Khoa học Công nghệ đã có những bước phát triển mạnh, với những công nghệ nổi bật sẽ được giới thiệu trong năm 2022. Ảnh Octavio Jones/Getty Images
Một trong những tạp chí kỹ thuật uy tín nhất, MIT Technology Review, đã thăm dò ý kiến các chuyên gia và vào tháng 2 họ đã công bố danh sách các công nghệ hứa hẹn nhất trong năm. Một số trong số chúng đã được sử dụng, số khác đang ở giai đoạn thử nghiệm thành công. Hãy cùng Ebiz xem chi tiết hơn về những gì chúng ta đang nói đến.
Từ chối mật khẩu
Tin tặc và rò rỉ dữ liệu cá nhân đã trở thành một đại dịch thực sự trong không gian mạng. Trong những điều kiện này, việc dựa vào mật khẩu thông thường ngày càng trở nên nguy hiểm. Nó có thể bị đánh cắp, có được với sự trợ giúp của các trang web giả mạo và bị tống tiền với sự trợ giúp của các thao tác xảo quyệt. Các trình quản lý mật khẩu như Dashlane và 1Password là một nửa giải pháp. Đặc biệt là khi nói đến bảo mật của các hệ thống toàn cầu mà các công ty và tiểu bang phụ thuộc vào. Một giải pháp triệt để hơn là loại bỏ hoàn toàn mật khẩu.
Hiện nay các công ty đang ngày càng chuyển sang các phương pháp nhận dạng sinh trắc học. Hệ thống nhận dạng khuôn mặt của Apple là một trong những hệ thống đầu tiên được giới thiệu hàng loạt. Vào tháng 3 năm 2021, Microsoft thông báo rằng một số khách hàng của họ có thể chọn không sử dụng hoàn toàn mật khẩu và vào tháng 9, người dùng đề xuất rằng nên xóa hoàn toàn tùy chọn này.
Ảnh Sergey Bobylev/TASS
Đã có khoảng một tá tùy chọn cho một chữ ký duy nhất đã được sử dụng hoặc đang được phát triển. Ngoài khuôn mặt, đây là mống mắt của mắt, giọng nói, dấu vân tay hoặc lòng bàn tay, mẫu tĩnh mạch hoặc thậm chí là DNA. Tuy nhiên, không phải mọi thứ đều hoàn hảo ở đây. Thứ nhất, mật khẩu như vậy không thể được chuyển sang một mật khẩu khác nếu cần thiết. Thứ hai, đã có những chương trình có thể bắt chước giọng nói hoặc nét mặt một cách đáng tin cậy. Thứ ba, những kẻ tấn công có thể chuyển từ săn tìm mật khẩu sang tống tiền trực tiếp một người – chủ sở hữu của dữ liệu sinh trắc học cần thiết.
Một mối quan tâm khác liên quan đến việc các chính phủ sẽ sử dụng dữ liệu thu thập được như thế nào. Vào mùa thu năm 2021, Nghị viện Châu Âu đã kêu gọi thực thi pháp luật cấm sử dụng hệ thống nhận dạng khuôn mặt ở những nơi công cộng. Lập luận chính của các nghị sĩ là sự ra đời của các hệ thống như vậy có thể dẫn đến việc thiết lập toàn quyền kiểm soát đối với người dân, bao gồm cả lòng trung thành của họ.
Máy xác định cấu trúc protein
Hầu hết tất cả các quá trình trong cơ thể chúng ta đều được thực hiện với sự tham gia của protein. Và những gì một loại protein cụ thể làm được xác định, trong số những thứ khác, bởi hình dạng ba chiều của nó. Protein được tạo thành từ một dải axit amin gấp lại thành một nút phức tạp. Một protein được gấp lại không đúng cách có thể kích hoạt các quá trình bệnh lý trong cơ thể, chẳng hạn như bệnh Creutzfeldt-Jakob.
Bằng cách hiểu cách thức hoạt động của một loại protein cụ thể, các nhà khoa học có thể phát triển các loại thuốc nhắm mục tiêu chính xác và nghiên cứu tác động của bệnh tật. Nhưng trước đây, việc xác định cấu trúc ba chiều, và do đó là chức năng, của một protein phải mất nhiều tháng làm việc miệt mài trong phòng thí nghiệm. Đó là cách chính xác nhất.
Mọi thứ đã thay đổi vào cuối năm 2020 khi DeepMind giới thiệu AlphaFold2. Nó là một phần mềm dựa trên trí tuệ nhân tạo có khả năng dự đoán hình dạng của các protein cho đến nguyên tử. Đây là lần đầu tiên một máy tính vượt qua con người trong vấn đề này. Kết quả của chương trình được giới chuyên môn đánh giá là “đáng kinh ngạc”.
