Thế giới tuần qua

62

Các nhà khoa học đã tìm ra cách sạc điện không dây cho xe cộ nhanh hơn; những con robot bay bé xíu nay có thể vận chuyển những vật dụng nặng hơn trọng lượng của chúng 40 lần; dữ liệu nay đã có thể được truyền đi với khả năng bảo mật chưa từng thấy nhờ vào công nghệ vật lý lượng tử. Bạn sẽ cần phải tăng tốc để bắt kịp những thông tin tuyệt vời nhất từ các phát kiến khoa học tuần này!

 

Sạc xe điện không dây

Những cuộn vô tuyến và kỹ thuật điện tử công suất độc đáo của ORNL được tối ưu hóa để truyền tải điện không dây một cách an toàn với hiệu suất lên tới 97%. Nguồn ảnh: Genevieve Martin/Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge, Bộ Năng lượng Hoa Kỳ.

Nghiên cứu của Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge (ORNL) tại Tennessee có thể sẽ định hình sự phát triển của xe chạy điện. Giả sử xe cộ không còn dùng xăng dầu để vận hành, xe chạy điện sẽ cực kỳ cần thiết cho một tương lai giảm thiểu khí thải các-bon. Nhưng loại phương tiện này hiện còn khó được phổ biến khi việc sạc điện thường tốn nhiều thời gian hơn bơm xăng quá nhiều. Chẳng ai muốn mòn mỏi chờ xe được nạp đầy năng lượng ở trạm sạc ven đường.

Tại ORNL, các nhà khoa học đặt mục tiêu phát triển một công nghệ có thể truyền tải 350 đến 400 kW điện, đồng thời giảm thời gian sạc đầy pin của xe điện xuống khoảng 15 phút. Theo trang Digital Trends, chiếc xe điện Leaf của Nissan hiện có thể được sạc đầy trong 4 tiếng với bộ sạc gia dụng 7kW.

Hệ thống mới có thể hoạt động trong khoảng cách 15 cm, với một cuộn dây dẫn điện từ mạng lưới và chuyển hóa thành dòng điện xoay chiều cao tần. Dòng điện này sẽ tạo ra từ trường giúp truyền tải điện qua khoảng không đến một cuộn dây khác trong xe, nơi điện được chuyển hóa và lưu trữ dưới dạng dòng điện một chiều.

Lý giải hành vi “nghe theo số đông” bằng toán học

“Chưa có ai lấy thông tin điện toán từ mô hình tập hợp (theo phương pháp số học từ hàng ngàn phương trình) để xác định chính xác hành vi của một cá nhân (tương đương một phương trình)”, theo Phòng nghiên cứu Quân đội Hoa Kỳ. Nguồn ảnh: Getty Images.

Các nhà khoa học ở Phòng nghiên cứu Quân đội Hoa Kỳ đã phát triển một mô hình điện toán nhằm dự đoán hành vi của một cá nhân, theo Frontiers in Physics. Trang thông tin này nhấn mạnh: “Chưa có ai từng lấy thông tin điện toán từ mô hình tập hợp (theo phương pháp số học từ hàng ngàn phương trình) để xác định chính xác hành vi của một cá nhân (tương đương một phương trình)”.

Các đồng tác giả, Bruce West và Malgorzata Turalska, trước đó đã nghiên cứu một khía cạnh hoàn toàn ngược lại: Làm cách nào một cá nhân có thể gây ảnh hưởng lên cả nhóm người? “Nhìn nhận vấn đề từ khía cạnh này cho phép chúng tôi theo đuổi yếu tố cốt lõi của khoa học xã hội trong quân đội,” West giải thích. “Điều này sẽ chỉ ra cách dự đoán xu hướng tâm lý của con người trước sự thuyết phục, tuyên truyền và lừa gạt công khai.” Trong thực tế, điều này có thể giúp chúng ta giải thích lý do nhiều người dễ bị dụ dỗ đầu quân cho các tổ chức khủng bố, hay giải thích những hành vi trong quá trình huấn luyện cơ bản trong quân đội.

Các nhà nghiên cứu đã áp dụng cách tính phân số (từng được sử dụng cho các vấn đề vật lý phức tạp như dòng chảy rối hay động lực học chất lưu) vào phân tích các hành vi của con người. Mô hình này được thử nghiệm để theo dõi xem mọi người có phản ứng gì trong quá trình ra quyết định cuối cùng ở một tình huống cá nhân nhất định (như việc bỏ phiếu bầu), đồng thời so sánh với các hành động của họ trong nhóm, và xem xét sự tác động của nhóm sẽ ảnh hưởng đến từng cá nhân như thế nào. “Dù trước khi gia nhập, mỗi cá nhân có các hành vi khác nhau nhưng họ đều nhanh chóng thay đổi khi vào nhóm,” các nhà khoa học cho biết. “Sức mạnh của sự ảnh hưởng từ nhóm đến hành vi cá nhân có thể sẽ được gói gọn vào giá trị một con số”.

Đâu chỉ là gạch

Các nhà khoa học Nam Phi đã chính thức giới thiệu viên gạch sinh học đầu tiên trên thế giới được làm từ… nước tiểu của con người. Trong ảnh (từ trái qua phải) là Tiến sỹ Dyllon Randall của Sở Công trình công cộng cùng các học trò Vukheta Mukhari và Suzanne Lambert. Lời đề tựa và ảnh: Đại học Cape Town (UCT).

