Những phát minh KH-CN đột phá thay đổi cuộc sống 5 năm tới

1. Trợ lý AI cá nhân hóa

Trí tuệ nhân tạo (AI) không còn chỉ làm những việc đơn giản theo yêu cầu như trước, mà đang phát triển thành trợ lý song hành, hiểu rõ người dùng, ghi nhớ thói quen, tự đưa ra gợi ý, thậm chí thực hiện và hoàn thành luôn các việc.

Báo cáo mới của công ty tư vấn quản lý hàng đầu thế giới McKinsey (Mỹ) cho thấy các loại trợ lý AI này đang rời khỏi giai đoạn thử nghiệm để được sử dụng trong thực tế. Trong vài năm tới, mỗi người có thể sở hữu một trợ lý AI được “đo ni đóng giày” cho riêng mình. Tuy nhiên, sẽ có rủi ro nếu trợ lý AI không được kiểm soát chặt chẽ và không bảo vệ tốt dữ liệu người dùng.

2. Máy tính lượng tử bước vào giai đoạn ứng dụng

Máy tính lượng tử từng là một ý tưởng xa vời, nhưng giờ đây đang dần trở thành hiện thực. Tháng 12.2024, Google công bố chip lượng tử Willow có thể trong vòng 5 phút giải một bài toán mà siêu máy tính nhanh nhất thế giới hiện nay phải mất 10 tỉ tỉ năm mới hoàn thành.

Khi bước vào giai đoạn ứng dụng thực sự, máy tính lượng tử sẽ vượt xa khả năng của máy tính cổ điển. Về mặt tính toán, máy tính lượng tử có thể giải quyết nhanh chóng và chính xác những bài toán cực kỳ phức tạp mà máy tính truyền thống gần như không thể làm được, giúp tối ưu hóa các hệ thống logistics, mô phỏng các phản ứng hóa học phức tạp hoặc phân tích dữ liệu khổng lồ trong y học, mô phỏng hành vi của phân tử ở mức lượng tử, phát triển vật liệu mới...

Một ngày nào đó, máy tính lượng tử có thể dễ dàng xử lý vô số tổ hợp phân tử để tạo ra các loại thuốc và liệu pháp điều trị mới, thậm chí thuốc cá nhân hóa cho từng người. Các ngân hàng và quỹ đầu tư có thể tối ưu hóa danh mục đầu tư, dự đoán rủi ro hoặc phát hiện gian lận với tốc độ và độ chính xác cao hơn nhờ máy tính lượng tử.

Hầu hết chuyên gia đều đồng ý rằng các phương pháp mã hóa đang được dùng sẽ không còn an toàn trong tương lai trước năng lực của máy tính lượng tử.

3. Chỉnh sửa gene và y tế cá thể hóa

Công nghệ chỉnh sửa gene như CRISPR đã tiến xa khỏi phòng thí nghiệm thuần túy và đang được thử nghiệm lâm sàng, chuẩn bị đưa vào thương mại hóa để điều trị bệnh. Nhờ sự hỗ trợ của AI và dữ liệu lớn, y tế cá thể hóa đang trở nên thực tế hơn bao giờ hết, từ việc chọn loại thuốc phù hợp với đặc điểm gene của từng người cho đến phát triển các phương pháp điều trị riêng biệt cho từng mô bệnh.

Trong những năm tới, việc ứng dụng rộng rãi các công nghệ này có thể giúp chữa được nhiều bệnh di truyền hiếm gặp, mở ra liệu pháp điều trị ung thư mới, thậm chí tăng năng suất nông nghiệp nhờ gene được cải tiến. Song bên cạnh những cơ hội lớn, việc tùy chỉnh gene cũng đặt ra nhiều thách thức về đạo đức, quyền riêng tư, chi phí, quản lý và pháp lý.

4. Mạng viễn thông AI-native và 6G

Mạng viễn thông không còn chỉ là đường truyền dữ liệu mà đang tiến hóa thành các hệ thống AI-native (AI tham gia vào hầu hết hoạt động), nơi thuật toán thông minh tự động tối ưu kết nối, phân bổ tài nguyên và phát hiện sự cố mà không cần can thiệp thủ công. Báo cáo của hãng nghiên cứu công nghệ thông tin Gartner (Mỹ) cho thấy mạng và nền tảng số đang thay đổi mạnh mẽ để đáp ứng nhu cầu phức tạp hơn.