Các nhóm nghiên cứu trên khắp thế giới đã bắt đầu sử dụng AlphaFold2 để nghiên cứu ung thư, kháng kháng sinh và COVID-19. DeepMind cũng đã tạo một cơ sở dữ liệu công khai chứa các cấu trúc protein được chương trình dự đoán. Hiện nó có khoảng 800 nghìn bản ghi và DeepMind hứa hẹn sẽ tăng thêm hơn 100 triệu vào năm 2022. Đó là hầu hết mọi loại protein được khoa học biết đến.
Ý nghĩa thực sự của AlphaFold2 sẽ trở nên rõ ràng chỉ sau một hoặc hai năm, nhưng năm nay có thể mang tính quyết định.
Giám sát các biến thể mới của SARS-CoV-2
Bộ gen SARS-CoV-2 đã trở thành bộ gen được nghiên cứu nhiều nhất trong lịch sử, để lại bệnh cúm, HIV, hoặc thậm chí bộ gen người của chính chúng ta. Trong hai năm qua, khoảng 2% tổng số mẫu gạc dương tính với COVID-19 đã được đưa vào máy giải trình tự gen. Mục tiêu: tạo một bản đồ hoàn chỉnh về bộ gen của virus SARS-CoV-2 – khoảng 30 nghìn nucleotide – và xem nó thay đổi như thế nào.
Giải trình tự bộ gen nhanh chóng cho phép bạn theo dõi quá trình phát triển của virus. Việc giám sát như vậy cho phép các nhà khoa học cảnh báo kịp thời về sự xuất hiện của các chủng vi khuẩn mới. Ví dụ, một phòng thí nghiệm ở Nam Phi lần đầu tiên lên tiếng báo động vào tháng 11 năm 2021 sau khi các nhà nghiên cứu của nó phát hiện ra một bộ gen vi rút có hơn 50 đột biến. Gần như ngay lập tức, các máy tính ở Seattle, Boston và London đã sử dụng dữ liệu của họ để đưa ra dự đoán về mức độ nguy hiểm của tùy chọn này và điều gì sẽ xảy ra với nó.
Có lẽ đó là lý do tại sao sóng “omicron” diễn ra nhanh, nhưng nhìn chung tồn tại trong thời gian ngắn và có thể kiểm soát được. Các câu hỏi chính hiện nay là chính xác SARS-CoV-2 sẽ phát triển như thế nào và đợi những biến thể mới xuất hiện ở đâu. Tuy nhiên, bằng cách này hay cách khác, nhờ sự lan rộng của trình tự và chia sẻ dữ liệu, nhân loại đã chuẩn bị tốt hơn nhiều cho các cuộc tấn công mới so với thời kỳ đầu của đại dịch.
Khai thác tiền điện tử tiết kiệm
Tiền điện tử hoạt động trên chuỗi khối, một hệ thống ghi và phân phối thông tin kỹ thuật số cho phép bạn trao đổi dữ liệu ẩn danh và không qua trung gian. Đây là lợi thế của nó so với các loại tiền truyền thống. Nhưng có một điểm khó khăn: tiền điện tử không phải do ngân hàng phát hành, chúng xuất hiện là kết quả của công việc tính toán của máy tính. Điều này rất tốn năng lượng. Ví dụ, khai thác bitcoin hiện yêu cầu hơn 120 terawatt giờ mỗi năm – gần bằng mức tiêu thụ toàn bộ Na Uy. Do đó, ngành công nghiệp blockchain đang tìm cách để giảm tiêu thụ năng lượng.
Ảnh: Alexander Ryumin/TASS
Phần tiêu tốn nhiều năng lượng nhất của khai thác tiền điện tử liên quan đến hoạt động của một thuật toán được gọi là bằng chứng công việc. Mỗi giao dịch trên blockchain bắt đầu bằng việc nhập dữ liệu, dữ liệu này được sao chép vào tất cả các máy tính trong mạng. Giao dịch được xác nhận bởi từng máy tính riêng lẻ, do đó không thể làm sai lệch dữ liệu hoặc thay đổi hồ sơ đã được lập. Bằng chứng về công việc cung cấp sự bảo vệ chống lại sự lạm dụng, nhưng làm tăng chi phí của toàn bộ quá trình. Nhu cầu về năng lượng ngày càng tăng cùng với sự phổ biến ngày càng tăng của bitcoin.
