7 phát minh khoa học ấn tượng của năm 2011

Tạp chí Khoa học phổ thông (PS) của Mỹ vừa bình chọn và công bố danh sách Top 10 phát minh ấn tượng nhất trong năm để trao giải IA 2011 (Invention Award). Dưới đây là 7 phát minh tiêu biểu.

1. Bàn tay giả điện tử
Đứng đầu danh sách này là bàn tay giả điện tử có tên là Stark Hand (SH) của chuyên gia phát minh người Mỹ, Mark Stark; làm được nhiều chức năng không khác gì bàn tay sinh học thực thụ. Thiết kế truyền thống của một bàn tay giả thường có 3 dạng, một là bàn tay thẩm mỹ, lắp cho đẹp; hai là chỉ bao gồm những chiếc móc và ba là có thiết kế kiểu cơ học với mức chi phí thấp. Nhược điểm của những thiết kế này là có ứng dụng hẹp, để làm cảnh là chính. Gần đây, những bản thể mới được ra đời, chủ yếu là dạng điện tử nhưng chi phí lại rất đắt, có khi đến hàng chục ngàn USD. Bàn tay THS của Mark Stark lại kết hợp của những thiết kế này, hạn chế tối đa chi tiết nên vừa nhẹ, cơ động và quan trọng hơn là giá thành rẻ. Đặc thù chính là phi điện tử; các ngón đều có 3 đốt, riêng ngón cái có 2 đốt, có thể gập vào, cầm nắm đồ vật thoải mái. Bàn tay giả được lắp vào một chiếc ống phối lắp với khuỷu tay và được điều khiển bằng một dây cáp nịt vào vai, theo đó, khi nhún vai dây cáp kéo hoặc mở móc; hệ thống ổ cắm-cáp có thêm một chiếc cần lắp vào mu bàn tay, nối với 5 cáp nhỏ liên thông phía sau từng ngón, hoạt động nhờ lò xo để kẹp hoặc mở ngón tay. Phát minh của Mark Stark chính thức đã được chọn trao giải, hoàn thành trong thời gian 7 năm nghiên cứu với chí phí 18.000 USD.

2. Găng tay chống tội phạm
Sau 7 năm nghiên cứu, chuyên gia người Mỹ David Brown cùng đồng nghiệp nghiên cứu thành công một loại găng tay đặc biệt, găng tay chống tội phạm có tên là The BodyGuard (TBG) sử dụng nguồn điện cao/camera ghi hình, bút chỉ lazer và đèn pin. TBG được xem là công cụ hữu ích phòng vệ và ngăn ngừa tình trạng bạo lực, nặng không quá 3 pound (1,15kg) được bọc một lớp vỏ cứng trùm đến khuỷu. Bên trong lắp bộ nguồn cấp điện (phát điện nhờ 4 điện cực ở cổ tay) và một nút điều khiển ở trên mu bàn tay, ngoài ra còn có các nút tương tự để kích hoạt con trỏ lazer, camera và đèn pin. Mỗi khi gặp kẻ tấn công chỉ cần đưa tay lên đỡ, và kích hoạt hệ thống đèn trỏ lazer, camera hoạt động, nó sẽ ghi lại rõ nét hình ảnh kẻ cướp, làm cho chúng sợ bỏ chạy hay chống cự. Đồng thời với những hình ảnh thu được nó còn truyền dữ liệu về cho trung tâm, truy tìm thủ phạm nhờ dữ liệu sinh học có sẵn.

3. Máy in tốc độ cực lớn
Kỹ sư Alex Breton người Thụy Điển mới đây hoàn thành nghiên cứu dài 11 năm, chi phí 10 triệu USD, chế tạo thành công một loại máy in cầm tay có tên là PrinBush, tốc độ cực nhanh, chỉ cần 10 giây in xong một trang tài liệu, máy nặng 8,8 aoxơ (khoảng 250 gam) sử dụng máy in phun, dùng phần mềm định vị và quang học. Máy có thể in được trên mọi chất liệu, như giấy, nhựa palastic, gỗ và cả bề mặt vải sợi. PrinBush trông giống một con chuột máy tính hơn là chiếc máy in, chỉ cần cho nó chạy trên bề mặt vật liệu in, các sensor (cảm biến quang học) sẽ kiểm soát tốc độ, chiều đi để hiệu chỉnh pixel và các yếu tố cần thiết khác.

4. Kính LCD chống lóe
Tiến sĩ vật lý Chris Mullin ở Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrenence ở California (Mỹ) vừa kết thúc nghiên cứu dài 8 năm với chi phí 2 triệu USD, phát minh ra một loại kính tinh thể lỏng LCD có khả năng chống lóe, rất phù hợp dùng cho quân đội, đặc biệt làm cho phi công và bộ binh chiến đấu trong môi trường có nắng to và độ phản chiếu lớn, có tên là kính Dynamic Eye Sunglasses (DES). Nguyên lý làm việc của DES là giúp mắt chống lại phản chiếu chói bằng phương pháp điện tử, trong đó sử dụng tinh thể lỏng tăng cường cho mắt kính, nhìn dễ giống như mắt kính bình thường. Đặc biệt nó còn được trang bị một sensor (cảm biến) cực nhỏ tại cầu nối giữa hai mắt (phần trùm lên mũi), chi tiết này có tác dụng dò các tia lóe và cảnh báo để giúp thiết bị vi xử lý lắp bên cạnh, đến lượt nó thiết bị vi xử lý này sẽ "chỉ đạo" các mắt kính tinh thể lỏng tạo ra những khối vuông đen 4 hoặc 6 mm ở trước mắt để phong bế ánh sáng chói khi đập vào mắt. Các khối vuông đen này sẽ di chuyển theo sự di động của con người và ở góc nào nó cũng triệt tiêu được mức lóe tối đa,  cho phép con người nhìn rõ từ mọi phía.

