☕ Nhàn đàm ICT: Xu thế STI tương lai 📈

Phác họa bài post:

Bài này nói về xu thế công nghệ trong tương lai – lấy từ quan điểm của OECD – gồm 40 công nghệ. Tuy nhiên, trong bài post này tôi chỉ đề cập đến 10 công nghệ chính, đó là:

1.       Internet of Things (Internet vạn vật);

2.       Big data analytics (Phân tích dữ liệu lớn);

3.       Artificial intelligence (Trí tuệ nhân tạo);

4.       Neurotechnologies (Công nghệ nơ ron);

5.       Nano/microsatellites (Vi vệ tinh);

6.       Nanomaterials (Vật liệu siêu nhỏ / Vật liệu nano);

7.       Additive manufacturing (Sản xuất đắp dần – hay còn gọi là in 3D);

8.       Advanced energy storage technologies (Công nghệ lưu trữ năng lượng tiên tiến);

9.       Synthetic biology (Sinh học tổng hợp); và

10.   Blockchain.

-

Trước hết xin giải nghĩa từ STI: là viết tắt của cụm từ: Science, Technology and Innovation – nghĩa là khoa học, công nghệ và đổi mới sáng tạo. Tôi mê cụm từ này vì nó gắn đổi mới sáng tạo với khoa học, công nghệ, lĩnh vực mà các anh/chị trên diễn đàn này đang theo đuổi.

Lại nói về các dịp cuối năm, truyền thông đại chúng thường có mục dự đoán tương lai trong năm tới sẽ “thịnh hành” cái gì. Họ thường đưa ra các con số chẵn kiểu như 10 xu hướng, 10 sự kiện, 10 cái này, 10 cái kia … Gần đây có thay đổi một chút là họ lấy con số cuối của năm để thay con số chẵn. Ví dụ, trước năm 2017 người ta dự đoán 7 sự kiện, trước năm 2018 người ta dự đoán 8 điểm nổi bật, …

Để góp cho diễn đàn đỡ trầm lắng, tôi bắt chước họ, trích từ tài liệu của OECD (The Organisation for Economic Co-operation and Development - http://www.oecd.org/) dự đoán xu thế công nghệ trong 10 - 15 năm tới. Không phải là năm sau mà những 10 đến 15 năm nữa cơ, dự đoán thế mới khó chứ😊 Mời các anh chị tham khảo 40 công nghệ thuộc 4 nhóm mà OECD cho rằng các công nghệ này sẽ được phát triển mạnh mẽ từ nay cho đến khoảng 10 -15 năm tới (danh mục nằm ở cuối bài viết này).

Cũng trong tài liệu đó, OECD đề cập đến 10 công nghệ được quan tâm hàng đầu:

1.       Internet of Things (Internet vạn vật);

2.       Big data analytics (Phân tích dữ liệu lớn);

3.       Artificial intelligence (Trí tuệ nhân tạo);

4.       Neurotechnologies (Công nghệ nơ ron);

5.       Nano/microsatellites (Vi vệ tinh);

6.       Nanomaterials (Vật liệu siêu nhỏ / Vật liệu nano);

7.       Additive manufacturing (Sản xuất đắp dần – hay còn gọi là in 3D);

8.       Advanced energy storage technologies (Công nghệ lưu trữ năng lượng tiên tiến);

9.       Synthetic biology (Sinh học tổng hợp); và

10.   Blockchain.

Các anh/chị lưu ý là tài liệu này xuất bản năm 2016, hơi cũ, có một số điểm sẽ kém phần thời sự, kém “hot” so với thời điểm này là thời điểm cuối năm 2018. Bây gờ chúng ta điểm qua 10 công nghệ theo số thứ tự như ở trên:

1. Vào thời điểm đó (2016), IoT (Internet of Things) được quan tâm hàng đầu vì người ta thấy tiềm năng ứng dụng của IoT trong y tế, trong sản xuất thông minh (Smart Manufacturing), trong quản lý tiêu thụ năng lượng (Energy systems), trong hệ thống giao thông (Transport systems), trong đô thị thông minh và hạ tầng đô thị (Smart cities and urban infrastructures) và trong chính quyền thông minh (Smart government). Tuy nhiên, sau khi vượt qua đỉnh “Hype Cycle”, một tài liệu của World Bank xuất bản vào đầu năm 2018, trong phần tổng quan, xin trích 2 quan điểm đối với IoT là “Unclear business models”, “Infrastructure a major barrier” – nghĩa là “mô hình kinh doanh chưa rõ ràng”, “hạ tầng còn là một rào cản lớn”. Các nhận định này có vẻ hơi thiếu lạc quan. Nhưng ai quan tâm đến IoT đều biết rằng truyền dẫn không dây trên diện rộng công suất thấp cho IoT còn là một chặng đường. Các đề xuất như LoRa, SigFox chưa phải là các chuẩn chung. Đề xuất chuẩn NB-IoT phụ thuộc vào sự phát triển mạng 5G. (Điểm khích lệ cho các fan của IoT: Trong một hội thảo gần đây do Ban Kinh tế Trung ương đứng ra tổ chức, Bộ Thông tin và Truyền thông có khẳng định là mạng 5G sẽ được thử nghiệm vào năm 2019 và sẽ thương mại hóa vào năm 2020 !?)

Xu thế ứng dụng IoT trên thế giới vào lĩnh vực nào? Theo một khảo sát trên 1.600 dự án IoT, xếp theo thứ tự cao đến thấp, IoT được ứng dụng vào các lĩnh vực sau:

Smart City (Đô thị thông minh)

Connected Industry (Công nghiệp kết nối)

Connected Building (Tòa nhà kết nối)

Connected Car (Xe hơi kết nối)

Smart Energy (Năng lượng thông minh)

Connected Health (Y tế kết nối)

Smart Supply Chain (Chuỗi cung ứng thông minh)

Smart Agriculture (Nông nghiệp thông minh)

Smart Retail (Bán lẻ thông minh)

2. Đứng thứ 2 là phân tích dữ liệu lớn (big data analytics) vì người ta tin rằng với các công cụ phân tích dữ liệu lớn, chúng ta sẽ biến các dữ liệu vô tri vô giác thành các thông tin có nghĩa và có giá trị. Phân tích dữ liệu lớn có thể được sử dụng để suy luận các mối quan hệ, thiết lập mối tương quan và thực hiện các dự đoán về kết quả và hành vi. Điều này đặc biệt đúng trong kinh doanh và phân tích hành vi người tiêu dùng. Càng ngày chúng ta càng thấy rõ rằng dữ liệu là một dạng tài sản, ai có nhiều dữ liệu, người đó càng giàu. Chả thế mà công ty VinaData đã tách ra từ VNG chỉ để quản lý dữ liệu! Trước đây chúng ta thường nghe các vụ bê bối về tìn cảm hay tiền bạc, nhưng gần đây chúng ta toàn nghe nói các vụ bê bối về dữ liệu! Xem thêm: https://vnexpress.net/so-hoa/10-vu-ro-ri-du-lieu-lon-nhat-the-gioi-nam-2018-3860123.html.

3. Đứng thứ ba trong tài liệu xuất bản năm 2016 nhưng đứng thứ nhất trên truyền thông năm 2018 là trí tuệ nhân tạo (AI). Có thể nói các hệ thống thông minh sử dụng kết hợp các phân tích dữ liệu lớn, điện toán đám mây, giao tiếp giữa máy-với-máy và Internet vạn vật (IoT) để vận hành và “tự học”. Trước đây cách tiếp cận AI thường thiên về “hệ chuyên gia” nhưng gần đây khi dữ liệu lớn có mặt ở khắp nơi thì cách tiếp cận chuyển hướng sang machine learning, deep learning. Điểm thú vị là machine learning và deep learning đều cần kiến thức cơ bản về toán, đặc biệt về đại số tuyến tính, xác suất, thống kê. Hy vọng đây là một điểm mạnh của người Việt !? 😊Một điểm thú vị khác, đó là machine learning và deep learning có mảnh đất ứng dụng lớn trong y học và sinh học. Điểm thú vị quan trọng nhất, theo tôi, đó là kỹ sư và sinh viên của chúng ta có thể tiếp cận machine learning và deep learning một cách dễ dàng vì có rất nhiều học liệu (cả miễn phí và có phí) trên mạng Internet.

4. Đứng thứ tư là công nghệ nơ ron (Neurotechnologies).

