Khám phá 5 công nghệ nổi bật tháng 2

168

Trong tương lai, con người có thể tiến tới sao Hỏa bằng tên lửa nhiệt hạch hay chúng ta có thể chuyển đổi nước thải thành khí hydro? Những công nghệ tưởng chừng không tưởng được biến thành hiện thực nhất định sẽ khiến bạn kinh ngạc. Hãy cùng tìm hiểu 5 công nghệ nổi bật tháng 2.

Khai thác Hydro từ nước thải

Các nhà nghiên cứu tại đại học RMIT Australia đã được cấp bằng sáng chế cho công nghệ tái chế chất rắn và khí sinh học trong quá trình xử lý nước thải để sản xuất khí hydro – một phương pháp bền vững nhằm cung cấp năng lượng sạch.

Công bố trên Tạp chí Năng lượng Hydro Quốc tế, Đại học RMIT đã chia sẻ: “Công nghệ này cũng thu giữ lại cacbon có trong chất rắn và khí sinh học trong nước thải, hứa hẹn có thể giúp ngành xử lý nước thải đạt mục tiêu không phát thải khí nhà kính trong tương lai”.

Trước tiên, chất thải rắn được biến đổi thành than sinh học – một dạng than giàu cacbon thường được dùng trong nông nghiệp. Sau đó, loại than này sẽ phân hủy khí thành các nguyên tố thành phần, hydro và cacbon. Cuối cùng, cacbon sẽ được đưa vào một lò phản ứng đặc biệt và được chuyển thành một dẫn xuất khác có tiềm năng ứng dụng trong xử lý môi trường, nông nghiệp và dự trữ năng lượng.

In 3D bằng ánh sáng

Một quy trình in 3D mới chạy bằng ánh sáng có thể giúp quá trình sản xuất trở nên linh hoạt hơn. Ảnh: Đại học Northwestern.

Các kỹ sư tại đại học Northwestern sử dụng ánh sáng để khiến quá trình in 3D trở nên nhanh hơn và chính xác hơn. Công nghệ này sử dụng cánh tay robot tân tiến cho phép các thao tác linh hoạt hơn và in được các cấu trúc phức tạp hơn.

Thông thường, quá trình in 3D tạo ra các bộ phận dựa trên bản thiết kế kỹ thuật số. Giờ đây, các kỹ sư có thể mô phỏng lại thiết kế mà không cần tạo mô hình thiết kế, khiến việc in 3D trở nên linh hoạt hơn. Trưởng nhóm nghiên cứu Cheng Sun cho biết: “Bây giờ chúng ta có một quy trình động sử dụng ánh sáng để ghép tất cả các lớp với mức độ linh hoạt cao”.

Công nghệ mới áp dụng những tiến bộ trong cả vật liệu và cơ học, được bắt đầu với một polyme tinh thể lỏng được kích hoạt bằng ánh sáng. Sun chia sẻ: “Ánh sáng sẽ biến Polyme tinh thể lỏng thành chất rắn qua quá trình liên kết chéo hoặc polyme hóa”. Những cánh tay robot có độ chính xác cao, tự do di chuyển, xoay hoặc kéo giãn từng lớp trong quá trình in. Sun cho biết, quy trình in này có thể áp dụng cho cả sản xuất đắp lớp và truyền thống trong tương lai.

Mạng nơ-ron “lưu động”

Mạng lưới không ngừng “học hỏi” sau quá trình đào tạo có thể giúp gia tăng khả năng của trí tuệ nhân tạo trong tương lai. Ảnh: Jose-Luis Olivares, MIT.

Các nhà nghiên cứu tại MIT đã phát triển một mạng nơron “lưu động” thích ứng và học hỏi liên tục. Công nghệ học máy, thích ứng với các dữ liệu đầu vào liên tục, có thể giúp đưa trí tuệ nhân tạo ứng dụng vào các quá trình dữ liệu không dự đoán trước như xe tự lái.

Dữ liệu chuỗi thời gian (chuỗi các điểm dữ liệu, thường bao gồm các phép đo liên tiếp được thực hiện từ cùng một nguồn trong một khoảng thời gian) rất phổ biến và quan trọng với ứng dụng thực tế bao gồm chẩn đoán y tế, dữ liệu tài chính, lái tự động hay xử lý hình ảnh và ngôn ngữ. Ramin Hasani – nghiên cứu sinh của đại học MIT và cũng là thành viên chính của nhóm nghiên cứu cho biết: “Thế giới là một chuỗi các sự kiện theo trình tự. Việc phân tích các dữ liệu trong thời gian thực và sử dụng chúng để dự đoán các hành động trong tương lai có thể giúp thúc đẩy các công nghệ mới”.

