Những phát minh khoa học ấn tượng năm 2013

Vật liệu siêu nhẹ dùng trong hàng không, bóng đèn phát sóng wifi, thiết bị cảnh báo sớm nhồi máu cơ tim, hay lọ thuốc thông minh nhắc chủ nhân uống thuốc đúng giờ, hoặc đơn giản mà hữu dụng như bút phát hiện lỗi chính tả, v.v. là những phát minh ấn tượng và hữu ích nhất trong năm 2013.

1. Loại vật liệu siêu nhẹ dùng trong hàng không

Một trong những nhiệm vụ quan trọng đặt ra cho ngành công nghiệp hàng không ngày nay là tăng ưu thế trọng lượng, tăng sức bền và thời gian sử dụng thiết bị. Yêu cầu đó có thể được giải quyết nhờ phát minh và ứng dụng loại vật liệu siêu nhẹ do Viện Nghiên cứu toàn Nga Evgeni Kablov tiến hành. Hợp kim mới siêu nhẹ loại 1933, hay hợp kim nhôm-liti vừa được phát minh này, sẽ giúp giảm đến 30% trọng lượng kết cấu của máy bay và tên lửa, nhờ đó cũng giúp giảm lượng nhiên liệu được tiêu thụ. Hợp kim mới này sẽ thay thế cho hợp kim AK6 hiện nay và được sử dụng trong chế tạo máy bay AN-148, SSJ-100, cũng như các tàu hàng không quân sự và tên lửa của Nga.

2. Túi chống lụt

Cậu bé Peyton Robertson, 11 tuổi, người Mỹ đã chạm đến phần thưởng cao nhất trong cuộc thi sáng tạo dành cho các nhà khoa học trẻ Young Scientist Challenge do kênh Discovery Education và 3M tổ chức hằng năm. Peyton đã sáng chế một loại túi chống ngập lụt để người dân có thể dễ dàng ứng phó trước những thay đổi khí hậu đột ngột như hiện nay. Đây được xem là một hệ thống phòng bị khá tốt chống lại những trận ngập lụt đến từ những cơn bão lớn. Chính những thiệt hại của cơn bão Sandy từng tàn phá ở Mỹ đã khiến Peyton phải suy nghĩ: “Làm cách nào giúp người dân tự bảo vệ trước thiên tai?” và ý tưởng cũng bắt đầu từ đó. Cậu bé đã bỏ ra một năm chỉ để nghiên cứu loại túi hữu ích này. Theo trang Gentside, đó là loại túi đựng cát chứa hỗn hợp muối và polymer dạng lỏng, rất nhẹ nên dễ dàng vận chuyển cũng như dự trữ. Loại túi này khi gặp nước sẽ trương phình, tạo thành các bờ đê ngăn nước tràn vào khu dân cư.

3. Bóng đèn phát sóng wifi

Nhóm các nhà nghiên cứu thuộc trường Đại học Phục Đán ở thành phố Thượng Hải (Trung Quốc) đã phát minh ra bóng đèn đầu tiên trên thế giới có khả năng phát tín hiệu wifi. Loại bóng đèn này có tên gọi là LiFi và được phát triển từ bóng đèn LED công nghệ mới. Các chuyên gia đánh giá bóng đèn này hoạt động tốt hơn các hệ thống phát wifi đang được sử dụng phổ biến ở Trung Quốc. Theo tạp chí Gizmodo, 4 thiết bị công nghệ đặt gần bóng đèn LiFi có thể kết nối với tín hiệu wifi sử dụng các tần số ánh sáng thay vì sóng radio. Bóng đèn được gắn một vi mạch có thể phát ra tín hiệu với tốc độ 150 Mbps, nhanh hơn tốc độ kết nối wifi trung bình ở Trung Quốc. Bóng đèn LiFi cũng chỉ sử dụng 5% năng lượng so với các thiết bị phát wifi khác. Các chuyên gia nhận định cách kết nối Internet nhanh, rẻ và tiết kiệm năng lượng này có thể được sử dụng phổ biến trong các gia đình ở Trung Quốc, khi ngày càng nhiều người chuyển sử dụng bóng đèn truyền thống sang bóng đèn LED. Mặc dù công nghệ mới phù hợp với những xu hướng công nghệ của Trung Quốc, nhưng việc phát triển đang gặp phải những vấn đề về thiết kế và sản xuất, đặc biệt là khó khăn trong việc thiết kế vi mạch. Ngoài ra, kết nối wifi bị mất khi bóng điện tắt hay ánh sáng tới thiết bị bị che lấp.

