TỔNG LUẬN SỐ 4/2010 NHỮNG CÔNG NGHỆ QUAN TRỌNG HÀNG ĐẦU ĐỐI VỚI MỸ TỪ NAY TỚI NĂM 2025 LỜI GIỚI THIỆU Từ năm 20 kỷ trước, Mỹ chứng tỏ quốc gia dẫn đầu trung tâm khoa học (KH&CN) giới Để có vị này, nhà hoạch định sách Mỹ ln coi khám phá tiến KH&CN động lực chi phối tăng trưởng kinh tế cải thiện mức sống Vì vậy, giảm sút khả cạnh tranh KH&CN gây ảnh hưởng đến vị siêu cường Mỹ, đặc biệt khả cạnh tranh kinh tế, tiêu chuẩn sống an ninh quốc gia nước Một yếu tố giúp Mỹ đầu dẫn dắt xu KH&CN giới khả dự báo, xác định xu KH&CN để tập trung đầu tư phát triển, đặc biệt lĩnh vực công nghệ có tầm quan trọng hàng đầu Mỹ tác động mạnh tới phần lại giới Nắm bắt xu phát triển lĩnh vực cơng nghệ từ đến năm 2025, Hội đồng Tình báo Quốc gia Mỹ (National Intelligence Council - NIC) phối hợp với Cơ quan tình báo doanh nghiệp (SRIC-BI) đưa báo cáo nghiên cứu nhấn mạnh cơng nghệ mà NIC cho có tầm quan trọng hàng đầu, có khả tác động sâu sắc, rộng lớn định sức mạnh quốc gia Mỹ từ đến năm 2025 Đó cơng nghệ Công nghệ gen - trị liệu (Biogerontechnology), Công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học hoá chất dựa sinh học, Cơng nghệ vật liệu tích trữ lượng, Công nghệ than sạch, Công nghệ chế tạo robot dịch vụ (Robotics) Công nghệ Internet liên kết vật (The Internet of Things) Để giúp bạn đọc có thêm thông tin công nghệ trên, Cục Thông tin KH&CN Quốc gia biên soạn xuất Tổng luận: “ NHỮNG CÔNG NGHỆ QUAN TRỌNG HÀNG ĐẦU ĐỐI VỚI MỸ TỪ NAY TỚI NĂM 2025” Xin trân trọng giới thiệu bạn đọc! Cục Thông tin KH&CN Quốc gia I CÔNG NGHỆ BIOGERONTECHNOLOGY, CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NHIÊN LIỆU SINH HỌC VÀ CÁC HOÁ CHẤT DỰA TRÊN SINH HỌC 1.1 Cơng nghệ Biogerontechnology Lộ trình cơng nghệ Biogerontechnology Xác định đư ợ c chế lão hố tế bào Đạt cơng nghệ Khả dẫn dắt tế bào tăng trưởng khác biệt mô đặc thù Phát triển liệu pháp lâm sàng làm chậm lão hố thơng qua hạn chế calo Phát huy nghiên cứu chế mơ hình người Xác định gen then chốt Gen kéo dài tuổi thọ kéo dài tuổi thọ Các chế sửa chữa ADN Tế bào gốc Y học tái sinh Các hợp chất chống lão hoá Điều trị tăng s ứ c k hoẻ tuổi thọ Liệu pháp chống lão hoá dự a tế bào S a chữ a thay mô cá thể Phát triển liệu pháp tăng cư ờng sứ c k hoẻ kéo dài tu ổi thọ Phát dấu sinh học lão hố hợ p thứ c thể ngư i Nghiên cứu C c phư ng pháp giảm calo lão hoá 2005 2015 2025 Thời gian Biogerontechnology (Công nghệ gen - trị liệu) lĩnh vực ứng dụng kết nghiên cứu khoa học sở tế bào phân tử bệnh tật q trình già hóa để phát triển biện pháp công nghệ điều trị triệu chứng bệnh tật liên quan đến tuổi già, với mục đích cuối để tăng cường sức khỏe, trì khả hoạt động sống độc lập dân số già hóa Tiềm đột phá thực biogerontechnology dựa sở loạt lĩnh vực công nghệ then chốt sinh học phân tử genomics (bộ gen học), proteomics (protein học), metabolomics (trao đổi