Thế giới tuần qua

63

Trong tương lai, con người sẽ sử dụng quang hợp để thu hoạch năng lượng bền vững không giới hạn, kiểm tra các lý thuyết vật lý nhờ “mì hạt nhân”. Vi mô hơn một chút, chúng ta sẽ được robot có cảm xúc để phục vụ và chơi đùa, cùng với máy bay mô phỏng côn trùng.

 

Siêu từ trường

Các tia lửa bay vào thời điểm kích hoạt. Dòng điện bốn triệu ampe đang chạy hệ thống máy phát điện megagauss, Nguồn ảnh: Shojiro Takeyama. Nguồn ghi chú: Đại học Tokyo.

Các nhà vật lý thuộc Viện Vật lý Chất rắn, Đại học Tokyo đã tạo ra một “từ trường được kiểm soát mạnh nhất từ ​​trước đến nay” với cường độ 1.200 teslas. Để tạo ra từ trường siêu mạnh này, nhà vật lý Shoiiro Takeyama và các cộng sự đã sử dụng kỹ thuật nén thông lượng điện từ và một máy phát điện megagauss tùy chỉnh, chạy bằng dòng điện cường độ bốn triệu ampe, lớn gấp hàng trăm lần một tia chớp.

Với từ trường hơn 1.000 tesla, người ta thậm chí có thể quan sát được chuyển động của các electron phía ngoài trường vật chất thay vì chỉ ở bên trong như bình thường, mở ra chương mới cho việc nghiên cứu và khám phá các loại thiết bị điện tử mới. Nghiên cứu này cũng có ích với sản xuất điện nhiệt hạch, bởi trong số các phương pháp sản xuất loại năng lượng này có phương pháp đòi hỏi phải có siêu từ trường. Hiện nay, điện nhiệt hạch đang ngày càng được chú trọng do thế giới hy vọng sẽ chuyển sang các nguồn năng lượng bền vững hơn.

Robot hỗ trợ y tá

“Là một robot thân thiện, nhạy cảm và trực quan, Moxi không chỉ giúp giảm tải cho các nhân viên y tế mà còn hỗ trợ, khuyến khích mối quan hệ tích cực giữa con người và robot.” Nguồn ảnh: Diligent Robotics.

Đây là Moxi, robot nhiệm vụ với “trí thông minh xã hội” do Diligent Robotics thiết kế và đang được giới thiệu tại các bệnh viện ở Texas.

Theo Andrea Thomaz, Giám đốc điều hành và đồng sáng lập của Diligent Robotics, tỷ lệ thôi việc trung bình của các y tá trong năm làm việc đầu tiên cao tới 20%. Các nhân viên y tế thường dành khoảng một phần ba thời gian làm việc cho các hoạt động như thu thập vật tư y tế hay chuyển hàng vào kho – thời gian lẽ ra được dành để chăm sóc bệnh nhân. Moxi sẽ tập trung hỗ trợ trong các hoạt động có tính lặp lại, giúp các nhân viên y tế rảnh tay hơn. Nó cũng sẽ chào hỏi mọi người ở hành lang, học cách hồi đáp các nhu cầu và chuyển động của nhân viên. Thomas viết: “Là một robot thân thiện, nhạy cảm và trực quan, Moxi không chỉ giảm tải các nhiệm vụ hàng ngày cho nhân viên y tế mà còn hỗ trợ, khuyến khích mối quan hệ tích cực giữa con người và robot”.

Moxi không chỉ là một cánh tay để lấy đồ đạc, mà có cả đầu và khuôn mặt với mắt đèn LED chuyển động về phía có y tá đang gọi. Moxi có thể nói “Xin chào” với người đi ngang qua và có đôi mắt có thể biến thành biểu tượng cảm xúc trái tim hoặc cầu vồng phù hợp tình huống cụ thể.

“Mì” hạt nhân mạnh nhất vũ trụ

Các sao neutron được hình thành khi các ngôi sao chết, nổ tung thành siêu tân tinh và đổ sụp thành một chùm neutron vô cùng dày đặc. Nguồn ảnh: Getty Images.

Vật chất bên dưới bề mặt của một sao neutron được gọi là “mì hạt nhân”. Tất nhiên, loại mì này không ăn được vì các phát hiện gần đây cho thấy vật chất này mạnh hơn thép 10 tỷ lần và có thể là vật chất mạnh nhất trong vũ trụ.

Các sao neutron được hình thành khi các ngôi sao chết, nổ tung thành siêu tân tinh và đổ sụp thành một chùm neutron vô cùng dày đặc. Các lực tương tác trong quá trình này có thể tạo ra một số hình dạng kỳ thú làm nhiều nhà thiên văn liên tưởng đến các loại mì ống như gnocchi, spaghetti.