Việc chế tạo ra gạch sinh học từ nước tiểu mang ý nghĩa quan trọng trong việc tái chế chất thải từ con người. Hơn nữa, những viên gạch này được tạo ra ở nhiệt độ bình thường mà không cần nung như nhiều loại gạch khác. Điều đó cho thấy tiềm năng của công nghệ này trong việc thay thế khí thải các-bon bằng cách “lợi dụng” một loại các-bon khác. Họ dùng nước tiểu làm nguyên liệu tái chế ra gạch vì loại chất thải lỏng này chứa rất nhiều nitơ, phốt-pho và kali. Trong lịch sử đã có người thu thập hàng ngàn lít nước tiểu từ thế kỷ 17 và từ đó phát hiện ra phốt-pho.

Bằng cách tạo ra một loại phân bón hóa học rắn từ phốt-pho trong nước tiểu và xử lý các thành phần còn lại bằng quá trình kết tủa vi sinh muối carbonate, kết hợp với một loại vi khuẩn khiến enzyme xúc tác thủy phân urê thành amonia và carbon dioxide trong quá trình tạo ra canxi carbonate, các nhà khoa học có thể dễ dàng tạo ra cát. Tiếp theo, họ nhào nặn cát thành những hình dạng mong muốn, ví dụ như gạch. Dyllon Randall, người giám sát dự án này, cho biết quá trình này cũng giống như cách vỏ sò hình thành trong tự nhiên.

“Lực sĩ” robot bay tí hon

Bạn thấy thế nào nếu có thể nhanh chóng chui vào giường mỗi tối mà chẳng cần bận tâm về việc đóng cửa phòng ngủ vì đã có những chú robot bay tí xíu? Robot tí hon này giờ có thể đóng/mở cửa, nhấc và kéo các vật thể nặng hơn trọng lượng của nó tới 40 lần!

Các nhà nghiên cứu ở Đại học Stanford và Viện nghiên cứu Ecole Polytechnique Federale de Lausanne của Thụy Sỹ đã lấy cảm hứng từ cấu tạo sinh học của bàn chân tắc kè và côn trùng để phát triển mẫu robot này và gọi nó là FlyCroTug. Chúng có thể được ứng dụng vào rất nhiều hoạt động thực tiễn như dọn dẹp hiện trường sau thiên tai hay mang camera đi do thám ở những khu vực nguy hiểm.

FlyCroTug sử dụng nguyên tắc kết dính tương tự tắc kè, nhằm tạo ra lực liên kết phân tử giữa chúng và bề mặt đang bám vào. Thiết kế này cũng được lấy cảm hứng từ cấu trúc cơ thể Ong vò vẽ, bao gồm cả tỷ lệ giữa các khối cơ phục vụ hoạt động bay lượn và toàn bộ trọng lượng cơ thể. Thông tin chi tiết về “cỗ máy biết bay” này sẽ được mô tả kỹ hơn trong ấn bản mới phát hành của Science Robotics.

 

Phương pháp an toàn nhất để truyền dữ liệu

Ở ngoại ô Chicago, các nhà nghiên cứu thuộc Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne và Phòng thí nghiệm gia tốc Quốc gia Fermi đang thử nghiệm một mô hình mạng lưới máy tính mà không hacker nào có thể xâm nhập. Mô hình này được phát triển trên cơ sở khoa học vật lý lượng tử.

An ninh mạng hiện đã trở thành là chuyện đau đầu của nhiều doanh nghiệp, cá nhân và chính quyền. “Các hoạt động nguy hại” đã làm chính phủ Mỹ thất thoát gần US$100 tỷ trong năm 2016. Mong muốn tạo ra một mạng lưới bảo mật tuyệt đối, nhóm nghiên cứu Fermi-Argonne – gồm gần 70 kỹ sư với tên gọi “Đội Lượng tử Chicago” – kỳ vọng tìm ra giải pháp từ những quy tắc cơ học lượng tử. Ví dụ, mối “liên kết đồng nhất” trong hệ thống lượng tử khiến cho chuyện gì xảy ra với một phân tử cũng sẽ xảy ra với những phân tử còn lại ngay cả khi chúng cách nhau rất xa. Einstein đã gọi đây là “tác động kì dị bất kể khoảng cách”. Các nhà khoa học có thể tận dụng tính chất này để đo lường những thay đổi của phân tử lượng tử, nhờ đó xây dựng nên các hệ thống mạng máy tính có thể nhận biết ngay lập tức mọi tác động từ bên ngoài.

Nhóm các nhà khoa học đã thử nghiệm việc truyền tải dữ liệu trên một liên kết (đường link) cũ có từ những năm 80 của thế kỷ trước. Đường liên kết này dài khoảng 48 km, chạy dưới lòng đất từ Argonne đến Fermi, với đầy đủ các đường dây cáp quang. Do các phân tử thường không thể tương tác với môi trường, nên những dạng ý tưởng như thế này thường sẽ cho thấy hiệu quả rõ rệt hơn ở quy mô phòng thí nghiệm. Joe Lykken đến từ Fermi nói: “Lần đầu tiên có người dự định xây dựng một mạng lưới lượng tử như thế này: Một mạng truyền tải dữ liệu lượng tử vĩnh viễn có thể hoạt động trên khắp nước Mỹ”.

 

BÌNH LUẬN CỦA BẠN