Dự báo về một số tác động của cuộc CMCN lần thứ 4: Bản chất, xu hướng công nghệ và công nghệ nền tảng trong cuộc CMCN 4.0 (Bài 2)

Với cuộc cách mạng công nghiệp (CMCN) lần thứ tư dự báo sẽ phát triển mạnh mẽ cả quy mô lẫn tốc độ, lôi cuốn mọi người, ai cũng có thể tham gia và chịu sự ảnh hưởng. Về tác động của cuộc CMCN lần thứ tư, có quốc gia, vùng lãnh thổ, có tổ chức, cá nhân được lợi nhiều, rất nhiều; bên cạnh thi có nhiều người sẽ bị thua thiệt, thậm chí còn thua thiệt nhiều hơn, dẫn đến bị tụt hậu xa hơn, bị bóc lột nặng nề hơn.

Bài 1: Bối cảnh của cuộc CMCN lần thứ 4

Trước xu thế không thể đảo ngược của cuộc cách mạng này, cả Nhà nước và các doanh nghiệp đang bộc lộ nhiều hạn chế. Để có nhận thức đúng đắn để bắt kịp xu thế phát triển chung cho doanh nghiệp, doanh nhân, Sức khỏe và Môi trường khởi đăng tuyến bài “Dự báo về một số tác động của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4” được trích trong sách: “Cách mạng công nghiệp lần thứ 4 – cuộc cách mạng của sự hội tụ và tiết kiệm” của tác giả TSKH Phan Xuân Dũng – Chủ tịch Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam.

TSKH Phan Xuân Dũng - Chủ tịch Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam

Bản chất công nghệ

Bản chất của CMCN lần thứ tư là dựa trên nền tảng công nghệ số và tích hợp tất cả các công nghệ thông minh, công nghệ cao để tối ưu hóa quy trình, phương thức sản xuất; là sự kết hợp của hệ thống thực và ảo, là sự hội tụ tạo nên sức mạnh, giống như đoàn kết, đoàn kết đại đoàn kết, thành công, thành công đại thành công mà Bác kính yêu - từng căn dặn.

Không giống như các cuộc cách mạng trước đây thường diễn ra theo xu hướng có phát minh mới làm lu mờ phát minh cũ, thì nghe nay công nghệ nền tảng của cuộc CMCN lần thứ tư sẽ tạo cơ sở cho các công nghệ khác, các ngành nghề khác cũng phát triển.

Xu hướng công nghệ:

(1) Chi phí giảm thúc đẩy lan tỏa rộng rãi công nghệ;

(2) Kết hợp nhiều loại hình công nghệ số và hội tụ công nghệ số với các công nghệ khác. Ví dụ, kết hợp công nghệ cảm biến mới, phân tích dữ liệu lớn, điện toán đám mây và IoT đang thúc đẩy phát triển máy móc tự động hóa và hệ thống sản xuất thông minh.

Công nghệ nền tảng và công nghệ ứng dụng:

(1) Dữ liệu lớn;

(2) Điện toán đám mây;

(3) Các robot có kết nối

(4) Internet kết nối vạn vật.

Dựa trên bốn công nghệ này, các công nghệ ứng dụng mới là

(1) Công nghệ in 3D

(2) Máy móc tự động hóa

(3) Trí tuệ nhân tạo

(4) Tích hợp con người - máy móc

(5) Công nghệ chuỗi khối

Sự phân loại công nghệ nền tảng, hay công nghệ ứng dụng trong giai đoạn này đều chỉ là tương đối, bởi vì các lĩnh vực KH&CN quyện lẫn với nhau, tích hợp với nhau để hỗ trợ nhau cùng phát triển.

Ví dụ:

- Công nghệ IoT là hội tụ của công nghệ không dây, công nghệ vi điện tử và điện toán đám mây;

- Sản xuất 3D là hội tụ của công nghệ vi điện tử, IoT, tự động hóa...,

- Người máy kết nối là hội tụ của trí tuệ nhân tạo, tự động hóa và internet, ...

Về tên gọi của cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư

Mục đích của những sự hội tụ và chia sẻ công nghệ trong cuộc CMCN lần thứ tư là để tiết kiệm tài nguyên, trí tuệ, không gian, thời gian và môi trường... trên cơ sở tối ưu hóa mọi hoạt động của con người và máy móc.

Theo định nghĩa về khái niệm “Cách mạng công nghiệp” ở Phần thứ nhất, thì đó là phải có cú “sốc”, có bước đột phá về xã hội, về kinh tế mà trước đó thường phải được bắt nguồn từ các phát minh, sáng kiến vĩ đại của cuộc cách mạng KH&KT hoặc KH&CN. Cũng chính vì lẽ đó mà nhiều người đã gọi cuộc CMCN lần thứ nhất là cuộc cách mạng về động cơ hơi nước; cuộc CMCN lần thứ hai là cuộc cách mạng về động cơ điện, động cơ đốt trong; cuộc CMCN lần thứ ba là số hóa, tự động hóa và internet. Vậy tên của Cách mạng công nghiệp lần thứ tư là gì?