chất học) sinh học tế bào (như tế bào gốc, tín hiệu tế bào, chức ty thể) Tiềm đột phá có tính cách mạng biogerontechnology khơng phải xuất phát từ lĩnh vực mà từ phối hợp nhiều lĩnh vực công nghệ thông qua hội tụ sáng tạo tri thức từ giao thoa lĩnh vực tác động chi phối lẫn Con người bị thúc mong muốn khám phá khởi nguồn tuổi trẻ Cho đến chưa có lý thuyết nào, giải thích việc người già hóa già nào, chấp nhận rộng rãi kiến thức có từ lĩnh vực cá thể chưa hoàn thiện Kết là, lộ trình cơng nghệ dẫn đến phát triển phương pháp can thiệp chống già hóa chưa có nhiều khác biệt đáng kể chiến lược, mang tính lý thuyết suy đốn cao Các nhà nghiên cứu thường phân chia lý thuyết giá hóa sinh học thành hai hạng mục riêng biệt thường khơng loại trừ nhau, là: • Các lý thuyết lập trình đưa giả thuyết thể sinh vật tuân theo kế hoạch phát triển lập trình, kể tuổi thọ, nội tiết lập trình, tuân theo nguyên lý miễn dịch • Các lý thuyết sai lệch, nhấn mạnh đến vai trị tác động mơi trường q trình già hóa, kể hao mịn phá vỡ sinh học, liên kết chéo protein, gốc tự tổn thương ADN sinh dưỡng Nhìn chung, cơng trình nghiên cứu nhà khoa học theo hướng tìm hiểu q trình lão hóa chủ yếu xảy tế bào bị khả chép khả trì chức phục hồi để phản ứng trước tổn hại phân tử tích tụ với thời gian sống sinh vật Kết chế ẩn sau lão hóa nắm giữ chìa khóa cho phép phân biệt khía cạnh già hóa có tính phá hủy làm tăng nguy người mắc bệnh, tàn tật tử vong với số biểu sinh lý học lành tính khác Thách thức đặt phải hiểu trình sinh học nhấn mạnh thực tế lão hóa cịn khía cạnh hiểu biết q trình giá hóa Mặc dù nhà nghiên cứu tin tuổi thọ người kéo dài thơng qua hiểu biết tác động đến trình sinh học, chưa có chứng khoa học từ cơng trình nghiên cứu người thuyết phục kéo dài tuổi thọ người thông qua biogerontechnology tồn Các lĩnh vực nghiên cứu khoa học tiên tiến mang lại tiềm lớn biogerontechnology bao gồm di truyền học già hóa xác định đường điều tiết quan trọng q trình già hóa; điều chỉnh telomere (thể nhiễm sắc) enzym telomeraza có tiềm tạo tế bào có khả tự phục hồi vĩnh viễn; tiềm phục hồi mô thông qua sử dụng tế bào gốc phôi người Các khối cấu thành lực Các cơng trình nghiên cứu chứng minh khả kéo dài tuổi thọ thực chủ yếu sinh vật mẫu, giun tròn, men, ruồi giấm, kết thu cho già hóa làm chậm lại làm nảy sinh sức ép xác thực số tử vong tình trạng bệnh tật Các thành phần tạo khả công nghệ kiến trúc then chốt đưa vào áp dụng việc kéo dài tuổi thọ mẫu hình động vật bao gồm: xác định thao tác gen "tuổi thọ", lão hóa tế bào, hạn chế calo với mục đích coi việc giảm lượng calo tiêu thụ phương thức để kéo dài tuổi thọ tối đa trung bình trì sức khỏe hoạt động thể chất; việc tái sinh mô sử dụng tế bào gốc phôi: Việc làm giảm lượng calo tiêu thụ cách tiếp cận mà nhà khoa học phát thấy nay, làm tăng tuổi thọ lồi động vật có vú Động vật linh