Neurotechnologies là gì vậy? Công nghệ nơ ron có thể được hiểu là phương tiện nhân tạo tương tác với não và hệ thần kinh. Điều này bao gồm, ví dụ, nghiên cứu não bộ; các thiết bị điện tử có thể sửa chữa hoặc thay thế các chức năng của não; thiết bị điều trị thần kinh được sử dụng để điều trị bệnh tâm thần; khớp thần kinh nhân tạo và mạng nơ ron cho giao diện não-máy tính; và sự phát triển của trí tuệ nhân tạo dành cho não bộ và hệ thần kinh.

Điểm đáng chú ý nhất của công nghệ này: vào một thời điểm nào đó, bộ não của người có thể liên kết với máy tính!? Và như vậy, bộ não sẽ được mở rộng, chẳng hạn như kết nối với Internet, kết nối với các hệ thống AI. Người nào cũng có hể trở thành “siêu nhân” khi được kết nối như vậy. Anh/chị có thể tham khảo thêm thông tin từ công ty neuralink (https://www.neuralink.com/) hoặc bài viết trên CNBC (https://www.cnbc.com/2018/09/07/elon-musk-discusses-neurolink-on-joe-rogan-podcast.html) viết về những ý tưởng “táo bạo và điên rồ” do Elon Musk khởi xướng.

5. Tiếp theo là Nano/microsatellites (Vi vệ tinh / vệ tinh nano). Vệ tinh loại lớn thường nặng hàng tấn và quay quanh quỹ đạo trái đất với độ cao 38.000 km, còn vệ tinh môi trường bay ở quỹ đạo thấp hơn – khoảng 500 km – có cân nặng khoảng dưới 500 kg. Vi vệ tinh chỉ nặng từ 1 – 50 kg. Trong khi vệ tinh lớn cần thời gian thiết kế và xây dựng mất từ vài năm đến hàng chục năm thì vi vệ tinh thì chỉ cần từ 10 ngày đến vài chục ngày. Chi phí để thiết kế và xây dựng 1 vi vệ tinh trong khoảng từ 200.000 đến 300.000 euros, tức là dưới 10 tỷ đồng. Chi phí để đẩy vi vệ tinh lên quỹ đạo mất khoảng 100.000 euros (dưới 3 tỷ đồng).

Vi vệ tinh có tác dụng gì? Vi vệ tinh dùng để quan sát mặt đất, ứng dụng trong truyền tin, trong khoa học, giáo dục và trong an ninh, quốc phòng. Nếu chúng ta có vi vệ tinh thì chúng ta có thể lấy ảnh vệ tinh trên cả nước, trong đó có biển đảo, theo tần suất hàng tuần, hàng tháng. Và như vậy chúng ta có thể ứng dụng vào quan trắc môi trường và biển đảo.

6. Nanomaterials (Vật liệu siêu nhỏ / Vật liệu nano). Vật liệu nano được định nghĩa là các vật liệu có kích thước từ 1 nm đến 100 nm (1 nm = 1 phần tỷ mét). Vật liệu nano có các thuộc tính quang học, từ tính và điện tính độc đáo có thể được khai thác trong các lĩnh vực khác nhau, từ chăm sóc sức khỏe đến công nghệ năng lượng.

Ứng dụng? Vật liệu nano được sử dụng trong quy trình sản xuất, sản phẩm và chăm sóc sức khỏe bao gồm sơn, bộ lọc, chất cách điện và chất phụ gia bôi trơn. Trong chăm sóc sức khỏe Nanozyme là vật liệu nano có đặc tính giống enzyme. Chúng là một loại enzyme nhân tạo mới nổi, đã được sử dụng cho các ứng dụng rộng rãi như sinh học, chẩn đoán khối u, kháng sinh, ... Trong sơn, vật liệu nano được sử dụng để cải thiện khả năng chống tia cực tím và cải thiện dễ lau chùi.  Bộ lọc chất lượng cao có thể được sản xuất bằng cấu trúc nano, những bộ lọc này có khả năng loại bỏ các hạt nhỏ kích cỡ như. Vật liệu nano đang được sử dụng trong các công nghệ cách nhiệt hiện đại và an toàn cho con người. Là phụ gia bôi trơn, vật liệu nano có khả năng giảm ma sát trong các bộ phận chuyển động.

Một trong những quan ngại khi sử dụng vật liệu nano là chúng quá bé và rất khó kiểm soát được chất lượng.

