Những phát minh nổi bật của thế giới năm 2013

1. Ra đời ô tô tự lái

Ô tô tự lái hoặc ô tô không người lái là phát minh độc đáo do nhóm kỹ sư tập đoàn xe hơi General Motors (GM), gồm John Capp, Jeremy Salinger, Eric Raphael phát minh. Từ lâu, ô tô tự lái là ước mơ của ngành công nghiệp xe hơi, người ta xem đây là thứ khoa học viễn tưởng, nhưng nay nó đã và đang trở thành hiện thực. Hãng GM hiện đang hoàn thiện tiếp những công đoạn cuối cùng, đặc biệt là chế tạo các chi tiết để cho ra đời một loại sản phẩm hoàn chỉnh. Ô tô tự lái kết hợp 2 loại công nghệ hiện có là công nghệ giám sát hành trình, hay còn gọi là công nghệ ACC (Adaptive Cruise) và công nghệ đi đúng tâm đường (Lane centering). Cả hai công nghệ này được hợp nhất làm tăng tính chủ động và điều chỉnh tốc độ. Nó có tính năng giống như công nghệ giám sát bám đường (TCS), chống bó cứng phanh (ABS), định vị toàn cầu và nhiều tính năng độc lập khác. Cả 2 công nghệ nói trên được tích hợp từ hệ thống siêu hành trình (SCS) cho phép xe tự hành mà không cần người lái, vận hành ở tốc độ cao trên các tuyến đường cao tốc và sẽ được đưa vào sản xuất đại trà trước năm 2018.

Nguyên lý làm việc của xe tự lái là khả năng tránh va chạm, xe được trang bị hệ thống rađa đường dài có thể phát hiện chướng ngại vật cách xa 300 feet (gần 10 mét). Từ đó xe tự tăng, giảm tốc để giữ  khoảng cách an toàn với xe phía trước. Khả năng căn đúng tâm đường là một trong những tiêu chí quan trọng của xe tự lái. Sử dụng hệ thống định vị GPS và các camera quang học hồng ngoại, vì vậy hệ thống SCS của xe có thể "nhận được" đường phía trước và điều chỉnh để giúp xe lúc nào cũng đi ở chính giữa tâm đường, an toàn cả cho người lẫn thiết bị.

2. Thiết bị lọc nước có chi phí cực rẻ

Có tên là thiết bị lọc nước MWF (Moringa-Seed Water Filter) của nữ sinh đại học 18 tuổi người Mỹ Meghan Shea ở West Chester, Pennylrania (Mỹ) phát minh. MWF có khả năng loại bỏ tới 99% khuẩn E.coli, vi khuẩn. Đặc biệt, ai cũng có thể làm được nên có khả năng giải cứu tính mạng cho hàng triệu người ở những vùng kinh tế khó khăn. Việc ra đời thiết bị lọc MWF của Meghan Shea cũng rất tình cờ sau khi dự một hội nghị tại ĐH Bách khoa Texas năm 2012. Tại đây Meghan Shea được nghe nói đến một loại cây nhiệt đới có tên cây chùm ngây. Loại cây nhiệt đới có hạt này có thể dùng để lọc, làm sạch vi khuẩn và tạp chất, biến nước hôi, nước bẩn thành nước uống. Hạt cây chùm ngây (tên khoa học Moringa Oleifera) sau khi nghiền nát trộn với nước, 1 giờ sau bột lắng, gạn bỏ. Kết quả, protein kháng khuẩn từ hạt cây chùm ngây tiết ra có khả năng diệt vi khuẩn và các tạp chất gây bệnh. Bộ lọc MWF có thiết kế đơn giản theo kiểu phân đoạn, được chế từ nhựa PVC, chai plastic hoặc tre nứa, dùng để đựng bột đã nghiền nát, giống như vải lọc hoặc than hoạt tính. Bộ lọc nói trên đã được trao giải sáng tạo và rất phù hợp cho những vùng nông thôn hẻo lánh nhằm hạn chế độc tố gây bệnh có trong nguồn nước và là giải pháp cung cấp nước sạch cho những người dân trong vùng.

3. Rô bốt hỗ trợ những người bại liệt

Có tên Indego Exoskeleton do nhóm kỹ sư ĐH Vanderbilt và công ty Parker Hannifin Corp. là Michael Goldfarb và  Ryan Farrisđược thiết kế và được xem là một trong những phát minh sáng chói trong lĩnh vực y học, cơ khí và điện tử. Thực chất đây là bộ rôbốt dạng áo hỗ trợ những người tàn tật phục hồi sau chấn thương, tự đi đứng, di  chuyển. Indego Exoskeleton có thể lắp khít xung quanh thân và kéo dài xuống tận mắt cá chân, bao gồm các động cơ điện vận hành bằng ắc quy giúp các khớp gối và hông chuyển động. Người dùng có thể vận hành áo bằng cách tập đứng lên đi tiến, lùi và có thể đứng lên và đi lại sau hàng giờ mỗi lần, rất phù hợp cho những người bại liệt những người bị tàn phế, và phục hồi chấn thương, kể cả những nhóm người mắc bệnh về xương, tuần hoàn máu kém. Tóm lại, nó được xem là thiết bị hỗ trợ đắc lực cho những người bại liệt nay có thể đi đứng, di chuyển mà không cần đến sự trợ giúp của những người xung quanh.