trưởng coi mẫu hình động vật để tiến thêm bước tới việc cơng nhận người • Việc thao tác di truyền gen "tuổi thọ" giun trịn chứng tỏ kéo dài đáng kể tuổi thọ tự nhiên loài động vật Các gen tương ứng xác định người cơng nhận giá trị khoa học cịn xa trở thành thực • Sự lão hóa dẫn đến thay đổi chức tế bào quan trọng, chức dẫn đến thay đổi biểu gen, điều cuối làm tăng tính dễ bị cơng cá nhân bệnh tật thông qua tăng trưởng hình thành khối u khơng thể kiểm sốt • Các thể nhiễm sắc (telome) trọng nghiên cứu chế quan trọng việc hiểu diễn biến sinh học q trình già hóa, nhà nghiên cứu mong muốn hiểu làm để kiểm soát định hướng chép tế bào lão hóa tế bào • Các tế bào gốc phơi người mang lại khả độc vô nhị giữ cho trẻ khả tự hồi sinh nhanh nắm giữ triển vọng to lớn nguồn tế bào đa vô hạn để thay mơ quan Việc có nguồn kinh phí tài trợ yếu tố mang tính định tác động đến nghiên cứu lĩnh vực Hiện nay, phủ Mỹ chi hàng trăm triệu đôla năm cho việc nghiên cứu q trình già hóa Các nguồn tài trợ tư nhân cịn lớn nhiều không đủ mức cần thiết để thúc đẩy lĩnh vực Một nhóm nhà nghiên cứu già hóa hàng đầu Mỹ gần kêu gọi Quốc hội nước cho phép đầu tư tỷ USD năm cho nỗ lực nghiên cứu để tạo sở hạ tầng tổ chức trí tuệ cần thiết hỗ trợ thúc đẩy lĩnh vực nghiên cứu Trong số tỷ USD, họ đề nghị nên dành phần ba cho nghiên cứu sinh học già hóa với trọng tâm gen học y học hồi sinh chúng liên quan đến khoa học tuổi thọ; dành phần ba quỹ cho việc nghiên cứu bệnh tật liên quan đến tuổi già phần nỗ lực phối hợp NIH; phần ba lại nên chia cho việc triển khai nghiên cứu thử nghiệm lâm sàng xúc tiến nghiên cứu y học phòng bệnh nhằm vào việc làm giảm yếu tố nguy làm giảm tuổi thọ Tác động việc xúc tiến lực công nghệ khác Biogerontechnology tập trung nỗ lực nghiên cứu khoa học công nghệ hàng đầu nhằm mục đích hiểu thao tác sở sinh học tuổi thọ Các ứng dụng lên không hướng tới kéo dài thời gian sống cá nhân mà tạo điều kiện thuận lợi để trì khả thể chất chức trí tuệ tuổi già Mặc dù kết nghiên cứu từ mẫu hình động vật có ấn tượng, chưa thuyết phục tất nhà nghiên cứu lợi ích nghiên cứu lão hóa động vật dễ dàng truyền qua loài Độ an toàn rủi ro thủ thuật định, việc quan sát khả sinh sản suy giảm động vật hạn chế tiêu thụ calo chẳng hạn, ví dụ điển hình chất tính khơng chắn liên quan đến lĩnh vực Để khắc phục tình trạng khơng chắn đánh giá tính hiệu phương pháp điều trị thử nghiệm cho làm chậm, tạm dừng hay chí đảo ngược q trình già hóa, có khả việc đánh giá lâm sàng tính an tồn người đáp ứng tốt nhóm dân số trẻ hơn, người có độ tuổi Những nghiên cứu dường phải hàng thập kỷ vài năm để mang lại kết có đầy đủ ý nghĩa Các cơng nghệ hỗ trợ Các ích lợi rõ ràng tuổi thọ người xác nhận kết tiến thông qua công nghệ can thiệp mang lại khả thông thường hơn, thực tiễn bảo vệ sức khỏe cộng đồng hình thức vệ sinh, can thiệp y học thông