Ngoài ra, mạng 5G-Advanced (còn gọi 5.5G) đã bắt đầu được triển khai thương mại ở một số quốc gia, mở đường cho chuẩn 6G trong tương lai. 6G được hứa hẹn sẽ cách mạng hóa truyền thông với tốc độ truyền dữ liệu lên tới vài terabit/giây, nhanh hơn tới 50-100 lần so với 5G. Độ trễ trong việc gửi và nhận thông tin dự kiến sẽ giảm xuống còn 1/10 so với thế hệ trước đó. Điều này mở ra khả năng tải hàng loạt video chất lượng cực cao, thực tế ảo (VR) và thực tế tăng cường (AR) mượt mà hơn, truyền dữ liệu lớn giữa các thiết bị nhanh hơn, hỗ trợ Internet vạn vật (IoT) quy mô lớn, cho phép chạy ứng dụng đòi hỏi phản ứng thời gian thực.

6G cho phép truyền nhiều dữ liệu hơn, có thể xử lý nhiều người dùng, kết nối đồng thời nhiều thiết bị hơn, qua đó hướng tới việc phủ sóng rộng hơn. 6G thông minh hơn, sử dụng AI để quản lý, tối ưu hóa, tự phản ứng với nhu cầu mạng. Khi 6G bắt đầu được thương mại hóa, các kết nối Internet sẽ nhanh hơn, ổn định hơn và cho phép nhiều công nghệ mới phát triển.

5. Pin thể rắn và lò phản ứng module nhỏ

Hai công nghệ năng lượng sạch và ổn định sẽ tạo ra bước đột phá trong 5-10 năm tới là pin thể rắn và lò phản ứng hạt nhân module nhỏ (SMR).

Pin thể rắn là phiên bản nâng cấp của pin lithium-ion truyền thống, thay thế lớp điện giải lỏng bằng điện giải rắn. Nhờ vậy, pin có thể lưu trữ nhiều năng lượng hơn, sạc nhanh hơn và an toàn hơn vì giảm nguy cơ cháy nổ. Nhiều hãng xe điện và công ty năng lượng đang đầu tư mạnh vào công nghệ này, với kỳ vọng sẽ giúp xe điện chạy xa hơn gấp đôi so với hiện nay và rút ngắn thời gian sạc xuống chỉ còn vài phút.

SMR được cho là tạo ra nguồn điện sạch, ổn định và ít rủi ro hơn so với các lò phản ứng hạt nhân cỡ lớn truyền thống. Kích thước nhỏ gọn, có thể được sản xuất hàng loạt trong nhà máy sau đó vận chuyển đến nơi lắp đặt - SMR có mức độ an toàn cao và thời gian đưa vào vận hành ngắn. Nhiều quốc gia như Mỹ, Anh, Canada và Nhật Bản đã phê duyệt hoặc chuẩn bị thử nghiệm SMR trong thực tế.

Sự kết hợp giữa hai công nghệ này trở nên đặc biệt quan trọng trong bối cảnh AI, máy tính lượng tử, mạng 5G và các trung tâm dữ liệu đang đòi hỏi lượng điện hàng trăm tỉ kilowatt-giờ mỗi năm và còn tăng hơn nữa.

6. Vật liệu mới và sản xuất thông minh nhờ AI

AI không chỉ thay đổi phần mềm, ứng dụng hay dịch vụ trực tuyến mà còn tạo ra bước tiến lớn trong lĩnh vực vật liệu và sản xuất. AI có thể mô phỏng hàng triệu khả năng chỉ vài giờ, dự đoán chính xác cách các phân tử tương tác với nhau, gợi ý công thức tối ưu, giúp các nhà khoa học dễ dàng phát hiện ra những vật liệu có tính chất đặc biệt như siêu bền, siêu nhẹ, dẫn điện tốt hoặc chống nhiệt vượt trội.

Nhiều phòng nghiên cứu và doanh nghiệp đang sử dụng các thuật toán học máy để thiết kế sợi carbon thế hệ mới, hợp kim siêu nhẹ hay vật liệu composite tái chế. Những vật liệu mới này giúp máy bay tiêu thụ ít nhiên liệu hơn và giảm lượng khí thải, cho phép xe điện đi được xa hơn mà không cần pin quá lớn, rút ngắn thời gian thi công và giảm chi phí công trình. Smartphone, laptop, pin năng lượng hay đồ gia dụng cũng sẽ được hưởng lợi từ các vật liệu mới có khả năng tái chế tốt hơn, góp phần giảm rác thải.

AI còn thúc đẩy sự phát triển của sản xuất thông minh, với mô hình nhà máy mà trong đó dữ liệu, cảm biến và AI đóng vai trò trung tâm, từ giám sát máy móc, dự đoán hỏng hóc, tối ưu quy trình đến tự động điều chỉnh dây chuyền theo nhu cầu thị trường. Thay vì sản xuất hàng loạt theo lối truyền thống, nhà máy thông minh có thể linh hoạt hơn, giảm lãng phí, tiết kiệm năng lượng và nâng cao chất lượng sản phẩm.