7. Additive manufacturing (Sản xuất đắp dần – hay còn gọi là in 3D). In ấn 3D hay công nghệ sản xuất đắp dần, là một chuỗi các công đoạn khác nhau được kết hợp để tạo ra một vật thể ba chiều. Trong in 3D, các lớp vật liệu được đắp chồng lên nhau và được định dạng dưới sự kiểm soát của máy tính để tạo ra vật thể. Các đối tượng này có thể có hình dạng bất kỳ, và được sản xuất từ một mô hình 3D hoặc nguồn dữ liệu điện tử. Máy in 3D là một loại robot công nghiệp. Có nhiều công nghệ khác nhau, như in li-tô lập thể (STL) hoặc mô hình hoá lắng đọng nóng chảy (FDM). Do đó, không giống một quy trình gia công loại bỏ vật liệu thông thường, in 3D hoặc sản xuất đắp dần một đối tượng ba chiều từ mô hình thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính (CAD) hoặc tập tin AMF, thường bằng cách thêm vật liệu theo từng lớp.

In 3D ứng dụng vào đâu? Có thể kể ra: trang phục (may mặc, giày dép), xe máy, xây dựng, động cơ điện và máy phát điện, quân sự, y tế, máy tính và rô bốt, vũ trụ, nghệ thuật, thông tin – truyền thông, giáo dục, môi trường.

8. Advanced energy storage technologies (Công nghệ lưu trữ năng lượng tiên tiến). Công nghệ lưu trữ năng lượng có thể được định nghĩa là một hệ thống hấp thụ năng lượng và lưu trữ nó trong một khoảng thời gian trước khi tiêu thụ theo yêu cầu.

Các năng lượng tái tạo như ánh sáng mặt trời, gió và thủy triều thường không liên tục và không phải lúc nào cũng có thể dự đoán được. Công nghệ lưu trữ năng lượng có thể chia thành 3 loại theo giai đoạn như sau:

Loại trong giai đoạn R&D (nghiên cứu): flow batteries (pin chảy), flywheel (bánh đà), superconducting magnetic energy storage (lưu trữ năng lượng từ tính siêu dẫn), supercapacitor (siêu tụ điện), Advanced Adiabatic Compressed Air Energy Storage (Lưu trữ năng lượng không khí nén đáng tin cậy), hydrogen (khinh khí), synthetic natural gas (khí thiên nhiên tổng hợp), thermochemical (nhiệt hóa);

Loại trong giai đoạn trình diễn và triển khai: lithium based battery (ắc quy lithium), molten salt (muối nóng chảy), flywheel low speed (bánh đà tốc độ thấp), ice storage (kho đá băng), sodium sulphur batteries (pin lưu huỳnh natri), Compressed Air Energy Storage (Lưu trữ năng lượng khí nén), residential hot water heaters with storage (máy nước nóng dân dụng);

Loại đã được thương mại hóa: underground thermal energy storage (lưu trữ năng lượng nhiệt ngầm), cold water storage (trữ nước lạnh), pit storage (hầm chứa), pumped storage hydropower (bơm thủy điện lưu trữ).

9. Synthetic biology (Sinh học tổng hợp). Sinh học tổng hợp là một ngành liên ngành của sinh học và kỹ thuật: công nghệ sinh học, kỹ thuật di truyền, sinh học phân tử, kỹ thuật phân tử, sinh học hệ thống, khoa học màng, sinh lý học, kỹ thuật điện và sinh học, kỹ thuật điện và máy tính, kỹ thuật điều khiển và sinh học tiến hóa.

Sinh học tổng hợp tác động vào đâu? Có thể kể ra một vài hướng nghiên cứu và ứng dụng:

Biological computers (máy tính sinh học): Máy tính sinh học là hệ thống sinh học được thiết kế có thể thực hiện các hoạt động giống như máy tính - đây là một mô hình đầy hứa hẹn trong tương lai.

Biosensors (cảm biến sinh học): Cảm biến sinh học là một sinh vật nhân tạo, thường là vi khuẩn, có khả năng phát hiện sự hiện diện của kim loại nặng hoặc độc tố.

Cell transformation (biến đổi tế bào): Các tế bào sử dụng các gen và protein tương tác, được gọi là các mạch gen, để thực hiện chức năng đa dạng, như phản ứng với các tín hiệu môi trường, ra quyết định và giao tiếp. Ba thành phần chính có liên quan: DNA, RNA (axit ribonucleic) và các mạch gen được thiết kế có thể kiểm soát biểu hiện gen từ nhiều cấp độ bao gồm mức độ phiên mã, sau phiên mã và dịch mã.