Việc hình thành cuộc CMCN lần thứ tư không còn là từ một vài phát minh, phát kiến đơn lẻ. Bởi vì, trong cuộc CMCN lần này có internet ở mức rất cao kết nối vạn vật, có dữ liệu lớn, gắn với đó là công nghệ chế tạo được thông minh hóa, tự động hóa với trí tuệ nhân tạo - trí tuệ nhân tạo có cảm xúc. Tất cả những đỉnh cao của các lĩnh vực công nghệ này khi hội tụ với nhau tạo nên vectơ tổng, tạo nên một đỉnh cao, là sự vĩ đại của KH&CN, đây chính là cuộc công nghiệp mới, Cuộc CMCN lần thứ tư ra đời.

Vì vậy, chúng tôi muốn đặt tên cho cuộc cách mạng lần này là cuộc Cách mạng của sự hội tụ và tiết kiệm. Chúng tôi sẽ cố gắng chứng minh và làm rõ nhận định này.

Các xu hướng chủ yếu của khoa học và công nghệ đến năm 2050

Trên 700 nhà khoa học thuộc Viện Tương lai học (IFTE) và tổ chức Kỹ sư điện tử quốc tế (IEEE) đã tiến hành khảo sát về KH&CN, trong vòng 10 đến 50 năm; đã tập trung vào năm xu thế của KH&CN trong thời gian tới, đó là:

(1) Xu thế tính toán và băng tần rộng

Nhân loại sẽ tiến hành những công trình tính toán ở mức độ tinh xảo về kết cấu hạ tầng công nghệ rất cao để tìm ra các mô thức trong khối lượng dữ liệu khổng lồ, để xây dựng mô hình và mô phỏng những hiện tượng ngày càng phức tạp. Các nhà sinh học đang trở thành người sử dụng đắc lực tài nguyên toán học và điện toán. Họ sẽ lập bản đồ gen sinh học, thậm chí cả bộ não với độ phân giải gia tăng theo hàm số mũ. Trong vòng 10 năm, sẽ có các mô hình điện toán chính xác cho các giác quan như thị giác, thính giác, xúc giác, khứu giác và vị giác. Nhân loại sẽ khai thác được năng lực tính toán để hoàn thiện việc lập mô hình khí hậu, đặc biệt là sự tác động của Mặt Trời đến khí hậu trái đất; chỉ khoảng 10 năm nữa, đồ họa mang tính tương tác sẽ trở nên sống động như thực. Người ta có khả nó thực hiện những kỹ thuật mô phỏng tinh xảo để nghe, nhìn, thật cảm nhận được những yếu tố đầu vào, đầu ra. Nhân loại đang" buổi bình minh của một ngành khoa học mới về hiểu biết mô phỏng

(2) Xu hướng cảm biến có mặt ở mọi vật, mọi chỗ, mọi nơi

Trong xu thế này, cảm biến thông minh với kích thước nhỏ được “nhúng” trong vật dụng sẽ hình thành nên kết cấu hạ tầng cảm biến.

Sự nở rộ cơ cấu dựa vào thẻ nhận dạng tần số vô tuyến (FRID) được các nhà khảo sát đánh giá cao. Nhiều dự báo cho rằng, sự phổ cập rộng rãi của các “hạt bụi” thông minh là những cảm biến cực nhỏ, liên kết bằng sóng vô tuyến sẽ có khả năng tự tổ chức thành các mạng đặc biệt. Mạng cảm biến rộng khắp sẽ mở ra chân trời mới cho các nhà KH&CN nhằm quan sát những hiện tượng vật lý để có những tương tác thích hợp. Đương nhiên, một thế giới với vô vàn cảm biến thông minh cũng sẽ làm nảy sinh những vấn đề liên quan đến bí mật cá nhân.

(3) Xu thế mới tạo kết cấu hạ tầng nhỏ, gọn, nhẹ

Trong thời gian tới, vật liệu mới và CNTT sẽ tạo ra khả năng chuyển dịch từ những mạng kết cấu hạ tầng tập trung, rộng lớn sang mạng gọn nhẹ, có kết cấu môđun và mở rộng cấp độ ở mức độ cao. Những hệ cơ - vi điện tử (MEMs) sẽ chuyển dịch quy mô xử lý, tạo ra những xí nghiệp cực nhỏ phục vụ phát điện, xử lý nước thải và lọc nước. Ở các nước đang phát triển, những trung tâm mạng wifi dùng năng lượng mặt trời và máy tính xách tay siêu rẻ đã đưa kỷ nguyên thông tin đến với cộng đồng nông thôn chưa phát triển. Tại nhiều vùng nghèo, thiết bị lọc nước dùng ống nano cacbon cho phép chế tạo hệ thống lọc nước cơ động, có kích thước chỉ bằng cuộn giấy vệ sinh.

