Top 10 phát triển khoa học trên thế giới trong năm 2018

Thứ hai - 14/01/2019 08:59
Ở thôn quê, những buổi chiều thưa thớt nắng là lúc nhà nhà nấu cơm, Đó là lúc chái bếp sau nhà họ tỏa những làn khói màu lam vẩn vơ trong gió như quyến luyến mái ấm gia đình. Ai đi xa cũng không thể nào quên được hình ảnh thân thương ấy.
Top 10 phát triển khoa học trên thế giới trong năm 2018
Chúng ta đã kết thúc và ra mắt cùng lúc một vài mẫu toa xe, đã thiết kế và thực hiện tại EcoTechnoPark những giải pháp công nghệ mới về đường ray, đã khởi động việc phát triển nền tảng crypto lớn. Các kỹ sư của công ty đã mở rộng vai trò của mình và đã tạo ra unimobile – một số giải pháp được áp dụng trong đó thậm chí đối với những nhà sản xuất ô tô lớn cũng mới chỉ xuất hiện cách đây không lâu.

Chúng ta không chỉ theo dõi các xu hướng quốc tế, mà còn tạo ra xu hướng riêng – vận tải công cộng cao tốc cấp hai cho thấy mối quan tâm lớn về tài chính , ví dụ, tại UAE. Có thể nói rằng, dự án SkyWay đã trở thành một phần của đại gia đình công nghệ – của một cộng đồng thúc đẩy nhân loại tiến về phía trước và khiến cuộc sống của những người còn lại trở nên dễ dàng và tốt đẹp hơn.

Đội ngũ thông tin SkyWay đề xuất nhìn lại năm qua và nhắc lại những thành tựu chính của cộng đồng khoa học và công nghệ trong năm 2018. Tất nhiên, nhiều sự kiện quan trọng có thể không được đề cập đến, nhưng chúng tôi đã cố gắng chọn những sự kiện chỉ ra những xu hướng mới và theo chúng tôi sẽ quyết định tương lai.  

Đã diễn ra các thử nghiệm đầu tiên của máy bay ion

Các nhà khoa học từ Viện công nghệ Massachusetts (MIT) đã tạo ra và lần đầu tiên thử nghiệm model máy bay hoạt động nhờ «gió ion». Hiện tượng này đặc trưng bởi sự hình thành luồng khí ion giữa 2 điện cực cao áp đặt cách biệt. Trước đây cho rằng, các động cơ sử dụng hiệu ứng này không thể đảm bảo sức kéo lớn, nhưng hiện các chuyên gia MIT đã chứng minh bác bỏ lý thuyết này một cách thành công. Họ đã thực hiện một vài thiết bị bay thử nghiệm và đặt tên chúng là lifter hay máy bay ion. Các nhà nghiên cứu đã cài đặt bốn cặp điện cực nằm ngang dưới các bàn điều khiển cánh, nhờ thế xuất hiện hiện tượng gió ion.

Trong các thử nghiệm trong phòng kín, một mô hình máy bay ion có sải cánh dài 5 mét và trọng lượng 2,5 kg lần đầu tiên được ra mắt bằng cách sử dụng máy phóng với động cơ tắt. Tầm xa dự kiến của model trung bình khoảng 10 m. Sau đó đã thực hiện chuỗi các lần phóng với động cơ được bật. Tầm xa trung bình của chuyến bay là 45 m, tối đa –60m.

Có thể sau khi hoàn thiện động cơ ion sẽ mạnh mẽ hơn, thân thiện môi trường và hiệu quả hơn động cơ được sử dụng trong các máy bay hiện nay. Ngoài ra, chúng sẽ cần sửa chữa ít hơn – các động cơ này không có các thành phần di chuyển.  

Giao thông công cộng trở nên thông minh hơn và «xanh hơn»

Trong năm 2018 đã có cùng lúc một số buổi trình diễn gây tiếng vang trong giới vận tải công cộng – câu chuyện không chỉ về SkyWay với các mẫu toa xe và hạ tầng mới. Các đoàn tàu, xe điện và xe bus truyền thống cũng «đã nhắm tới» tương lai và đã trình diễn các phát triển trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo, năng lượng và chế tạo máy. Và Đức nằm trong số các nhà lãnh đạo với ngành vận tải phát triển cao: trong năm ngoái ở đó đã phát triển đoàn tàu hydro đầu tiên trên thế giới. Nó đã được phát triển bởi công ty Alstom. Câu chuyện về tàu Coradia iLint, có thể di chuyển vận tốc tới 140 km/h và đi được 1000 km cho 1 lần nạp. Các đoàn tàu mới của Alstom sẽ hoạt động tại vùng Hạ Sachsen trên tuyến dài gần 100 km.