Designed nucleic acid systems (hệ thống sửa đổi hệ thống axit nucleic): Các nhà khoa học có thể mã hóa thông tin kỹ thuật số thành một chuỗi DNA tổng hợp.

Synthetic life (sinh vật sống tổng hợp): Một chủ đề quan trọng trong sinh học tổng hợp là sinh vật sống “nhân tạo”, liên quan đến các sinh vật giả thuyết được tạo ra trong ống nghiệm từ các phân tử sinh học và các vật liệu thành phần của chúng.

Vấn đề đang được tranh cãi hiện nay liên quan đến sinh học tổng hợp là “đạo đức sinh học” và “an toàn sinh học”. Thực phẩm biến đổi gen là một ví dụ điển hình: tác dụng và tác hại của chúng chưa ai đảm bảo. Hay như sửa đổi gen: liệu nhân loại có tạo ra các sinh vật kỳ quái khác với tự nhiên hay không?

10. Blockchain. Gần đây, truyền thông đại chúng đề cập “quá nhiều” về blockchain. Năm 2018, blockchain được quan tâm một cách đặc biệt, chỉ đứng sau chủ đề trí tuệ nhân tạo. Có thể nói đề tài này đang ở đỉnh của “hype cycle”. Mặc dù vậy, người ta cho rằng blockchain hiện nay vẫn chỉ ở trạng thái “xanh”, chưa “chín” - phần lớn còn ở giai đoạn proof-of-concept (chứng minh ý tưởng). Tuy ở giai đoạn chưa chín muồi nhưng blockchain đã được nhiều đại gia công nghệ cung cấp dưới dạng dịch vụ: “blockchain as a service”. Đó là các công ty Microsoft, SAP, Oracle, Hewlett-Packard, Amazon và IBM.

Cho đến thời điểm này, những ứng dụng nào đã được nhận diện ngoài các ứng dụng gốc là tiền ảo (cryptocurrency), smart contracts và công nghệ tài chính (fintech)? Xin kể ra một vài ứng dụng:

Ứng dụng trong truy xuất nguồn gốc và quan trắc chuỗi cung ứng

Ứng dụng trong hệ thống quản trị doanh nghiệp (Enterprise Resource Planning Systems)

Ứng dụng trong in 3D (để bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ)

Ứng dụng trong quản lý phụ tùng

Ứng dụng trong quản lý tài sản

Như đã hứa trong phần đầu của bài này, cuối cùng là danh mục 40 công nghệ thuộc 4 nhóm mà OECD cho rằng các công nghệ này sẽ được phát triển mạnh mẽ từ nay cho đến khoảng 10 -15 năm tới. Tôi để nguyên tiếng Anh để tránh việc có thể dịch không sát nghĩa.

Digital

1.       Cloud Computing

2.       Photonics and Light Technologies

3.       Blockchain

4.       Robotics

5.       Modelling Simulation and Gaming

6.       Quantum Computing

7.       Grid Computing

8.       Artificial Intelligence (AI)

9.       Internet of Things (IoT)

10.   Big Data Analytics

Energy + Environment

1.       Smart Grids

2.       Micro and Nano Satellites

3.       Precision Agriculture

4.       Biofuels

5.       Autonomous Vehicles

6.       Power Microgeneration

7.       Fuel Cells

8.       Advanced Energy Storage Technologies

9.       Drones

10.   Electric Vehicles

11.   Carbon Capture and Storage

12.   Photovoltaics

13.   Wind Turbine Technologies

14.   Hydrogen Energy

15.   Marine and Tidal Power Technologies

Advanced Materials

1.       Nano Materials

2.       Functional Materials

3.       Nano Devices

4.       Additive Manufacturing (3D Printing)

5.       Carbon nanotubes and Graphene

Biotechnologies

1.       Bioinformatics

2.       Personalized Medicine

3.       Stem Cells

4.       Health Monitoring Technologies

5.       Medical and Bioimaging

6.       Regenerative Medicine and Tissue Engineering

7.       Neuro Technologies

8.       Bio Catalysis

9.       Biochips and Biosensors

10.   Synthetic Biology

Post này đúng là lê thê dài dòng. Nhưng kỳ nghỉ này những 4 ngày cơ mà! Con cà con kê để anh/chị nhân đó mà “giết thời giờ” vào các vấn đề liên quan đến khoa học nghệ thay cho các bản tin “giật gân” của giới “showbiz” ! 😊

Chúc mừng năm mới 2019!