4. Thiết bị kiểm soát năng lượng thức ăn

Những người quan tâm đến trọng lượng bản thân có thể cần đến thiết bị cầm tay có tên gọi TellSpec, có cài đặt bộ cảm biến quét qua đĩa thức ăn và thông báo chính xác số calo. Thiết bị này được phát minh bởi các nhà khoa học người Canađa, có thể phát hiện được thực phẩm có khả năng gây dị ứng, các hóa chất trong thức ăn, chất dinh dưỡng, năng lượng cung ứng và các thành phần khác trong khẩu phần thức ăn của người dùng. TellSpec phối hợp hoạt động với một điện thoại di động, trong đó bao gồm máy quang phổ phân tích hợp chất hóa học có trong các thực phẩm. Đặc biệt, thiết bị không chỉ quét qua thức ăn chín mà còn có thể cho thông tin về các thực phẩm đang có trong các quầy hàng ở siêu thị để người dùng quyết định mua. Các dữ liệu mà thiết bị thu thập sẽ được tải lên máy chủ web để được xử lý và nhanh chóng trả lại kết quả cho điện thoại di động của người dùng.

5. Thiết bị Kardiosens cảnh báo sớm nhồi máu cơ tim

Leonid Panfilov - một sinh viên thuộc Đại học Tổng hợp Hạt nhân quốc gia của Nga vừa phát minh ra một công cụ cảnh báo sớm nhồi máu cơ tim. Thiết bị tự động này có tên Kardiosens - bao gồm máy phân tích protein siêu nhỏ và các thiết bị điều khiển, có thể lắp vào răng bệnh nhân, giúp kiểm tra liên tục protein trong nước bọt. Khi phát hiện trong protein có thành phần gây nhồi máu, máy sẽ gửi tín hiệu đến thiết bị điều khiển được đeo trên cánh tay và sẽ báo với chủ nhân về mối nguy hiểm sắp đến. Tại thời điểm thích hợp, thiết bị sẽ rung, phát tín hiệu âm thanh và sáng đèn. Thiết bị này có thể cảnh báo bệnh nhân biết nguy cơ cơn nhồi máu cơ tim trước 3-7 giờ. Nhờ đó, bệnh nhân có đủ thời gian để tìm sự giúp đỡ y tế, đồng thời giúp người có nguy cơ nhồi máu cơ tim không phải thường xuyên ghé thăm bác sĩ để kiểm tra.

6. Bếp quang năng di động

Một loại bếp quang năng di động có tên GoSun có khả năng nấu một bữa ăn hoàn chỉnh, kể cả trong những ngày nhiều mây. Chiếc bếp này sử dụng gương parabol để thu ánh sáng mặt trời tập trung vào ống nấu được làm từ thủy tinh borosilicate có khả năng chịu được sốc nhiệt. Trong lòng ống lót đồng, thép không gỉ và nitrile nhôm để hấp thụ và dẫn nhiệt từ tia nắng mặt trời tốt hơn. Ống có chiều dài 0,6m, đường kính 5cm, đủ để chứa khoảng 1,4 kg thực phẩm hoặc 1,6 lít chất lỏng. Sau khi mở nắp và đặt bếp dưới ánh nắng mặt trời, các tấm gương sẽ tập trung ánh sáng vào ống giữa. Sau khoảng 10 phút làm nóng, thời gian nấu bếp phụ thuộc vào các loại thực phẩm và cường độ ánh sáng mặt trời lúc nấu. Vào những ngày nắng đẹp, có thể nướng 6 chiếc hotdog trong 10 phút. Trong những ngày nhiều mây, nướng một khay bánh muffin sẽ mất khoảng 2 tiếng. Các nhà phát minh cho biết nhiệt độ tốt nhất để nấu bằng lò quang năng này là từ 93 - 288°C. Bếp này cũng gồm một khay trượt có tay cầm chịu nhiệt, cho phép người nấu thêm hoặc bỏ bớt thực phẩm bất cứ lúc nào. Bên cạnh thiết kế hình ống, điểm thực sự nổi bật của bếp GoSun là tính di động của nó, có thể dễ dàng nhét vào ba lô hoặc túi xách. Các nhà thiết kế hy vọng bếp GoSun là một thiết bị thân thiện với môi trường vì có khả năng thay thế cho các loại bếp lò sử dụng củi làm chất đốt.

