KHOA HỌC TIẾN BỘ NHƯ THẾ NÀO
TRONG 20 NĂM TỚI?
Trần Đăng Hồng, PhD
|
6/3/20116
Hình 1. Người robots sẽ sống chung với bạn trong vòng hai thập niên tới
Khoa học kỹ thuật ngày nay tiến bộ theo đường cong hàm số y=axn (dễ hiểu nhất là hàm số parabol y= x2) chứ không phải là một đường thẳng (linear equation, y= ax). Thật vậy, những phát minh trong 15 năm đầu của thế kỷ 21 bằng số lượng phát minh của cả thế kỷ 20, và tổng số phát minh của con người trong 100 năm của thế kỷ 20 bằng tổng số phát minh của 20.000 năm của loài người kể từ khi khám phá ra lửa. Trí óc của một người bình thường vốn đã không chạy theo kịp đà tiến triển khoa học tương đối còn chậm chạp ngày nay, nên khó mà tưởng tượng được những tiến bộ phi mã trong những năm sắp tới. Chẳng hạn, hiện tại còn nhiều người tốt nghiệp đại học nhưng chưa biết xử dụng computer, internet, hay email, v.v. là những thứ thông thường nhất, thì làm sao có thể hiểu được những phát minh khác về vũ trụ, về y học DNA, về kỹ thuật cách mạng máy in 3D (3D printer), về robotics, v.v. Nhiều thực tế đang hiện hữu ngày hôm nay nhưng được xem như là chuyện viển vông, vô lý cách đây 20 năm. Ngày nay chúng ta có thế đánh một vài từ vào Google Search thì trong nháy mắt có hàng chục ngàn trả lời cho điều mình muốn tìm tòi học hỏi. Chúng ta có thể tìm qua hàng tỷ trang sách, hình ảnh, videos trên vô số trang mạng; điện thoại di động thông minh với đủ thao tác đã trở nên phổ biến vì rẻ tiền, hàng tỷ cảm biến thông minh trở nên gắn liền với đời sống con người, chẳng hạn để theo dõi từ nhịp tim, sức khỏe trong giấc ngủ hay theo bước chân đi, cho tới sự vận hành của triệu triệu tinh tú trong vũ trụ. Rồi nào máy bay không người lái (drones), nào là vệ tinh kích thước nhỏ bằng hộp đựng giày đang bay dày dặc trên bầu trời nằm ngoài tấm mắt chúng ta để dọ thám, truyền tin, chụp ảnh, v.v. cho vô số mục tiêu từ thương mại cho tới tình báo v.v.
Sau đây là tóm lượt những tiến triển theo đường cong hàm số sẽ làm thay đổi đột phá trong những lãnh vực như thông minh nhân tạo (AI, artificial intelligence), đến người máy (robotics) và y học, mà hiện tại con người sẽ khó tưởng tượng được những gì sẽ đạt được trong vòng 20 năm tới.
NHỮNG PHÁT TRIỂN TRONG TẦM TAY:
1. Năng lực máy vi tính. Việc phát triển ngành điện toán vượt bực ngày nay sẽ giúp phát triển máy vi tính tiến bộ nhanh với vận tốc choáng váng. Chỉ tới năm 2020, máy siêu-vi-tính (supercomputer) sẽ mạnh 30 lần hơn hiện nay (và thể tích trọng lượng nhỏ hơn).
2. Kho tồn trữ dữ liệu khổng lồ. Tổng số dữ liệu (data) của toàn thế giới vào năm 2020 sẽ là 44 zettabytes (1 zettabyte= 1021 bytes, trong lúc 1 Mb = 106 bytes, 1 Gb= 109 bytes). Nhờ vậy, các máy thông minh nhân tạo mới đủ dữ kiện thâu nhập để tự trau dồi và học hỏi qua kinh nghiệm của chính nó.
3. Vận tốc truyền thông qua Broadband và WiFi gia tăng vượt bực. Vận tốc giao thông dữ liệu qua internet vượt 1 zettabyte trong năm 2016 và sẽ tăng gấp đôi vào 2019.