Một trong những cách để tối ưu hóa mức tiêu thụ năng lượng của cơ sở hạ tầng blockchain được đề xuất bởi lập trình viên Vitalik Buterin, người tạo ra mạng Ethereum. Anh ấy tin rằng bằng chứng công việc có thể bị loại bỏ để chuyển sang bằng chứng cổ phần. Trong trường hợp này, các thợ đào không phải cạnh tranh bằng cách chi một số tiền lớn cho năng lượng và thiết bị máy tính. Thay vào đó, tùy thuộc vào đơn vị tiền điện tử trong tài khoản của họ, họ có thể tham gia xổ số. Người thắng cuộc có quyền xác minh một tập hợp các giao dịch (và do đó kiếm được nhiều tiền điện tử hơn).
Các nhà phê bình tin rằng điều này có thể ảnh hưởng xấu đến sự phân cấp của mạng, nhưng một quy trình tiết kiệm năng lượng hơn vẫn chưa được phát minh. Cho đến nay, bằng chứng cổ phần từ các mạng lớn chỉ sử dụng Ethereum. Nhưng nếu thành công, các mạng khác cũng có thể thực hiện nó.
Pin mới cho năng lượng tái tạo
Các quốc gia trên thế giới đang ngày càng phụ thuộc vào năng lượng mặt trời và năng lượng gió hơn là nhiên liệu hóa thạch. Tuy nhiên, việc cung cấp năng lượng này không đồng đều. Mặt trời đang lặn và gió đang tắt dần. Các thiết bị lưu trữ năng lượng hiện có kéo dài từ hai đến bốn giờ. Các tiện ích cần hệ thống có khả năng cung cấp dòng điện từ tám giờ trở lên.
Một trong những giải pháp đầy hứa hẹn là dòng pin dựa trên chất điện phân sắt. Chúng có chút tương đồng với pin theo nghĩa mà chúng ta quen thuộc. Đây là những cấu trúc khổng lồ được cung cấp năng lượng bởi các máy bơm mạnh mẽ. Chất điện phân lỏng được đi qua một lõi bao gồm các điện cực âm và dương được ngăn cách bởi một lớp màng. Khi các tấm pin mặt trời hoặc tuabin gió tạo ra điện, các máy bơm sẽ bơm chất điện phân đã qua sử dụng qua các điện cực, làm cho nó sạc và quay trở lại bể chứa.
Không giống như pin lithium-ion phổ biến ngày nay, pin dòng chảy sử dụng các vật liệu rẻ hơn, sẵn có hơn và không độc hại: sắt, muối và nước. Một điểm khác biệt khác: Trong khi các nhà sản xuất pin lithium-ion cố gắng làm cho chúng đủ nhỏ để vừa với điện thoại thông minh và máy tính xách tay ngày càng thu nhỏ, thì mỗi phiên bản của pin sắt lại lớn hơn phiên bản trước.
Nhưng sự đổi mới quan trọng không nằm ở kích thước của pin mà nằm ở dung lượng. Pin dòng chảy cho phép các tiện ích lưu trữ nhiều năng lượng hơn mức có thể với pin lithium-ion. Một pin do Hệ thống lưu trữ năng lượng chế tạo, có đủ dung lượng để cung cấp năng lượng cho khoảng 34 ngôi nhà ở Mỹ trong 12 giờ.
Thuốc cho COVID-19
Thuốc kháng vi-rút mới mất nhiều thời gian hơn để phát triển, tổng hợp và thử nghiệm so với vắc-xin COVID-19. Và điều này có thể hiểu được: vắc xin chỉ huấn luyện khả năng miễn dịch của một người để nhận ra mầm bệnh và thuốc ngăn chặn hoạt động của vi rút đã xâm nhập vào cơ thể. Rất khó để tìm ra một chất có thể đồng thời ngăn chặn vi rút nhân lên và đồng thời không gây hại cho tế bào của chúng ta.
Ảnh: USA TODAY NETWORK qua Reuters Connect
Nhưng một loại thuốc như vậy vẫn được tạo ra. Một viên thuốc Pfizer được gọi là Nirmatrelvir (Paxlovid) giúp giảm 89% khả năng nhập viện. Cơ quan quản lý y tế Hoa Kỳ FDA đã phê duyệt loại thuốc này vào tháng 12 năm 2021 và chính phủ Hoa Kỳ đã đặt hàng nó với giá 10 tỷ đô la.
Thuốc bẫy và ngăn chặn một protein của virus có tên là protease. Protein này cần thiết để SARS-CoV-2 tự tái tạo. Không có nó, vi rút không thể sinh sản. Các enzym tương tự tồn tại trong các coronavirus khác. Điều này có nghĩa là loại thuốc này cũng có thể là một biện pháp phòng thủ sẵn sàng chống lại các biến thể mới, có tính đột biến cao.