Tại đây các sản phẩm mới của Đức chưa dừng lại – Siemens Mobility cùng với hãng vận tải hành khách ViP Verkehrsbetrieb Potsdam đã đưa vào hoạt động Xe điện tự hành đầu tiên của Postdam. Nó được tạo ra trên cơ sở toa xe Combino, trên đó được lắp thiết bị cung cấp «thị giác nhân tạo» – một số thiết bị lidar, camera, cũng như radar. Nhờ những thiết bị ấy xe điện có thể thiết lập bản đồ 3D không gian xung quanh, theo dõi chuyển động của xe hơi và người đi đường, định hướng theo các biển báo giao thông và chỉ dẫn đèn tín hiệu. Xe điện này cũng có thể nhận diện các bến đỗ, thực hiện đón trả khách. Mặc dù hiện nay xe điện «thông minh» đang chạy thử nghiệm, nhưng chính phủ Đức đã lên kế hoạch tăng số lượng xe này trên các tuyến phố nếu thử nghiệm thành công. Như vậy họ giảm được tỷ lệ tai nạn và tăng hiệu quả của tổ hợp vận tải công cộng.  

In 3D trên Trái Đất và trong vũ trụ – bao quanh từ mọi phía!

Trong y học, xây dựng, vũ trụ, sản xuất công nghiệp và hàng chục lĩnh vực khác – hiện nay in 3D được ứng dụng ở mọi nơi. Và năm 2018 đã trở thành năm quyết định đối với nó. Đã giải quyết được cùng lúc một số vấn đề liên quan đến ứng dụng của nó, cũng như tiến hành những thử nghiệm rất quan trọng quyết định khả năng ứng dụng của công nghệ mới.

Trên Trạm Vũ trụ Quốc tế lần đầu tiên trong lịch sử có một thử nghiệm tiến hành vi cơ quan bằng máy in sinh học. Các kết quả của nó sẽ được công bố trong đầu năm 2019. Thử nghiệm được tiến hành bởi phòng thí nghiệm 3D Bioprinting Solutions. Ý nghĩa của thử nghiệm này đối với khoa học và thực tiễn là rất to lớn – công nghệ in sinh học các cơ quan có thể được sử dụng để chữa trị các bệnh ung thư, còn trong tương lai nhờ nó có thể tạo ra các cơ quan để cấy ghép cho những nhà thám hiểm các hành tinh khác trong Hệ mặt trời nếu cần thiết.

Nếu việc in các cơ quan sinh học hiện đang trong giai đoạn khởi đầu, thì việc ứng dụng in 3D trong công nghiệp đã tiến tới mức độ khá cao. Ví dụ trong năm nay đã có máy in 3D thương mại đầu tiên trên thế giới, hoạt động với kim loại. Các nhà nghiên cứu từ Yale, Mỹ, đã tìm ra phương pháp tạo các đối tượng được in từ kim loại trở nên dễ dàng hơn nhiều so với trước đây. Khó có thể làm cho kim loại đủ mềm để in 3D, vì thế họ đã dùng thủy tinh kim loại lớn, hay metglass. Đó là loại vật liệu không có cấu trúc nguyên tử cứng như hầu hết các hợp kim. Chúng có thể mềm hóa dễ hơn các vật liệu thông thường, nhưng chúng vẫn chắc chắn với giới hạn đàn hồi và chống ăn mòn cao.

Việc ứng dụng máy in kim loại 3D có thể thực hiện ở gần như bất kỳ lĩnh vực nào: với thiết bị này có thể in các chi tiết cho xe hơi, thiết bị y tế hay các hàng hóa tiêu dùng.   