Mạng nơ ron là các thuật toán học bằng cách phân tích một tập hợp các dữ liệu. Nhưng thế giới thực lại không phải là trại đào tạo, nó liên tục thay đổi. Do đó, Hasani đã mã hóa mạng “lưu động” của mình với các tham số biến đổi, “thay đổi theo thời gian dựa trên kết quả của một tập hợp các phương trình vi phân lồng nhau”. “Chúng tôi tin rằng loại mạng này có thể là yếu tố chính của các hệ thống thông minh trong tương lai” – Hasani chia sẻ.

Tiến tới sao Hỏa

Tiến sĩ Fatima Ebrahimi của Princeton vừa xây dựng thành công khái niệm chế tạo tên lửa nhiệt hạch. Ảnh: Elle Starkman, PPPL Office of Communications, and ITER.

Plasma – loại khí dẫn điện được coi như là trạng thái thứ 4 của các vật thể – là nhiên liệu quan trọng của thiết kế tên lửa mới có thể đưa tàu vũ trụ tới sao Hỏa và xa hơn nữa.

Từ lâu, con người đã luôn muốn chinh phục sao Hỏa. Ví dụ như chương trình Artemis của NASA với mục tiêu đưa con người đến mặt trăng vào năm 2024 và từ đó tiến tới sao Hỏa. Nhưng đó vẫn là một chuyến đi dài hơi khi khoảng cách ngắn nhất từ Trái Đất đến sao Hỏa vào khoảng 34 triệu dặm. Công nghệ động cơ đẩy plasma do Fatima Ebrahimi của Phòng thí nghiệm Vật lý Plasma Princeton được mô tả trên Tạp chí Plasma Physics – có thể giúp con người tiến gần thêm một bước chinh phục sao Hỏa.

Hiện tại, động cơ đẩy plasma “đã được kiểm chứng trong không gian” sử dụng điện trường để đẩy các hạt plasma phía sau tên lửa. Nhưng động cơ của Ebrahimi dựa trên một quá trình được gọi là tái kết nối từ trường, “trong đó các từ trường hội tụ, đột ngột tách ra và sau đó kết hợp lại, tạo ra rất nhiều năng lượng”, theo PPPL. Ebrahimi cho biết: “Các cuộc du hành vũ trụ tới những hành tinh xa xôi mất nhiều tháng hoặc nhiều năm vì xung lực cụ thể của động cơ tên lửa hóa học rất thấp. Nhưng nếu chúng ta chế tạo động cơ đẩy dựa trên tái kết nối từ trường, chúng ta có thể hoàn thành các chuyến du hành này trong một khoảng thời gian ngắn hơn.”

Biến đổi tế bào mỡ thành tế bào gốc

Một nhóm do các nhà nghiên cứu từ Đại học New South Wales đang nghiên cứu các tế bào gốc “thông minh” được tạo ra từ mỡ người có thể “nằm bất động” trong cơ thể cho đến khi cần thiết để cứu chữa các mô bị tổn thương.

Tế bào này được gọi là tế bào gốc đa năng, là những tế bào mỡ được biến đổi thành tế bào gốc. Trong một thông cáo báo chí, trường đại học chia sẻ rằng khi các nhà nghiên cứu tiêm tế bào vào chuột thí nghiệm, các tế bào “đầu tiên sẽ nằm bất động. Nhưng khi chuột thí nghiệm bị thương, các tế bào sẽ thích nghi với môi trường xung quanh và biến đổi thành mô cần sửa chữa, có thể là cơ, xương, sụn hoặc mạch máu.”

Trong phòng thí nghiệm, các nhà khoa học đã cho tế bào mỡ người tiếp xúc với một hợp chất có tác dụng xóa danh tính của tế bào và “dấu câm” – những thứ hạn chế khả năng nhận diện một loại mô cụ thể. Theo tiến sĩ Avani Yeola, nhà nghiên cứu tế bào gốc sau tiến sĩ tại trường đại học, ở chuột, “các tế bào gốc hoạt động giống như tắc kè hoa, chúng dựa vào các dấu hiệu và nhập vào mô cần chữa trị”.

 

BÌNH LUẬN CỦA BẠN