Mạng điện đang trở thành công cụ trao đổi năng lượng của hàng triệu người, những thiết bị gồm bóng đèn điot phát sáng (LED) hiệu suất cao, được chế tạo bằng công nghệ nano sẽ thay thế cho bóng đèn sợi đốt; công nghệ radio mới sẽ làm biến đổi hệ thống truyền thông. Một thiết bị đơn lẻ có khả năng dẫn hướng đa dạng sẽ làm cho thế giới vô tuyến có vô vàn giao thức. Radio có độ phân giải cao được xác định bằng phần mềm làm biến điện tín hiệu vô tuyến được sử dụng rộng rãi là xu hướng của gọn và nhẹ.

(4) Xu thế hội tụ vật dụng nhỏ trong thế giới vĩ mô

Cuộc cách mạng thực sự trong thế giới vi mô được dự báo là sự hội tụ của những vật dụng nhỏ; robot cực nhỏ được chế tạo bằng cơ - vị diện tử hoặc bằng công nghệ nano sinh học sẽ là nhân tố quan trọng.

Ngành chế tạo vị mạch sẽ có vai trò tiên phong trong công nghệ nano. Từ 2 đến 5 thập kỷ tới, thậm chí sớm hơi, các chi tiết nano sẽ được thương mại hóa. Người ta tin nano robot không còn quá xa vời, nếu một ngày nào đó khi có động đất, hàng đoàn robot nhỏ như kiến sẽ chui vào khe hở của những đống đổ nát để tìm kiếm nạn nhân hoặc bò trên các con tàu vũ trụ để khắc phục những chỗ hư hỏng. Với xu thế thương mại hóa vi robot, công nghệ robot và cơ - vi điện tử sẽ được áp dụng rộng rãi trong y học với hy vọng vị robot sẽ di chuyển trong các mạch máu, thực hiện những cuộc thám hiểm để chẩn trị bệnh cho các bên nhân. Với sự phát triển của thế giới vi mô, nhân loại có thể sẽ không. cần đến nhiều nhà máy chế tạo lớn. Nhờ thẻ RFID và màn hình dẻo những máy in phun cải tiến có thể tạo ra những mạch điện cần thiết Kết hợp công nghệ này với máy in 3D, ta có thể chế tạo nguyên mẫu để hình thành nên xí nghiệp chế tạo ngay trên máy tính cá nhân.

(5) Xu thế của sinh học

Với tiến bộ công nghệ ngày nay, thành công trong việc đọc và ghi lại mã gen của sự sống đã mang lại cho nhân loại khả năng thao tác sinh học theo hướng đi từ dưới lên.

Ý tưởng sinh học tổng hợp sẽ được thực hiện theo cách giống như các kỹ sư thực hiện để thiết kế mạch điện hoặc trong tổng hợp hóa chất; tạo ra những chi tiết mới kết hợp với những cơ cấu tự nhiên để thực hiện những chức năng dự đoán. Theo hướng đi này, đã xây dựng được những nhà máy vi khuẩn sản xuất dược liệu trị bệnh sốt rét, ung thư và điều chế octan để sản xuất nhiên liệu.

Nhân tố then chốt của sinh học tổng hợp là năng lực lập chuỗi nhanh và tổng hợp ADN với giá thành hạ; điều này có thể thực hiện được đối với bất cứ loại sinh vật nào. Nhiều thiết bị mới trong ngành y học sẽ được chế tạo để khắc phục hạn chế giữa sinh học và thông tin. Những octan cấy ghép chữa bệnh khiếm thính và những bộ kích hoạt chữa bệnh Parkinson đã có mặt trên thị trường. Hệ thống giao diện người - máy có khả năng cấy ghép vào cơ thể thị giác nhân tạo, chân tay giả điều khiển bằng ý nghĩ đang mở ra nhiều triển vọng tốt đẹp của ứng dụng sinh học trong đời sống.

Trong vài thập niên tới có thể con người sẽ xây dựng kết cấu hạ tầng theo phương thức để có được các nguồn tài nguyên điện toán vô tận; sẽ sống trong môi trường đầy thiết bị điện toán và cảm biến để tái tạo bản thân và giới sinh vật xung quanh. Sự phát triển vượt bậc của công nghệ giúp mang lại những ứng dụng trong nhiều ngành, lĩnh vực, và có tác động sâu sắc đến đời sống của con người.

Báo cáo của Diễn đàn Kinh tế thế giới năm 2015 đã xác định ra 21 sản phẩm công nghệ được kỳ vọng xuất hiện đến năm 2030 (Bảng 1).

Bảng: Những sản phẩm công nghệ được kỳ vọng sẽ xuất hiện vào trước năm 2030

TH