4. Vào năm 2020, số lượng các máy cảm biến (sensors) được gắn liền với các thiết bị biết nói trong mọi nhà, trong công ốc, thành phố hay nông trại v.v. sẽ nhiều gấp đôi dân số sống trong đó. Các thiết bị cảm biến theo dõi và kiểm soát mọi hoạt động từ sức khỏe con người, tới nhiệt độ, ẩm độ, ánh sáng trong nhà kiếng trồng cây nông nghiệp, cho nông trại sản xuất sửa, cho tới giao thông an ninh ngoài đường phố, v.v. Trong các xí nghiệp, mọi thao tác điều hành, sản xuất, tồn kho, xuất kho… đều được điều khiển qua các thiết bị cảm biến, v.v.
5. Ngành sinh học bùng nổ. Tiến bộ về khái niệm và công nghệ là các động lực làm ngành sinh học tiến bộ nhanh chóng. Phí tổn thực hiện trình tự DNA trở nên rẻ, và số lượng trình tự DNA đã gia tăng đáng kể từ năm khởi sự 1985. Vào năm 2040, khoảng 1 tỷ dân trên thế giới (tức khoảng 11% dân số thế giới) được phân tích trình tự DNA của hệ di truyền để xác định bệnh, tăng cường hệ miễn nhiễm, tăng cường tác động của gen lên hoạt động của vi sinh vật cộng sinh trong cơ thể (microbiome). Các tiến bộ tương tự cũng đang xảy ra ở ngành thần kinh học (neuroscience) và công nghệ nano về sinh học. Các nhà sinh học tiên đoán vào năm 2020 bản đồ hoạt động toàn diện của bộ óc con người với các cơ cấu tiếp nối của té bào thần kinh (neurons) được hoàn thiện Việc áp dụng công nghệ sinh học vào chửa trị bệnh hiểm nghèo, bịnh di truyền bẩm sinh cũng được chửa trị qua gen, v.v.
6. Công nghệ “in 3D” (3D printing) phát triển mạnh. 3D printing, còn mang tên “additive manufacturing (AM) (chế tạo phụ gia), là một công nghệ liên quan đến quy trình tổng hợp một vật thể 3 chiều, theo đó các tầng lớp tuần tự kế tiếp nhau được chế tạo nhờ computer điều khiển, kiểm soát để cuối cùng một vật thể được hoàn thành. Các vật thể này có thể có bất cứ hình dạng hình học nào. Một máy “in” 3D chính là loại máy robot công nghiệp. Công nghiệp in 3D sẽ trở nên rẻ và nhanh, đó là một yếu tố đột phá trong việc sản xuất hàng loạt máy robot mà trước đây rất đắt tiền.
7. Robots thông minh sống chung và làm việc giúp con người trong các công việc khó khăn, tốn sức, và nguy hiểm. Vào năm 2040, robots có trí thông minh như con người, và làm việc không biết mệt nhọc. Robots là người giúp việc nhà (hút bụi bậm, canh gát trộm, dạy học, chăm sóc trẻ nít và người già), là công nhân trong xí nghiệp (thợ hàn, thợ sơn xe, tháo ráp máy, thợ mỏ), trong siêu thị (sắp xếp hàng bán lên kệ, trong nhà kho), là nhà nông ngoài đồng ruộng (cày xới, thâu hoạch trái cây, v.v.), là chiến sĩ chiến đấu ngoài tiền tuyến, lính tiền trạm do thám, phá mìn, v.v.
Hình 2. Thị trường phát triển robots (tỷ $US) toàn cầu trong thời gian 2005 – 2025 cho các mục tiêu quân sự (màu cam), công nghiệp (màu vàng), thương mại (màu nâu sậm) và phụ giúp việc nhà (màu tím).