4. Máy bay không người lái dùng cho hải quân Mỹ

Năm 2013, nhóm chuyên gia gồm đại úy Jaime Engdahl, Don Blottenberger (Hải quân Mỹ); Carl Johnson, Tim Kesecker (Tập đoàn Northrop Grumman) đã hợp tác thiết kế loại máy bay không người lái có tên X-47B,  có khả năng hạ cánh xuống tàu sân bay USS Gerge H.W. Bush một cách dễ dàng, khắc phục được nhược điểm của các loại máy bay chiến đấu khi phải hạ cánh trên biển. X-47B đã thực hiện chuyến bay thử nghiệm thành công ngày 10-7-2013 và được xem là bước ngoặt trong dự án mang tên UCAS-D (Trình diễn hệ thống máy bay chiến đấu không người lái của hải quân Mỹ) kéo dài trên 10 năm. Dự án mở đường cho việc sản xuất các loại máy bay không người lái có thể tự cất và hạ cánh trên các tàu sân bay.

5. Chế tạo nẹp khí quản bằng máy in 3D

Hẹp đường thở là căn bệnh hiếm gặp làm cho khí quản bị tổn thương và là căn bệnh gây tử vong rất cao ở nhóm trẻ sơ sinh do đường khí quản mềm yếu và nhỏ hẹp. Tháng 2-2012 bác sĩ phẫu thuật nhi Glenn Green và kỹ sư y sinh Scott Holister ở ĐH Michigan Mỹ đã nghiên cứu và dùng máy in 3D tạo thành công nẹp khí quản, sau đó cấy ghép vào cho bệnh nhân ở Ohio Mỹ. Ca phẫu thuật bệnh hẹp đường thở mở ra triển vọng mới trong cuộc chiến điều trị bệnh hẹp đường thở (Tracheobronchomalacia) cho con người, cứu sống đứa trẻ có tên Giondriddo mắc phải căn bệnh hẹp đường khí thở. Để tạo miếng nẹp này, nhóm chuyên gia đã sử dụng một máy chụp cắt lớp (CT) khí quản của Giondriddo và phế quản bên trái. Tạo ra một dạng khuôn sau đò dùng khuôn để chế ra một miếng nẹp có kích thước tương tự khí quản thực của đứa trẻ và sau đó phẫu thuật cho Giondriddo. Ngay lập tức miếng nẹp đã phát huy tác dụng mở rộng đường khí quản và giúp bệnh nhân thở được bình thường. Ngoài việc giữ cho phế quản luôn ở trạng thái  mở, miếng nẹp còn tạo ra “giàn giáo” giúp cho sụn mô phát triển một cách tự nhiên, trong khi đó vật liệu gốc có tên polycaprolactone tự tiêu hủy và vô hại đối với cơ thể người bệnh.

6. Ngón tay rô bốt cảm nhận như ngón tay người

Nhóm chuyên gia gồm giáo sư Gerald Loeb ở ĐH Southern California và Jeremy Fishel ở công ty công nghệ SynTouch (Mỹ) vừa phát triển một loại  ngón tay được trang bị sensor cảm ứng và thuật toán đặc biệt, có thể sờ và nhận biết các loại vật liệu như con người. Qua thử nghiệm ở 117 nhóm vật liêu khác nhau, từ vải, đồ dùng văn phòng tới các thiết bị máy móc..., độ chính xác đạt trên 95%, thậm chí còn phân biệt được cả vật liệu mà tay người đôi khi không phân biệt được.

7. Siêu sinh vật ảo

Đây là mẫu máy bay hiện đang được nhóm chuyên gia ở ĐH Pennsylvanie và ĐH Carnegie Mellon, cùng Công ty KMel Robotic hợp tác chế tạo dựa trên ý tưởng loài chim hay còn gọi là siêu sinh vật ảo. Được điều khiển thông qua cảm biến truyền thông và di động để thâm nhập vào các mục tiêu của đối phương. Đây là phi đội rôbốt siêu nhỏ,  được thiết kế và trang bị các bộ xử lý và cảm biến di động, có thể đo được tốc độ, hay lực cản của gió. Ngoài ra nó còn  được trang bị các ăng-ten không dây tầm ngắn để tự liên lạc với nhau. Khả năng này giúp cho các siêu sinh vật ảo tạo ra những phi đội luồn lách vào các ngõ ngách, vượt qua những cửa sổ mà không bị đối phương phát hiện. Trước mắt, các loại máy bay này sẽ được dùng cho việc giám sát xây dựng, giám sát môi trường cũng như những ứng dụng trong lĩnh vực an ninh, quốc phòng.

K.N

(Theo PopsciScience -11/2013)