.
10. Cấu trúc giao diện dòng thời gian của Facebook (Facebook's Timeline)- mạng xã hội Facbook
Giao diện dòng thời gian (Timeline) được thiết kế để người dùng dễ dàng truy cập lượng thông tin khổng lồ của mạng xã hội này, nó tập hợp các thông tin liên quan đến từng người dùng, gợi ý để họ cập nhật và chia sẻ nhiều thông tin hơn theo cách thức thích hợp để dễ phân tích.
Timeline hiện thực khái niệm "hồ sơ vĩnh viễn" dạng nhật ký tự động với sự trợ giúp của máy tính - một cuốn nhật ký đa phương tiện có thể tìm kiếm về cuộc sống của chúng ta đặt trên "mây". Và nó cũng có một tác dụng (không mong muốn) – nhắc nhở người dùng là Facebook biết nhiều về họ.
10 sản phẩm nổi bật do Popular Mechanics bình chọn
Được bình chọn là các sản phẩm với công nghệ mới, có khả năng phát triển ứng dụng nhiều nhất.
1. Ba lô kiêm áo phao chống tuyết lở
North Face đã đưa công nghệ túi khí chống tuyết lở (avalanche airbag technology - ABS) vào ba lô và áo phao phổ thông, khi kích hoạt túi khí sẽ bung ra để giúp nạn nhân không bị chôn vùi.
2. Máy ảnh Lytro
Các máy ảnh "trường sáng" của Lytro cho phép lấy nét ảnh sau khi chụp. Người dùng sau đó có thể thay đổi độ nét tập trung vào một khu vực bất kỳ của hình hoặc thậm chí làm cho nó nổi (3D). Công nghệ này của Lytro cũng được Technology Review bình chọn là 1 trong 10 công nghệ đột phá trong năm.
3. Autodesk 123D
Autodesk 123D cho phép “dân nghiệp dư” tạo, chia sẻ, và in các mô hình 3D. Chỉ cần tải 20 đến 30 ảnh của đối tượng vào phần mềm Catch 123D. Phần mềm sẽ phân tích các ảnh để tạo mô hình CAD 3D có thể chỉnh sửa trên màn hình như ảnh số. File CAD này có thể in bằng máy in 3D hoặc in ra một loạt bản in 2D để dán lên tấm bìa cứng rồi cắt, ráp thành mô hình 3D.
4. Microsoft Surface và Windows 8
Windows 8 xóa nhòa lằn ranh giữa PC và máy tính bảng (tablet). Hệ điều hành mới này có thêm tính năng điều khiển bằng cử chỉ và chạm, nhưng vẫn giữ tính năng điều khiển bằng chuột và bàn phím. Máy tính bảng mới Surface có bàn phím tích hợp ở nắp đậy, có thể làm việc với đầy đủ tính năng như máy tính xách tay.
5. Động cơ EcoBoost của Ford
EcoBoost được thiết kế hiệu quả hơn rất nhiều so với động cơ đốt trong cổ điển, đảm bảo hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu mà không cần đến hệ thống truyền động cồng kềnh và tốn kém.
6. Tấm lợp thu năng lượng mặt trời của Dow PowerHouse
Tấm lợp mái chỉ dày 1cm của Dow, chịu nhiệt được phủ kính các tế bào pin mặt trời, là hệ thống quang điện đầu tiên hòa hợp gần như hoàn toàn với ngoại thất ngôi nhà. Không giống như các tấm pin mặt trời khác, tấm lợp của Dow có thể đóng đinh trực tiếp lên dàn mái. Một hệ thống giám sát trên web cho phép bạn kiểm tra mái nhà sản xuất điện từ xa.
7. Máy in 3D Cubify Cube
3D Cubify Cube cho phép in đồ chơi, đồ trang sức và các đối tượng bằng nhựa khác, mở ra thị trường mua bán mẫu thiết kế có thể in tại nhà. Đây có thể là bước khởi đầu cho cuộc cách mạng thương mại với hàng hóa tự làm và tự in. Cube giá chỉ 1.299 USD.
8. Leap Motion
Nhỏ cỡ thanh sô-cô-la, thiết bị Leap giá 70 USD cho phép dùng cử chỉ điều khiển máy tính ở khoảng không 2 m trước màn hình. Leap cho phép dùng cử chỉ điều khiển tất cả mọi thứ trên máy tính: phóng to, thu nhỏ trang web như trên màn hình cảm ứng, và vẽ bằng các ngón tay hoặc thậm chí bằng bút giữa không trung.
9. Động cơ máy tàu chạy khí propane của Lehr
Không chỉ rẻ hơn xăng dầu, động cơ propane dễ chế tạo và vận hành. Hiện Lehr chỉ mới sản xuất động cơ nhỏ từ 2,5 - 5 mã lực, sắp tới sẽ đưa ra động cơ mạnh hơn.
10. Hệ thống tránh va chạm của GM
Hệ thống quan sát GMC Terrain của General Motors dùng một camera giúp tránh tai nạn cho ô tô chở khách. Được gắn phía sau gương chiếu hậu [1], hệ thống giám sát môi trường xung quanh, phát hiện hình dạng và vị trí của đối tượng so với xe. Với hình ảnh trực quan có góc nhìn 37 độ [2], hệ thống sẽ cảnh báo người sử dụng va chạm có thể xảy ra [3].
Công nghệ này có thể sẽ được sử dụng cho các phương tiện giao thông tự động.
Phần 1 | Phần 2 | Phần 3
P. Nguyễn tổng hợp, STINFO Số 1 & 2/2013