Nếu tốc độ của sự thay đổi tăng tốc theo cấp số nhân, tất cả những tiến bộ to lớn của khoa học kỹ thuật có thể trở nên tầm thường chỉ sau một vài năm để nhường chỗ cho các tiến bộ lớn khác.
Chẳng hạng ngành học thâm cứu (deep learning) trong thông minh nhân tạo đã cài vào các micro chips cực mạnh các dữ kiện khổng lồ bắt chước y như hệ thần kinh con người, giúp thiết bị tự huấn luyện, trao dồi kiến thức và học hỏi qua kinh nghiệm như một con người thông minh. Thông minh của con người khác với thông minh của loài cầm thú (như loài khỉ thông minh) là con người biết tự học hỏi qua kinh nghiệm, kiến thức được tích tụ thêm qua thời gian, và được truyền đạt cho người khác (qua dạy học) hay con cháu. Thông minh nhân tạo bắt chước thông minh của con người, nghĩa là khi nhận đủ dữ kiện cài vào bộ nhớ khổng lồ, thiết bị biết chọn lọc, tự học hỏi, thâu nhận kinh nghiệm của chính nó để càng lúc càng thông minh hơn. Công ty thông minh nhân tạo AI của Google đã tạo được thiết bị đánh bại được một danh thủ chơi game trong một cuộc so tài được truyền hình mới đây ở Mỹ. Từ các phát minh nhanh chóng về thông minh nhân tạo, các nhà khoa học tiên đoán trong vòng 20 năm tới, các robots thông minh như người sẽ sống chung và làm việc trong nhà, công sở, xí nghiệp. Ai cũng có thể sở hữu chủ robot thông minh như sở hữu chiếc xe hơi hay điện thoại di động thông minh ngày nay. Robots trở nên một thành phần gắn liền với đời sống con người.
Một áp dụng thông minh nhân tạo quan trọng khác là chế tạo xe hơi không người lái mà hiện nay các hảng như Google, Apple, Facebook và Microsoft đang đầu tư hàng tỷ dollars trong lảnh vực này.
Hình 3. Xe hơi không người lái của Google chạy thử nghiệm ngoài đường năm 2012
Về mặt truyền thông, trí thông minh của một robot hiện tại ngang ngửa với một đứa bé một hay hai tuổi, nhưng tương lai robot học nhanh hơn con người. Robot có nhiều ưu điểm hơn con người. Con người chỉ truyền thông với nhau chỉ 10 bits/mỗi giây đồng hồ, ngược lại robots có thể truyền thông với nhau qua internet với vận tốc 100 triệu lần nhanh hơn. Vì vậy, có thể tạo các robots tự học qua kinh nghiệm với vận tốc của ánh sáng. Viện Nghiên Cứu của Toyota ở Palo Alto California đã đầu tư 1 tỷ US$ để nghiên cứu một đề án thông minh nhân tạo và robots.
Trong một tương lai rất gần, khoa học kỹ thuật sẽ giải phóng thật sự con người. Robots sẽ thay thế con người làm mọi việc từ trong nhà, công sở, xí nghiệp, nông trại, v.v. Ngoài đường, xe không cần người lái đưa ta đến nơi. Con người có nhiều thì giờ để giải trí và hưởng thụ.
Bạn hảy ráng sống thêm 20 – 30 năm nữa, mọi điều nói trên sẽ hiện thực.
Hình 4. Người bạn robot tí hon của bạn trong 20 năm tới. Nó biết giúp bạn làm việc, trả lời các câu hỏi của bạn. Nó vừa là đầy tớ, vừa là thầy của bạn vì nó thông minh hơn bạn trong mọi vấn đề, trí nhớ của nó chứa tỷ tỷ trang sách..
Mời xem: Ghế thông minh biết tự sắp xếp chỗ ngồi:
https://www.youtube.com/embed/O1D07dTILH0
TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÁNH
D. Butler (2016). A world where everyone has a robot: why 2040 could blow your mind. Nature, 530, page 398-401, 25/02/2016.
Reading, 3/2016
