Diễn đàn kinh tế thế giới: 10 công nghệ mới nổi hàng đầu năm 2020

1. Kim tiêm siêu nhỏ để tiêm và xét nghiệm không đau

Những chiếc kim siêu nhỏ này, không quá độ dày của một tờ giấy và chiều rộng của sợi tóc người, có thể giúp chúng ta những mũi tiêm và xét nghiệm máu không đau.

“Các vi kim tiêm” xuyên qua da mà không gây ảnh hưởng đến các đầu dây thần kinh bên dưới và có thể được gắn vào ống tiêm hoặc miếng dán, hoặc thậm chí trộn vào kem. Chúng có thể cho phép thực hiện xét nghiệm máu tại nhà và gửi đến phòng thí nghiệm hoặc phân tích ngay tại chỗ.

Vì sử dụng chúng không yêu cầu thiết bị đắt tiền hoặc trình độ đào tạo cao, xét nghiệm và điều trị có thể được thực hiện ở những khu vực không được cung ứng đầy đủ phương tiện y tế, giúp việc chăm sóc dễ tiếp cận hơn.

2. Hóa học sử dụng năng lượng mặt trời

Quá trình tạo ra những chất hóa học mà con người cần đòi hỏi nhiên liệu hóa thạch. Tuy nhiên, một cách tiếp cận mới hứa hẹn giảm lượng khí thải của ngành công nghiệp này bằng cách sử dụng ánh sáng mặt trời để chuyển khí thải CO2 thành các hóa chất hữu ích.

Những phát triển gần đây về chất xúc tác kích hoạt bằng ánh sáng mặt trời là một bước tiến tới việc tạo ra các nhà máy lọc sử dụng năng lượng mặt trời để sản xuất các hợp chất hữu ích từ khí thải từ thuốc men, chất tẩy rửa đến phân bón và các sản phẩm dệt may.

3. Bệnh nhân ảo

Nếu ý tưởng hoán đổi người thật bằng các mô phỏng để thực hiện các thử nghiệm lâm sàng nhanh hơn và an toàn hơn có vẻ đơn giản, thì quá trình nghiên cứu khoa học đằng sau đó là điều hoàn toàn ngược lại.

Dữ liệu lấy từ hình ảnh có độ phân giải cao của một cơ quan người được đưa vào một mô hình toán học phức tạp để mô phỏng các cơ chế kiểm soát chức năng của cơ quan đó.

Sau đó, các thuật toán máy tính giải quyết các phương trình này và tạo ra một cơ quan ảo hoạt động như thật. Các cơ quan hoặc hệ thống cơ thể ảo như vậy có thể thay thế con người trong những đánh giá ban đầu về thuốc và phương pháp điều trị, giúp quá trình này nhanh hơn, an toàn hơn và ít tốn kém hơn.

4. Spacial computing

Spatial computing là bước tiếp theo trong quá trình kết hợp thế giới vật lý và kỹ thuật số mà chúng ta đang thấy với các ứng dụng thực tế ảo (VR) và thực tế tăng cường (AR).

Giống như VR và AR, nó số hóa các đối tượng kết nối qua đám mây, cho phép các cảm biến và động cơ phản ứng với nhau và tạo ra một đại diện kỹ thuật số của thế giới thực.

Nhưng spatial computing còn tiên tiến hơn thế, nó thêm bản đồ không gian cho phép một "điều phối viên" máy tính theo dõi và kiểm soát các chuyển động và tương tác của các đối tượng khi một người di chuyển qua thế giới kỹ thuật số hoặc vật lý. Công nghệ này sẽ mang lại những phát triển mới về cách con người và máy móc tương tác, trong công nghiệp, chăm sóc sức khỏe, giao thông vận tải và gia đình.

5. Y học kỹ thuật số

Y học kỹ thuật số sẽ không sớm thay thế bác sĩ nhưng các ứng dụng theo dõi tình trạng bệnh hoặc quản lý liệu pháp có thể nâng cao khả năng chăm sóc bệnh nhân và hỗ trợ những bệnh nhân có khả năng tiếp cận dịch vụ y tế hạn chế.

Nhiều đồng hồ thông minh đã có thể phát hiện xem người đeo của chúng có nhịp tim không đều hay không và các công cụ tương tự đang được nghiên cứu có thể giúp chữa rối loạn nhịp thở, trầm cảm, Alzheimer và hơn thế nữa.