5. Bút khám bệnh
Một nhóm sinh viên ở Tung tâm thiết kế kỹ thuật sinh học thuộc ĐH John Hopkins (Mỹ) chỉ có số vốn 20.000 USD, nhưng trong vòng 3 năm đã nghiên cứu thành công một loại bút có thể phát hiện các loại bệnh cho nhóm phụ nữ mang thai một cách dễ dàng, có độ tin cậy cao hơn so với các phương pháp truyền thống, có tên là Antenatal Screening Kit (gọi tắt là bút ASK). Nhờ bút này mà chi phí cho mỗi lần khám không quá 1/3 xu Mỹ (khoảng 7.000 VND). Nó làm nhiệm vụ phân tích mẫu nước tiểu của nhóm phụ nữ đang mang thai thông qua quá trình mã hóa màu sắc, có thể phát hiện ra bệnh tiền sản giật và các loại bệnh rối loạn có liên quan khác. Những giọt nước tiểu này được thấm lên giấy, sau đó người ta dùng bút để kiểm tra thông qua các hóa chất khi nó phản ứng với protein có trong nước tiểu. Hiện nay nhóm đề tài đang nghiên cứu tiếp để tăng khả năng khám bệnh cho bút, kiểm tra được nhiều loại bệnh khác, kể cả bệnh tiểu đường hay nhiễm trùng đường tiểu.

6. Thiết bị xử lý nước thải dùng cho các phương tiện giao thông đường thủy
Với nguồn vốn vài nghìn USD, chỉ trong vòng 7 năm, kỹ sư Nomon Nassef đã phát minh ra một thiết bị đặc biệt có thể xử lý hoàn toàn được các loại nước thải của các phương tiện giao thông, đặc biệt là tàu thuyền chở khách, bằng cách sử dụng nhiệt thải của chính con tàu có tên là ZLD (Zero Liquid Dischange Sewage Elimination System, tạm dịch:  Hệ thống xử lý nước thải dạng dịch với độ thuần khiết cao). Nguyên lý làm việc của ZLD là dùng nhiệt thải của động cơ tàu thuyền để ôxi hóa và bốc hơi nước toalét, phòng tắm và các vị trí tương tự trên tàu thuyền. Nó có kích thước nhỏ gọn giống như một chiếc lò vi sóng nên có thể lắp ở bất kỳ vị trí nào cũng rất thích hợp. Nước thải đầu vào được dẫn qua một chiếc ống đi vào thùng cân bằng để phân ly tạo ra thành các phân tử nhỏ hơn,  tiếp đến nó được dẫn qua thiết bị trộn, đây là thiết bị gồm 3 bộ cánh khuấy có nhiệm vụ "hóa lỏng" các chất cứng thành hạt nhỏ có đường kính chừng 0,002 inxơ (1in xơ = 2,54 cm), sau đó đưa tiếp vào bơm tăng áp và nhờ vòi phun phun vào hệ khí xả của động cơ dưới dạng hạt mịn son khí. Thông thường, khí xả của động cơ tàu thuyền khi không tải ở mức thấp nhất là 550oF (93oC) đủ nóng để làm bốc hơi nước thải và ôxi hóa nhiệt các chất hữu cơ. Vì vậy máy vận hành tương đối đơn giản, có thể bẻ gãy mọi vật liệu hữu cơ đầu vào, quá trình hiệu quả cao, hạn chế được tất cả các loại mùi vị gây khó chịu, chất thải chính  của quá trình là Carbon Dioxide (CO2) và hơi nước sạch, rất phù hợp dùng cho các loại tàu bè chở khách đi biển hoặc đường sông.

7. Soi gương biết được nhịp tim
   Sinh viên tốt nghiệp Học viện công nghệ Massachussetts (Mỹ) Ming - Zher Poh vừa phát minh ra một loại gương y học có tên là Medical Mirror (MM) mà khi soi vào nó có thể báo cho biết tình trạng sức khỏe, đặc biệt là nhịp tim, huyết áp. Thực chất đây là một Webeam lắp màn hình đặt đằng sau một chiếc gương hai chiều, nó có nhiệm vụ thu nhận những thay đổi diễn ra trong ánh sáng phản chiếu trên khuôn mặt mỗi khi tim đập, sau đó máy tính làm nhiệm vụ chuyển đổi các số liệu dạng ánh sáng này thành các số đo nhịp đập của tim. Muốn đo nhịp tim chỉ cần đứng trước gương là máy tính có thể cho các số liệu về nhịp tim một cách chính xác. Ngoài đo nhịp tim, hệ thống gương này còn đo được các thông số khác, kể cả tốc độ làm việc của hệ thống hô hấp lẫn quá trình bão hòa máu và ôxy của cơ thể.