7. Robot P37 S65 - trợ thủ đắc lực cho người cao niên

Vốn là kỹ sư phần mềm, Espingardeiro đang hoàn thành chương trình tiến sĩ với đề tài tương tác giữa robot và con người. Ông vừa phát triển một mô hình robot chăm sóc người cao tuổi tên là P37 S65, có thể cung cấp các dịch vụ chăm sóc cơ bản, theo dõi sức khỏe người già và liên lạc với bác sĩ. Với các cảm biến và camera giám sát, robot P37 S65 có thể giúp đỡ những người mắc bệnh mất trí nhớ, nhắc nhở họ về công việc hằng ngày và lưu trữ những thông tin quan trọng như số điện thoại hoặc các loại thuốc, những thứ mà người cao tuổi có thể quên. Và với một vài kỹ năng giao tiếp, robot cũng có thể giữ cho tâm trí người cao tuổi minh mẫn bằng cách “chat-chit” với họ, thử thách họ bằng những câu hỏi hoặc trò chơi trong khi theo dõi sự cải tiến hoặc sụt giảm trí nhớ của họ theo thời gian. Bên cạnh đó, bác sĩ có thể thường xuyên kiểm tra bệnh nhân thông qua màn hình robot và các thành viên trong gia đình có thể giao tiếp từ xa với cha mẹ hoặc ông bà mình. Với trí thông minh nhân tạo và thiết kế hình người, robot này thậm chí có thể đóng vai như những người bạn, chia sẻ niềm vui, nỗi buồn, làm giảm sự cô đơn ở những người cao tuổi.

8. Lọ thuốc thông minh

Đây là phát minh của Tiến sĩ Emil Jovanov, giảng viên Khoa Kỹ thuật điện và máy tính của trường Đại học Alabama (Mỹ). Lọ thuốc đặc biệt này hoạt động bằng cách sử dụng một cảm biến có khả năng ghi nhận thời gian nắp của lọ thuốc được mở ra, đồng thời theo dõi số lượng viên thuốc hoặc dung tích thuốc (nếu là dạng lỏng) còn lại bên trong. Khi cảm biến phát hiện sự thay đổi, nó sẽ gửi thông tin đến điện thoại của bệnh nhân bằng tin nhắn hoặc email. Mỗi khi đến giờ uống thuốc, bóng đèn nhỏ trong lọ thuốc sẽ nhấp nháy kèm theo đó là âm thanh nhắc nhở. Tiến sĩ Jovanov cho biết công nghệ chế tạo lọ thuốc thông minh đã được chuyển giao cho công ty AdhereTech sản xuất.

9. Máy giặt bỏ túi

Pu Qingliang - một sinh viên cơ khí 21 tuổi đang học tại Viện Dạy nghề cơ điện Trùng Khánh (Trung Quốc) đã nảy ra ý tưởng chế tạo máy giặt gập sau khi người bạn cùng phòng phàn nàn về việc giặt giũ hằng ngày. Khối lượng máy giặt của anh chỉ vỏn vẹn 3kg. Thân, ống của máy là những bộ phận mà người sử dụng có thể gập lại. Khi người sử dụng mở thân máy, nó sẽ biến thành một thùng giặt, gồm một trục xoay kết nối với môtơ điện nhỏ. Máy giặt của Pu có thể làm sạch tối đa 5 quần, áo trong mỗi lần giặt. Nó không có chức năng hẹn giờ nên người sử dụng sẽ tự rút phích điện khi họ muốn máy dừng. Haier là tập đoàn sản xuất đồ điện gia dụng lớn nhất thế giới, thông báo rằng họ đã liên lạc với Pu để mua bản quyền phát minh của anh và Pu cũng đã đăng ký quyền sở hữu trí tuệ đối với chiếc máy.