Thuốc cũng có những hạn chế. Vì vậy, để có hiệu quả mong muốn, nó phải được thực hiện trong những ngày đầu tiên của bệnh nhiễm trùng – khi một người có thể vẫn chưa biết rằng mình có vi rút. Nhưng ngay cả điều này cũng có thể ngăn ngừa nhiều trường hợp nhập viện và tử vong.
Vắc xin sốt rét
Ký sinh trùng sốt rét là một vấn đề nhức đầu lâu dài đối với tất cả các chuyên gia về bệnh truyền nhiễm. Nó có sở trường là tìm ra vô số cách để trốn tránh khả năng miễn dịch và phát triển mạnh trong cơ thể con người. Sốt rét giết chết hơn 600.000 người mỗi năm, hầu hết là trẻ em dưới 5 tuổi.
Nhưng vào tháng 10 năm ngoái, sau nhiều nỗ lực không có kết quả, Tổ chức Y tế Thế giới cuối cùng đã chấp thuận loại vắc-xin đầu tiên trên thế giới để chống lại căn bệnh này.
Thuốc chủng ngừa GlaxoSmithKline, được gọi là RTS hoặc Mosquirix, cung cấp khả năng bảo vệ khoảng 50% đối với dạng nặng trong một năm. Đối với trẻ từ năm đến 17 tháng tuổi, cần ba liều, với liều thứ tư từ 12 đến 15 tháng sau đó. Hơn 800.000 trẻ em ở Kenya, Malawi và Ghana hiện đã được tiêm chủng.
Vào tháng 10 năm 2021, WHO đã khuyến cáo nó cho trẻ em có nguy cơ nhiễm trùng cao. Mặc dù hiệu quả thấp, các đại diện của hệ thống y tế châu Phi gọi phát minh của họ là một bước ngoặt. Khi kết hợp với các biện pháp kiểm soát sốt rét khác, chẳng hạn như màn ngủ được xử lý bằng thuốc diệt côn trùng và thuốc dự phòng, tử vong do sốt rét dự kiến sẽ giảm 70%.
Dữ liệu tổng hợp cho trí tuệ nhân tạo
Tập dữ liệu tổng hợp là các mẫu do máy tính tạo ra có các đặc tính thống kê giống như các tập dữ liệu thực. Về cơ bản là giả. Ví dụ, trên trang web Người Không Tồn Tại, bạn có thể có được hình ảnh thực tế của một khuôn mặt không của riêng ai chỉ bằng một cú nhấp chuột. Chúng ta sẽ không bao giờ tìm thấy một người giống hệt như vậy. Và điều này rất quan trọng.
Đối với hệ thống máy học, dữ liệu cá nhân là nhiên liệu duy nhất và có giá trị nhất. Họ học cách nhận dạng khuôn mặt, đường phố, máy móc hoặc dấu vết của khối u trên tia X bằng cách xử lý hàng terabyte ảnh và các vật liệu khác. Nhưng dữ liệu thực của con người không dễ lấy do các yêu cầu nghiêm ngặt về quyền riêng tư. Cách thoát ra là sử dụng dữ liệu tương tự như dữ liệu thực.
Xe tự lái trước đây đã được đào tạo trên các đường phố được mô hình hóa trong chương trình. Tuy nhiên, trong năm qua, công nghệ này đã trở nên dễ tiếp cận hơn. Nhiều doanh nghiệp và tổ chức đã bắt đầu cung cấp các dịch vụ như vậy. Ví dụ: Datagen và Synthesis AI cung cấp các khuôn mặt được tạo. Những người khác là dữ liệu hồ sơ cho ngân hàng và bảo hiểm. Dự án Kho dữ liệu tổng hợp, do MIT’s Data to AI Lab khởi động vào năm 2021, đã giới thiệu các công cụ mã nguồn mở mà bất kỳ ai cũng có thể sử dụng.
Những người ủng hộ công nghệ này tin rằng nó tránh được sự thiên vị gây ra nhiều mẫu dữ liệu. Ví dụ, những người có màu da trắng và ngoại hình Caucasoid thường rơi vào các mẫu hơn. Các nhà phê bình đã bày tỏ sự nghi ngờ về tính chính xác và khách quan của phương pháp này. Ví dụ, một GAN được đào tạo trên một mẫu nhỏ các khuôn mặt đen có thể tạo ra các bộ dữ liệu tổng hợp lớn hơn với các khuôn mặt đen. Nhưng những khuôn mặt này có thể kém thực tế hơn.