Mạng 5G đầu tiên trên thế giới được Mỹ cho ra mắt

Vai trò của Internet và truyền thông hiện nay không thể phủ nhận. Ngày nay nó là cả động lực cho thương mại, cả nguồn tri thức chính, cả cơ sở cho hoạt động công nghiệp. Vì thế sự phát triển của các công nghệ truyền dẫn dữ liệu đóng vai trò rất quan trọng không chỉ đối với khoa học và công nghệ, mà còn cả trong cuộc sống hàng ngày.

Ngày 1 tháng 10 năm 2018, công ty Verizon tại Mỹ đã ra mắt mạng 5G đầu tiên trên thế giới.  Tốc độ trung bình internet của nó đạt 300 Mb/s, tối đa đạt 1 Gb/s.

Việc ứng dụng công nghệ 5G cung cấp băng thông rộng di động lớn hơn, cho phép tạo ra các hệ thống liên lạc quy mô lớn có độ tin cậy cao giữa các thiết bị, tốc độ internet đạt 1—2 Gb/s, mức hao pin thấp hơn thiết bị 4G, điều này có tác động tích cực tới sự phát triển Internet vạn vật IoT – một trong những khái niệm phổ biến hiện nay, cho phép thay đổi cuộc sống hàng ngày của con người.  

Sứ mệnh InSight đã tiến tới Sao Hỏa – chúng ta nghiên cứu lòng đất Sao Hỏa

Các dự án vũ trụ luôn thúc đẩy sự tiến bộ của nhân loại. Trong năm qua giới quan tâm đến vũ trụ đã tập trung chú ý vào sứ mệnh InSight. Đó là một dự án của NASA trong khuôn khổ chương trình Discovery về việc đưa lên Sao Hỏa thiết bị nghiên cứu với máy đo địa chấn. Nó được thiết kế để nghiên cứu cấu trúc và thành phần nội tại của Sao Hỏa, dự kiến thời gian làm việc của thiết bị –720 ngày.

InSight được khởi động ngày 5/3/2018 từ căn cứ Vandenberg, ngày 26/11 nó đã thực hiện thành công cú hạ cánh lên bề mặt Sao Hỏa tại đồng bằng Elysium. 19/12, nhờ cánh tay robot InSight đã đặt máy đo địa chấn SEIS lên bề mặt sao hỏa ở khoảng cách 1,6 m cách bãi hạ cánh

Khác với các thiết bị khác trên Sao Hỏa, InSight không tìm kiếm nước hoặc các dấu hiệu sự sống khác, mà nghiên cứu địa chất của Hành tinh đỏ:

«Vấn đề nghiên cứu chính là thành phần bên trong và các đá kiến tạo giống với Trái Đất trên hành tinh này. Nó cần được nghiên cứu để so sánh trực tiếp với Trái Đất. Và đó là mục tiêu của sứ mệnh mới», - giám đốc Viện nghiên cứu vũ trụ Đức, ông Tilman Spon nhấn mạnh.

Chính việc phân tích so sánh Trái Đất và Sao Hỏa gây thu hút các nhà khoa học. Liu Pen từ Đại học Lyon nói rằng địa chất Sao Hỏa được biết tới rất ít:

«Chúng ta có một loạt ước đoán. Từ những nghiên cứu lòng Trái Đất, chúng tôi cho rằng, Sao Hỏa cũng có thành phần tương tự như hành tinh chúng ta. Tức là nhân, lớp manti và vỏ. Chúng ta biết rằng nhân ngoài của Trái Đất là nguyên nhân xuất hiện từ trường. Trên Sao Hỏa các dấu hiện đó chưa được phát hiện, có nghĩa là lớp nhân ngoài đó không có trong cấu trúc hành tinh này», - Liu Pen nói.  

Khí carbonic: từ kẻ thù thành người bạn

Việc con người sử dụng nhiên liệu đốt cháy dẫn tới việc nồng độ СО2 trong khí quyển Trái Đất tăng lên đáng kể. Vì khi này gây ảnh hưởng tới biến đổi khí hậu, gần đây các nhà khoa học đang làm việc để giảm việc phát thải nó vào khí quyển. Mặt khác, khí CO2 – là một nguồn tài nguyên tái tạo. Nó là chất thải trong nhiều loại hình sản xuất, và thậm chí con người thở ra khoảng 1 kg khí CO2 mỗi ngày. Vì thế nhiều nhà nghiên cứu đang tìm kiếm các phương thức trung hòa tác hại của nó, đồng thời thu được lợi nhuận từ chất khí này.

