Top 10 công nghệ đột phá trong năm 2011

Năm 2011 chứng kiến hàng loạt ý tưởng công nghệ từng thuộc về khoa học viễn tưởng bắt đầu tiến gần hơn đời sống, từ áo tàng hình đến thiết bị đọc suy nghĩ. Danh sách những đột phá nổi bật cho thấy các nhà nghiên cứu không chỉ tìm cách chế tạo máy móc mạnh hơn, mà còn khám phá những phương thức hoàn toàn mới để tương tác với vật chất, ánh sáng và não bộ. Một số công nghệ khi ấy vẫn đang ở giai đoạn thử nghiệm, nhưng chúng mở ra viễn cảnh đáng chú ý cho không gian, y tế, giao thông và giáo dục. Đứng đầu danh sách là chương trình tàu vũ trụ kéo dài một trăm năm, do Cơ quan Nghiên cứu các dự án quốc phòng tiên tiến của Mỹ, thường gọi là DARPA, phối hợp cùng NASA khởi xướng. Dự án thừa nhận khoảng cách rất lớn giữa năng lực hàng không vũ trụ hiện tại với những chuyến du hành như trong Star Trek, đồng thời khuyến khích phát triển các công nghệ phụ trợ cần thiết. Trong suốt một thế kỷ, các nhà khoa học có thể phải giải quyết nhiều bài toán nền tảng, từ động lực học, năng lượng đến khả năng duy trì sự sống ngoài Trái đất. Một phát minh khác khiến hình ảnh người nhện trở nên gần gũi hơn là loại băng dính lấy cảm hứng từ cách côn trùng bám vào bề mặt. Người sử dụng không cần bị nhện phóng xạ cắn, cũng không cần robot hỗ trợ, vẫn có thể treo lơ lửng dưới trần nhà bằng công nghệ này. Đặc biệt, băng dính có thể tái sử dụng nhiều lần và tiếp tục hoạt động trong điều kiện ẩm ướt, vốn thường làm giảm hiệu quả của các chất kết dính thông thường. Áo tàng hình cũng ghi nhận bước tiến khi vật liệu được thiết kế với những lỗ nhỏ có khả năng làm thay đổi tốc độ truyền của ánh sáng. Kỹ thuật này đủ giúp che giấu một vật thể có kích thước tương đương tế bào máu khỏi ánh sáng thường, dù chưa thể khiến con người biến mất hoàn toàn. Nếu kích thước và cấu trúc vật liệu tiếp tục được điều chỉnh, phạm vi che giấu có thể mở rộng, tạo thêm hướng nghiên cứu cho quang học và công nghệ ngụy trang. Nhôm được các kỹ sư Đại học Purdue phát triển thành một hợp kim có tiềm năng vừa làm sạch nước vừa tạo ra điện, mở ra giải pháp đáng chú ý cho những khu vực thiếu hạ tầng. Khi quá trình được tinh chỉnh, nguồn năng lượng này được kỳ vọng có thể cạnh tranh với than trong một số ứng dụng, dù công nghệ vẫn cần tiếp tục hoàn thiện. Mục tiêu trước mắt là hỗ trợ các ngôi làng hẻo lánh chưa có điện, nơi một hệ thống đồng thời xử lý nước và cung cấp năng lượng có thể tạo khác biệt lớn. Quân đội Mỹ cũng thử nghiệm thành công một chuyến bay vũ khí siêu thanh, đạt tốc độ gấp năm lần tốc độ âm thanh khi bay qua đại dương. Năng lực này mở ra khả năng tấn công mọi địa điểm trên Trái đất trong vòng một giờ, đồng thời đặt ra hướng phát triển mới cho các hệ thống bay tốc độ cao. Ngoài mục đích quân sự, thành tựu thử nghiệm còn gợi ý triển vọng chế tạo máy bay chở hành khách nhanh hơn nhiều so với các phương tiện hàng không hiện nay. Trong lĩnh vực giao tiếp người máy, thiết bị đọc suy nghĩ hướng tới việc biến hoạt động thần kinh thành dữ liệu kỹ thuật số, qua đó giảm sự phụ thuộc vào bàn phím hoặc màn hình cảm ứng. Một thí nghiệm dùng máy quét não đã xác định những hoạt động liên quan đến các nhóm từ, cho thấy não bộ có thể cung cấp dấu hiệu để nhận diện nội dung suy nghĩ. Bước tiếp theo của các nhà khoa học là phân biệt tín hiệu thần kinh gắn với những vật thể khác nhau, nhiệm vụ phức tạp nhưng giàu tiềm năng ứng dụng. Vật liệu nhẹ nhất thế giới khi đó sở hữu cấu trúc dạng lưới với 99,99 phần trăm là không gian mở, tạo ra sự kết hợp đặc biệt giữa trọng lượng cực thấp và độ bền đáng kể. NASA đồng thời nghiên cứu việc in ba chiều các bộ phận cho trạm không gian, nhằm giảm chi phí đưa công cụ và linh kiện từ Trái đất lên quỹ đạo. Những tế bào đầu tiên có thể phát ra chùm laser cũng xuất hiện nhờ kỹ thuật di truyền, còn phương thức học tập “Ma trận” hứa hẹn giúp con người tiếp nhận kỹ năng chỉ bằng cách tập trung nhìn màn hình.