Vận hành lò phản ứng nhiệt hạch
Tạo ra một “mặt trời nhân tạo” đã là một giấc mơ của các nhà vật lý trong nhiều thập kỷ. Ở nhiệt độ cao hơn 100 triệu độ, như trong mặt trời, các hạt nhân nguyên tử va chạm với nhau, giải phóng một lượng lớn năng lượng trong quá trình này. Nếu chúng ta có thể học cách tạo ra những phản ứng này một cách có kiểm soát và bền vững ở đây trên Trái đất, nó có thể là một nguồn quan trọng của điện giá rẻ, luôn hoạt động, không chứa carbon, sử dụng nguồn nhiên liệu gần như không giới hạn.
Bây giờ họ đang cố gắng đạt được điều này với sự trợ giúp của các nam châm khổng lồ. Từ trường giữ một khí nóng gồm các ion và electron, được gọi là plasma, bên trong các lò phản ứng hình bánh rán (hình xuyến). Nam châm càng mạnh thì càng có thể tạo ra nhiều phản ứng nhiệt hạch trong một cơ sở nhỏ hơn và rẻ hơn.
Vấn đề chính là làm thế nào để đạt được công suất cần thiết và không bị rò rỉ nhiệt. Bất chấp nhiều thập kỷ nghiên cứu và đầu tư hàng tỷ đô la, vẫn chưa có ai xây dựng được một nhà máy nhiệt hạch có khả năng tạo ra nhiều năng lượng hơn mức tiêu thụ của nó. Tuy nhiên, các cuộc tìm kiếm hiện đang được tiến hành bởi hàng chục tổ chức trên khắp thế giới. Và họ đã đạt được một số tiến bộ gần đây.
Vì vậy, các nhà nghiên cứu từ Commonwealth Fusion Systems đã cố gắng đạt được cảm ứng từ trường trên 20 Tesla bằng cách sử dụng một nam châm hình chữ D nặng 10 tấn. Đây là một giá trị kỷ lục đối với một nam châm khổng lồ như vậy. Những người sáng lập công ty nói rằng kết quả này đã giải quyết được một thách thức kỹ thuật đáng kể cần thiết để phát triển một lò phản ứng nhiệt hạch nhỏ gọn và rẻ tiền.
Công ty hiện đang xây dựng một nhà máy để sản xuất hàng loạt nam châm và đang đặt nền móng cho một lò phản ứng nguyên mẫu. Nếu mọi việc diễn ra theo đúng kế hoạch, Khối thịnh vượng chung có kế hoạch bắt đầu cung cấp năng lượng nhiệt hạch vào lưới điện vào đầu những năm 2030.
Hệ thống loại bỏ carbon dioxide khỏi khí quyển
Nồng độ CO2 trong khí quyển từ lâu đã trở thành mối quan tâm không chỉ của các nhà khí hậu học, mà còn là mối quan tâm của các công ty lớn và chính phủ. Carbon dioxide tạo ra hiệu ứng nhà kính và dẫn đến biến đổi khí hậu, có thể trở nên không thể đảo ngược trong 10–20 năm. Phần lớn trọng tâm hiện nay là giảm lượng khí thải, nhưng cũng có các công nghệ để thu giữ CO2.
Năm 2021, nhà máy thu hồi CO2 trong khí quyển lớn nhất thế giới của Climeworks bắt đầu hoạt động ở Iceland . Nhà máy có tên “Orka” (trong tiếng Iceland có nghĩa là “năng lượng”) nên hút ra khỏi bầu khí quyển tới 4 nghìn tấn carbon dioxide hàng năm. Con số này tương đương với lượng khí thải của khoảng 790 xe ô tô trong một năm.
Hộp chứa đặc biệt có quạt mạnh giúp hút và lọc không khí. Carbon dioxide có áp suất được trộn với nước và sau đó được bơm dưới lòng đất qua các đường ống lớn để lưu trữ. Ở đó nó phản ứng với đá bazan và dần dần chuyển thành dạng khoáng chất. Điều này gần như được đảm bảo để giữ cho nó không xâm nhập trở lại bầu khí quyển.
Đóng góp của một nhà máy vào việc làm sạch hành tinh là rất nhỏ – chỉ 1% lượng khí thải của một nhà máy nhiệt điện than mỗi năm. Nhưng có hy vọng rằng việc xây dựng các nhà máy thu giữ carbon mới và lớn hơn sẽ trở nên quy mô. Và các nhà máy điện mới sẽ được xây dựng cùng với các bẫy của riêng chúng.
Không Ngộ
Theo TASS