10. Thiết bị thử máu dưới da siêu nhỏ

Đội ngũ chuyên gia của Đại học Bách khoa liên bang Lausanne (Thụy Sĩ) đã phát minh một loại thiết bị thử máu nhỏ xíu, chỉ dài 14 mm, có khả năng kiểm tra ngay lập tức 5 dạng chất khác nhau trong máu và kết quả sẽ được gửi vào điện thoại của bác sĩ bằng công nghệ bluetooth. Thiết bị này được thiết kế để luồn vào da, giống như kim tiêm, ở phần mô khe bên dưới lớp da ở vùng bụng, chân hoặc tay. Và nó có thể giữ nguyên vị trí trong nhiều tháng trước khi đến lúc cần phải thay hoặc lấy ra. Thiết bị này đặc biệt hữu dụng để theo dõi những bệnh nhân mắc các chứng bệnh kinh niên như cholesterol cao và tiểu đường, cũng như theo dõi ảnh hưởng của liệu pháp điều trị đang sử dụng, như hóa trị.

11. Bàn tay điện tử đầu tiên biết cảm giác

Viện Kỹ thuật liên bang Thuỵ Sĩ (EPFL) đã phát minh thành công bàn tay điện tử đầu tiên có khả năng đem lại cho người tàn tật những cảm giác sống động như thật về vật nắm trên tay. Các nhà khoa học cho biết thêm, từ trước đến giờ, các bộ phận nhân tạo chỉ có khả năng truyền tải tín hiệu từ bộ não đến những bộ phận khiếm khuyết trên cơ thể và biến chúng thành những cử động, nhưng các bệnh nhân không hề có cảm giác. Với phát minh mới này, bàn tay điện tử sẽ kết nối trực tiếp với hệ thống thần kinh qua các điện cực kẹp trên hai dây thần kinh chính của cánh tay, với mục đích khôi phục lại cảm giác chạm vào vật ở người tàn tật. Các điện cực sẽ giúp các bệnh nhân điều khiển tay bằng ý nghĩ, đồng thời sẽ gửi tín hiệu đó trở lại não bộ. Các nhà khoa học hy vọng rằng, bước đột phá này sẽ mở đường cho thế hệ mới của các bộ phận nhân tạo trên cơ thể, tăng khả năng khéo léo và cung cấp cảm giác cho người tàn tật.

12. Bút phát hiện lỗi chính tả

Nhà phát minh người Đức Falk Wolsky và người vợ tên Mandy đã quyết định tạo ra cây bút Lernstift (tức “Bút học” theo tiếng Đức) sau khi chứng kiến cảnh con trai của họ chật vật học viết. Nguyên mẫu đầu tiên của bút công nghệ cao Lernstift được lập trình để nhận ra những chuyển động cụ thể có liên quan đến từng hình dạng chữ, và có thể phát hiện những lỗi sai về chính tả lẫn ngữ pháp. Cây bút có hai chế độ: chế độ thư pháp để phát hiện lỗi về hình thái hoặc chữ viết có được rõ nét hay không, trong khi chế độ còn lại nhằm tìm ra lỗi về ngữ pháp. Khi xác định người cầm bút viết sai hoặc cầm bút quá chặt, Lernstift sẽ phản ứng bằng cách rung lên. Vợ chồng nhà phát minh Wolsky cho biết, cây bút Lernstift của họ có thể hỗ trợ trẻ con tập viết nhanh hơn và chính xác hơn. Họ còn dự định lắp thêm bộ phận phát wifi, cho phép giáo viên gửi ngay lỗi mà học sinh vừa mắc phải cho phụ huynh.

13. Máy “dệt” được gạch

Công ty sản xuất thiết bị xây dựng Vanku (Hà Lan) đã sáng chế ra chiếc máy dệt gạch/đá độc đáo có tên Tiger-Stone, giúp tiết kiệm thời gian và sức lực cho công nhân. Công việc lát gạch trên những con phố đã được chiếc máy dệt gạch hỗ trợ một cách hữu hiệu. Chiếc máy này mỗi lần có thể “dệt” ra những “tấm thảm gạch” hoặc “thảm đá” có bề ngang 4-6 m, diện tích lên đến 400 m² với sự sắp xếp họa tiết một cách tài tình. Nhờ có chiếc máy này mà việc lát gạch/đá sẽ trở nên dễ dàng hơn rất nhiều. Điểm yếu duy nhất của chiếc máy này là giá thành khá cao, từ 60.000-80.000 euro tùy thuộc bề ngang của làn gạch cần trải, nhưng có lẽ với thiết bị thông minh như thế này thì bất cứ ai cũng muốn sở hữu nó.