«Sự đột phá của chúng ta cho phép biến khí CO2 thành nguyên liệu cho công nghiệp hóa học và dược phẩm» - một trong những giám đốc dự án tái chế CO2, giáo sư khoa hóa học và hóa sinh của đại học Ratgersky, ông Charles Dismux đã nói.

Nhờ sử dụng 5 loại chất xúc tác khác nhau từ Niken và Phốt pho, những nguyên tố khá rẻ tiền và phổ biến, các nhà khoa học dưới sự lãnh đạo của giáo sư Dismux đã biến khí CO2 và nước thành một dải rộng các sản phẩm dựa trên carbon bằng phương pháp điện hóa. Việc lựa chọn chất xúc tác và các điều kiện phù hợp xác định xem bao nhiêu nguyên tử carbon có thể được liên kết lại để tạo thành các phân tử và thậm chí các polymer dài hơn.

Trong tương lai các nhà khoa học lên kế hoạch khám phá xem liệu bằng các phản ứng tương tự có thể tạo ra nhiên liệu carbon tái tạo và diol được ứng dụng trong công nghiệp polymer hay không.  

Dự án quy mô nhất về giải mã ADN con người đã được khởi động

Một trong những phân khúc công nghệ cao phát triển nhanh nhất – đó là chăm sóc sức khỏe. Nhiều công ty tư nhân đang nghiên cứu một cách chi tiết nhất về cơ thể con người để đưa ra thị trường ngày càng nhiều thiết bị điện tử «thông minh» có thể giúp đỡ chúng ta đối phó với bệnh tật và theo dõi sức khỏe. Nhưng một số nghiên cứu quy mô chỉ có thể được tổ chức bởi một chính phủ. Nhóm các Viện nghiên cứu y tế quốc gia của Mỹ đã được chính phủ nước này cấp vốn 28,6 tỷ USD để xây dựng các trung tâm xử lý dữ liệu di truyền. Dự án mang tên gọi All of Us – và đó là một dự án lớn nhất trong lịch sử về nghiên cứu ADN.

Tại dự án này các nhà khoa học lên kế hoạch tách chiết, giải trình tự và đưa vào cơ sở dữ liệu thông tin về ADN của gần 1 triệu người. Hiện tại chương trình có sự đăng ký của 110000 người, 60000 người trong đó đã trải qua giai đoạn thu thập dữ liệu sơ bộ. Trong đó, những người tham gia dự án không chỉ cung cấp ADN của mình để nghiên cứu, mà còn trải quan những phỏng vấn và khám nghiệm liên quan đến tình trạng sức khỏe và lối sống.

«Dự án với «Gen của con người» đã hoàn thành 15 năm trước và hiện tại chúng ta đang bắt đầu một sự kiện quy mô lớn không kém, nhờ thế chúng ta sẽ thu thập được một khối thông tin di truyền khổng lồ. Cơ sở dữ liệu mới sẽ có thể cải thiện không chỉ hiểu biết về cơ thể chúng ta, mà còn tác động tích cực tới sức khỏe của thế hệ tương lai», – một trong những giám đốc của Nhóm Các viện y tế quốc gia, ông Francis Collins, nhấn mạnh.  

Pin florua được giới thiệu – thiết bị điện tử sẽ có thời gian sử dụng gấp 8 lần

Vấn đề tích trữ năng lượng của xe điện và thời gian sử dụng của các thiết bị điện tử đang trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết. Và trong năm qua đã ra mắt một giải pháp vô cùng đáng quan tâm trong lĩnh vực này. Tập thể các nhà phát triển dưới sự lãnh đạo của người đoạt giải Nobel Hóa học năm 2015, ông Robert Grubbs đã giới thiệu pin florua, cho phép tăng thời gian hoạt động của các thiết bị điện tử lên 8 lần.