7. Kính AR và giao diện không màn hình

Xu hướng mới cho thấy trong vài năm tới con người có thể dần chuyển sang những cách tương tác tự nhiên hơn mà không cần phụ thuộc vào màn hình phẳng. Một trong những công nghệ nổi bật nhất là kính AR (thực tế tăng cường), cho phép người dùng nhìn thấy thông tin kỹ thuật số chồng lên thế giới thật ngay trước mắt.

Người dùng có thể đọc tin nhắn, xem bản đồ, theo dõi hướng dẫn hoặc làm việc mà không cần cầm smartphone, mang lại trải nghiệm tự nhiên, rảnh tay và liền mạch hơn. Nhiều hãng công nghệ lớn như Apple, Samsung, Meta Platforms và Google đang đầu tư mạnh vào thiết bị AR thế hệ mới, nhẹ hơn, pin lâu hơn, hiển thị sắc nét hơn và kết hợp tốt hơn với AI. Sự tiến bộ này đến từ việc cảm biến ngày càng rẻ, màn hình siêu nhỏ ngày càng tốt và kết nối Internet tốc độ cao như 5G-Advanced hay tương lai là 6G.

Các chuyên gia còn nhắc đến công nghệ giao diện không màn hình, cho phép người dùng tương tác với máy tính bằng giọng nói, cử chỉ, chuyển động mắt, âm thanh hoặc qua các tín hiệu môi trường.

Xu hướng này gọi là Ambient Invisible Intelligence, tức AI hiện diện ở khắp nơi nhưng hoạt động rất tự nhiên, gần như vô hình. Các thiết bị thông minh trong tương lai có thể hiểu ngữ cảnh, phản ứng theo thói quen người dùng và hỗ trợ mà không cần người dùng mở ứng dụng hay bấm nút.

Những công nghệ này được kỳ vọng tạo ra sự thay đổi lớn trong giáo dục, y tế, làm việc từ xa và giải trí.

8. Robot thế hệ mới trong logistics và chăm sóc sức khỏe

Trong 5 năm tới, robot sẽ xuất hiện ngày càng nhiều trong lĩnh vực logistics, sản xuất, chăm sóc sức khỏe và dịch vụ. Ở lĩnh vực logistics, robot tự di chuyển trong kho, phân loại hàng hóa, bốc dỡ pallet (tấm kê hàng được làm từ gỗ, nhựa hoặc kim loại) hoặc giao hàng chặng cuối. Những robot này hoạt động chính xác hơn con người trong môi trường lặp đi lặp lại và có thể làm việc 24/7, giúp giảm chi phí vận hành và tăng tốc độ xử lý đơn hàng vốn đang nhiều lên theo cấp số nhân.

Robot thế hệ mới không chỉ hỗ trợ phẫu thuật y tế với độ chính xác rất cao mà còn giúp chăm sóc bệnh nhân, hỗ trợ người cao tuổi hoặc vận chuyển thuốc men trong bệnh viện. Một số bệnh viện trên thế giới đã thử nghiệm robot điều dưỡng, robot khử trùng bằng tia UV, hoặc robot dẫn đường cho bệnh nhân.

Nhờ AI ngày càng phát triển, robot giờ đây có thể “nhìn”, “nghe”, “hiểu môi trường”, tự tránh vật cản và học hỏi từ dữ liệu. Trước đây, robot chỉ hoạt động được trong môi trường cố định nhưng giờ có thể di chuyển trong không gian phức tạp như kho hàng đông đúc hoặc bệnh viện có nhiều người qua lại. Đây là lý do khiến robot đang dần phổ biến hơn, không chỉ trong các tập đoàn lớn mà cả trong doanh nghiệp vừa và nhỏ.

Tuy nhiên, việc robot trở nên phổ biến cũng đặt ra yêu cầu lớn về đào tạo lại lực lượng lao động, nâng cao kỹ năng công nghệ và quản lý hệ thống tự động. Các nhân sự vận hành cần hiểu dữ liệu, biết giám sát robot và xử lý sự cố.

9. Tài chính thông minh nhờ AI và tiền số ngân hàng trung ương

Theo phân tích từ nhiều tổ chức quốc tế, trong đó có Investopedia, các ngân hàng và hãng công nghệ tài chính đang chuyển sang mô hình AI-native. Động thái này cho phép hệ thống tài chính đưa ra dự báo chính xác hơn, tự động nhận diện giao dịch bất thường, tối ưu hóa lãi suất theo từng khách hàng và cá nhân hóa dịch vụ tài chính như cách các nền tảng thương mại điện tử cá nhân hóa gợi ý mua sắm. Trong tương lai, có thể hầu hết hoạt động tài chính, từ thanh toán, tiết kiệm, đầu tư đến quản lý rủi ro, sẽ được hỗ trợ bởi các hệ thống AI thông minh.