Mật độ của các sao neutron đã được biết đến từ lâu nhưng một nhóm nhà nghiên cứu ở Hoa Kỳ đã nghiên cứu sâu hơn và vừa công bố phát hiện của họ trên Physical Review Letters. Công trình nghiên cứu này làm rõ các hiện tượng như các sóng hấp dẫn quan sát được hồi năm ngoái, khi các nhà thiên văn thấy hai ngôi sao neutron va đập vào nhau.

Matthew Caplan, nhà nghiên cứu ở Đại học McGill, Montreal, nói: “Rất nhiều hiện tượng vật lý thú vị đang diễn ra ở đây dưới những điều kiện khắc nghiệt. Vì thế, hiểu được tính chất vật lý của sao neutron là một cách để các nhà khoa học kiểm tra lại các lý thuyết và mô hình vật lý. Với kết quả nghiên cứu mới, nhiều vấn đề sẽ cần được xem xét lại”. Để có kết quả đó, các nhà nghiên cứu đã tiến hành mô phỏng trên máy tính tương đương 2 triệu giờ xử lý hoặc “tương đương 250 năm trên một máy tính xách tay với một GPU tốt”, theo McGrill.

 

Robo ruồi

DelFly Nimble trong chuyến bay tại chỗ. Nguồn ảnh: Henri Werij, TU Delft.

Ở Đại học Công nghệ Delft của Hà Lan, các nhà nghiên cứu đã thiết kế một robot có thể “vỗ cánh bay nhanh nhẹn như thao tác của ruồi giấm”. Đây là một thiết bị bay không người lái có thể bay thuần thục như côn trùng.

Guido de Croon, trưởng phòng thí nghiệm nơi tạo ra robot nhỏ xíu, cho biết: “Thiết bị bay không người lái lấy cảm hứng từ côn trùng có tiềm năng ứng dụng đột phá vì chúng nhẹ, an toàn xung quanh con người và hiệu quả hơn các thiết kế bay không người lái truyền thống, đặc biệt là ở quy mô nhỏ.” Các thiết bị bay trước đây thường không đủ nhanh hoặc quá tốn kém, trong khi thiết bị bay mới, được đặt tên là DelFly Nimble, lại linh hoạt hơn nhiều và có thể được chế tạo bằng những vật liệu sẵn có.

Sau khi quan sát kỹ lưỡng động tác bay của côn trùng, nhóm của Croon đã ứng dụng lên robot để cánh robot vỗ 17 lần mỗi giây, giúp nó bay như một chú ruồi và nhanh chóng đổi hướng để tránh nguy hiểm. Mặt khác, nghiên cứu trên cũng cung cấp cho các nhà sinh vật học thêm kiến thức về hoạt động bay của những động vật nhỏ xíu này, nhất là ruồi giấm.

 

Quang hợp theo cách khác

Cộng tác với các đồng nghiệp tại Đại học Ruhr của Đức, các nhà nghiên cứu ở Đại học Cambridge đã tìm ra cách chỉnh sửa quá trình quang hợp và có thể sẽ mở đường cho một “nguồn năng lượng tái tạo xanh không giới hạn”, theo thông cáo báo chí từ Cambridge.

Quang hợp là quá trình thực vật chuyển đổi các tia mặt trời thành năng lượng để tự dưỡng. Chúng chủ yếu tập trung chiết xuất các phân tử dinh dưỡng như glucose và thải ra oxy. Câu hỏi là, liệu năng lượng đó có thể được biến đổi thành thứ gì bền vững và hữu ích hơn, chẳng hạn như hydro?

Đầu tiên, nhóm nghiên cứu sử dụng thuốc nhuộm tổng hợp để tăng mức hấp thụ ánh sáng, sau đó kết nối các enzym hấp thụ ánh sáng tới một thiết bị quang điện, để thiết bị này chuyển hướng năng lượng được hấp thụ đó thành sản phẩm của hydro thay cho đường. “Chúng tôi vừa kết hợp các thành phần tổng hợp và sinh học bổ sung cho nhau một cách độc đáo, vừa kết hợp chúng ở cấp độ thiết bị để có tiềm năng cách mạng hóa việc sản xuất nhiên liệu tái tạo và hóa chất bền vững”, giáo sư năng lượng và bền vững Erwin Reisner, người giám sát công trình này, cho biết. “Dù vẫn còn là một hệ thống rất mong manh và không dễ mở rộng, đây vẫn là một nền tảng thú vị cho các nhà khoa học”.

Theo Sam Worley

BÌNH LUẬN CỦA BẠN