Khác với pin Li-ion phổ biến hiện nay, trong các pin loại mới, piston lithium có thể hoạt động theo hai hướng, tức là các ion âm cũng tạo ra dòng điện. Tính chất này của các ắc quy đã được biết tới trước đây, tuy nhiên vì nhiệt độ phản ứng cao, nó không được ứng dụng thực tế, vì florua trong phản ứng này bị nung nóng tới 150 độ C. Nhóm của Robert Grubbs đã tìm ra phương thức giải quyết vấn đề này – họ đã tạo ra một dung dịch cho phép các ion F- kết hợp với các electron trong nhiệt độ phòng.

Pin florua có mật độ năng lượng cao hơn và có thể cung cấp thời gian sử dụng cao hơn 8 lần so với các loại pin phổ biến hiện nay. Hiện cá nhân chưa thể mua được một cục pin như vậy – cần thêm thời gian để công nghệ này đạt tới giai đoạn sử dụng thương mại, ví dụ cho điện thoại, máy tính bảng, máy tính xách tay hay thậm chí là các xe điện. 

 Siêu máy tính mô phỏng thần kinh lớn nhất thế giới ra mắt

Bộ não con người tới nay vẫn là một bí ẩn đối với khoa học. Nghiên cứu về nó sẽ giúp đỡ quá trình phát triển kỹ thuật tự động hóa, máy học và các lĩnh vực kỹ thuật khác. Để nghiên cứu chi tiết hơn về não bộ, ngày 2/11/2018 tại Trường tin học thuộc Đại học Manchester đã cho ra mắt siêu máy tính mô phỏng thần kinh lớn nhất thế giới SpiNNaker. Nó mô phỏng kiến trúc liên lạc song song của não bộ bằng cách gửi hàng tỷ gói thông tin nhỏ đồng thời tới hàng ngàn hướng khác nhau. Tới nay đó là sự mô phỏng hoạt động của các tế bào thần kinh sinh học lớn nhất.

Giờ đây các nhà khoa học sẽ có thể mô hình hóa hoạt động của não bộ ở quy mô lớn hơn trước đây, điều đó cũng sẽ giúp cho các nhà phát triển robot tự động «dạy» cho chúng di chuyển và nói chuyện tự tin.

«Các nhà sinh học thần kinh giờ đây có thể sử dụng SpiNNaker để giải mã một số bí mật hoạt động của não bộ con người bằng cách thực hiện các giả lập quy mô lớn chưa từng có», – theo lời của giáo sư khoa học máy tính Steve Farber. – «Hơn thế, nó hoạt động như một cỗ máy giả lập thần kinh theo thời gian thực, cho phép các nhà phát triển robot tạo ra các mạng lưới thần kinh quy mô lớn cho các robot di động để giúp chúng có thể đi lại, nói chuyện và di chuyển». 

Một sức mệnh quy mô nhất về làm sạch đại dương khỏi rác thải từ nhựa đã được bắt đầu

Theo số liệu thống kê, tới nay có khoảng 350 triệu tấn rác thải từ nhựa trên đại đương thế giới. Vấn đề chính là chúng rất khác nhau và kích thước nhỏ, vì thế rất khó để thu thập chúng. Để giải quyết vấn đề này, các nhà khoa học đã đề xuất lắp đặt các rào chắn cho phép tập trung nhựa vào một chỗ và sau đó thu thập chúng. Với mục tiêu ấy dự án Ocean Cleanup đã được lập ra. Các rác thải từ nhựa được thu thập bởi các ống bẫy đặc biệt được đặt trên bề mặt nước và tích tụ rác vào trong. Sau đó, khi các ống được tích đầy, các nhân viên của Ocean Cleanup chỉ cần thu chúng và đưa lên bờ để tái chế rác thải thu được.

Các nhà phát triển của dự án tuyên bố rằng, nếu các thử nghiệm thành công, nhờ công nghệ này trong vòng 5 năm có thể loại bỏ tới 50% mọi rác thải từ nhựa trên các đại dương, và tới năm 2040 sẽ đạt được kết quả là 90% rác thải từ nhựa bị loại bỏ.

Tổng số điểm của bài viết là: 10 trong 2 đánh giá

Xếp hạng: 5 - 2 phiếu bầu
Click để đánh giá bài viết

  Ý kiến bạn đọc

Bạn đã không sử dụng Site, Bấm vào đây để duy trì trạng thái đăng nhập. Thời gian chờ: 60 giây