Thuốc chứa cảm biến thậm chí đang được phát triển - những loại thuốc này sẽ gửi dữ liệu đến các ứng dụng để giúp phát hiện những thứ như nhiệt độ cơ thể, chảy máu dạ dày và DNA ung thư.

6. Hàng không chạy bằng điện

Động cơ điện sẽ cho phép ngành hàng không cắt giảm lượng khí thải carbon, giảm chi phí nhiên liệu và giảm tiếng ồn lớn. Một loạt các tổ chức từ Airbus đến NASA đang nghiên cứu công nghệ trong lĩnh vực này.

Mặc dù các chuyến bay điện đường dài có thể vẫn còn khá xa vời và có những rào cản về chi phí và quy định, nhưng những đầu tư đáng kể vẫn được đổ vào công nghệ này.

Có khoảng 170 dự án máy bay điện đang được phát triển, chủ yếu dành cho việc đi lại của tư nhân, công ty, nhưng Airbus cho biết họ có thể sở hữu các máy bay điện với 100 hành khách sẵn sàng cất cánh vào năm 2030.

7. Xi măng thải ít khí cacbon hơn

Hiện nay, 4 tỷ tấn xi măng - thành phần quan trọng của bê tông - được sản xuất hàng năm, trong một quá trình đòi hỏi phải đốt nhiên liệu hóa thạch. Quá trình này chiếm khoảng 8% lượng khí thải CO2 toàn cầu.

Khi tốc độ đô thị hóa tăng lên trong 30 năm tới, con số này sẽ tăng lên 5 tỷ tấn. Các nhà nghiên cứu và công ty startup đang nghiên cứu các phương pháp tiếp cận thải ít khí carbon hơn, bao gồm điều chỉnh sự cân bằng của các thành phần được sử dụng trong quá trình này, sử dụng công nghệ lưu trữ và thu giữ carbon để loại bỏ khí thải và lấy xi măng ra khỏi bê tông hoàn toàn.

8. Cảm biến lượng tử

Hãy tưởng tượng những chiếc ô tô tự lái có thể “nhìn được” góc khuất hoặc máy quét di động có thể theo dõi hoạt động não bộ của một người. Cảm biến lượng tử có thể biến những điều này trở thành hiện thực.

Cảm biến lượng tử hoạt động với mức độ chính xác cực cao bằng cách khai thác bản chất lượng tử của vật chất - ví dụ: sử dụng sự khác biệt giữa các electron ở các trạng thái năng lượng khác nhau làm đơn vị cơ sở. Hầu hết các hệ thống này đều phức tạp và đắt tiền, nhưng các ví dụ vi mô hơn, giá cả phải chăng hơn đang được phát triển có thể mở ra các ứng dụng mới.

9. Hydro xanh

Khi hydro cháy, sản phẩm phụ duy nhất là nước - và khi nó được tạo ra thông qua quá trình điện phân sử dụng năng lượng tái tạo, nó sẽ trở thành "xanh". Đầu năm nay, người ta dự đoán hydro xanh sẽ trở thành thị trường trị giá 12 nghìn tỷ USD vào năm 2050. Tại sao?

Vì nó có thể đóng một vai trò quan trọng trong quá trình chuyển đổi năng lượng bằng cách giúp các lĩnh vực, vốn đòi hỏi nhiên liệu năng lượng cao, giảm thiểu khí thải cacbon - như vận chuyển và sản xuất.

10. Tổng hợp toàn bộ bộ gen

Những cải tiến trong công nghệ để thiết kế các trình tự di truyền được đưa vào vi sinh vật cho phép thay đổi một lượng lớn vật liệu di truyền hơn bao giờ hết, giúp thay đổi bộ gen rộng rãi hơn.

Điều này có thể cung cấp thông tin chi tiết về cách vi-rút lây lan hoặc giúp sản xuất vắc-xin và các phương pháp điều trị khác. Trong tương lai, nó có thể giúp sản xuất bền vững hóa chất, nhiên liệu hoặc vật liệu xây dựng từ sinh khối hoặc khí thải.

Và nó thậm chí có thể cho phép các nhà khoa học thiết kế các cây kháng mầm bệnh, hoặc chúng ta viết bộ gen của riêng mình - tất nhiên là khả năng công nghệ này bị lạm dụng có thể xảy ra, nhưng nó cũng mở ra cánh cửa để chữa các bệnh di truyền.