Nhiều quốc gia, như Trung Quốc, Nhật Bản, Thụy Điển, Ấn Độ và Mỹ, đang thử nghiệm hoặc xây dựng nền tảng tiền số ngân hàng trung ương, gọi tắt là CBDC (Central Bank Digital Currency). CBDC khác với tiền mã hóa như Bitcoin ở chỗ được phát hành và đảm bảo bởi ngân hàng trung ương, nên có tính ổn định cao và có thể sử dụng như tiền giấy nhưng dưới dạng kỹ thuật số. Nhờ vậy, người dân sẽ thanh toán nhanh, phí thấp, minh bạch hơn và không cần phụ thuộc quá nhiều vào trung gian.

Khi kết hợp CBDC với AI, hệ thống tài chính sẽ trở nên thông minh hơn rất nhiều. AI có thể giúp người dùng quản lý chi tiêu theo thói quen, tự động phân bổ tiền vào quỹ tiết kiệm phù hợp, lựa chọn phương án đầu tư an toàn hoặc cảnh báo khi rủi ro tài chính tăng cao. Các ngân hàng cũng có thể dùng AI để phát hiện gian lận theo thời gian thực, giảm tổn thất và tăng mức độ an toàn cho người dùng.

Sự kết hợp giữa AI và CBDC mở ra một hình thức tài chính hoàn toàn mới: Tài chính cá thể hóa. Mỗi người dân sẽ có một “hồ sơ tài chính số” được AI phân tích để đưa ra gợi ý phù hợp với mức thu nhập, nhu cầu chi tiêu và kế hoạch tương lai.

10. Ô tô bay

Năm 2025 được nhiều nhà quan sát gọi là năm đánh dấu bước chuyển lớn của phương tiện bay cá nhân khi những ý tưởng trước đây chỉ tồn tại trong phim khoa học viễn tưởng dần trở thành hiện thực với nhiều test-flight, chứng nhận và sản xuất thử nghiệm trên khắp thế giới.

Nổi bật nhất là dự án Alef Model A của công ty khởi nghiệp Alef Aeronautics (Mỹ): Công ty này bắt đầu sản xuất chiếc ô tô bay đầu tiên trên thế giới tại cơ sở ở Silicon Valley, với kế hoạch giao xe cho khách thử nghiệm vào năm 2026. Xe được thiết kế để di chuyển trên đường như một ô tô điện thông thường và cất cánh theo phương thẳng đứng nhờ hệ thống động cơ điện phân tán.

Không chỉ ở Mỹ, thị trường eVTOL – viết tắt của “electric vertical takeoff and landing” (cất hạ cánh thẳng đứng bằng điện) - đang phát triển mạnh tại Trung Quốc. Xpeng Aeroht và GAC Group đã giới thiệu nhiều mẫu ô tô bay trong các triển lãm quốc tế, với các đơn đặt hàng trước rất lớn và nhà máy sản xuất quy mô được vận hành thử nghiệm tại Quảng Châu, cho thấy các dòng sản phẩm này đang tiến rất gần tới thương mại hoá.

Ở Trung Đông, một một diễn biến thú vị xảy ra khi Aridge, một nhánh của Xpeng, hoàn tất chuyến bay thử nghiệm có người lái tại Dubai và ghi nhận hơn 600 đơn đặt hàng từ các tập đoàn lớn trong khu vực GCC (Hội đồng Hợp tác Vùng Vịnh). Thiết kế của Aridge cho phép người dùng chuyển từ chạy trên đường sang bay trong vài phút nhờ hệ thống module thông minh, đồng thời các cơ quan quản lý hàng không tại UAE đang phối hợp để xây dựng khung pháp lý cho dịch vụ này.

Các chuyên gia nhận định rằng sự phát triển của ô tô bay không chỉ phụ thuộc vào công nghệ pin nhẹ, hệ thống điều khiển tự động và eVTOL, mà còn cần sự thích ứng của cơ sở hạ tầng và luật hàng không mới. Tuy nhiên, với nhiều chuyến bay thử nghiệm thành công, cơ sở sản xuất đang vận hành và đơn đặt hàng sớm, 2025 thực tế đã trở thành năm bản lề khi công nghệ ô tô bay bắt đầu di chuyển từ đường bay thử nghiệm sang bầu trời thực.

Số chữ: 3.000

Hồng Quân - Anh Tú