qua văcxin thuốc kháng sinh, cải tiến mơi trường, biện pháp tiếp tục đóng vai trị quan trọng tương lai Cách tiếp cận công nghệ hiệp lực nhằm vào mục tiêu phòng ngừa hay điều trị bệnh yếu tố nguy liên quan đóng vai trị hỗ trợ cho biogerontechnology việc thực hóa lợi ích tuổi thọ tương lai Tuy nhiên, ích lợi tăng tuổi thọ đạt thơng qua cách tiếp cận tăng dần nhờ vào cải tiến dần lực tại, sánh với ích lợi theo dự đốn đạt thông qua tiềm đổi công nghệ mang tính đột phá thực mà biogerontechnology mang lại Các xu cơng nghệ đóng góp theo hướng phá vỡ q trình già hóa chống lại quan niệm truyền thống tuổi già Ví dụ, thực tiễn y học thẩm mỹ sở thích lối sống ví dụ xu thực tế diễn để hướng tới việc làm chậm làm ngừng q trình già hóa Các biến đổi phi sinh học yếu tố định quan trọng trải nghiệm già hóa (dưới dạng tuổi thọ thiên hướng mắc bệnh, tật) giới tính, sắc tộc, thể trạng cảm xúc, địa vị xã hội, hoạt động cách sống nguồn lực cá nhân (như giáo dục giàu có) tất cần xem xét Các yếu tố với thực tiễn chăm sóc sức khỏe thơng thường cần cân nhắc tìm hiểu cơng nghệ hỗ trợ vai trị đóng góp mà cơng nghệ có việc mang lại khả cho người sống sống thọ khỏe mạnh Y học chữa bệnh - Các phân tử nhỏ - Dược sinh học - Vắc-xin Tăng khả người - Lắp chi giả - Cơ quan nhân tạo Các thiết bị y tế - Chẩn đoán phân tử - Các thiết bị vận chuyển thuốc - Các thiết bị cấy ghép y học Lối sống thể chất lành mạnh - Dược phẩm dinh dưỡng hay thực phẩm chức - Các chất bổ trợ cho chế độ ăn uống tăng cường - Cơ quan thần kinh nhân tạo sức khỏe - Các loại thuốc thay Quản lý chăm sóc sức khỏe điện tử - Hồ sơ sức khỏe điện tử - chăm sóc sức khỏe phù hợp với cá nhân - Hồ sơ thông tin sức khỏe cá nhân tương tác tích hợp người - máy tính Ứng dụng Các ứng dụng then chốt chứng cụ thể biogerontechnology Q trình sinh học già hóa biểu nhiều cách khác nhận thấy từ việc quan sát da (kém mềm mại linh hoạt), xương (khớp nối bị mài mòn lão hóa), mơ thể (tổn hại tích tụ hệ thống kiểm soát tế bào dẫn đến phát triển ung thư), (teo hao mòn bắp), giác quan (suy giảm dần chất lượng độ xác), não (thối hóa thần kinh), hệ thống nội tiết (các hoocmon trở nên điều tiết), hệ thống tuần hoàn (xơ vữa động mạch xơ cứng mạch máu) Các ứng dụng thông qua biogerontechnology không hướng tới kéo dài thời gian sống cá nhân mà tạo điều kiện cho họ trì sức khỏe thể chất chức trí tuệ bước vào tuổi già Các nhà khoa học đạt tới đích nghiên cứu thơng qua số chiến lược khác nhau, ngăn chặn bệnh tật liên quan đến bệnh kinh niên tuổi già, làm chậm q trình già hóa làm ngừng chí đảo ngược q trình già hóa Mặc dù chưa có biện pháp can thiệp có mặt thị trường chứng tỏ khả làm chậm, làm ngừng đảo ngược q trình già hóa người, thực tế chi phí để có thơng tin sinh học giảm gần 50% năm, điều cho thấy nhà nghiên cứu ngày có nhiều hội để nắm bắt sử dụng thông tin khám phá tri thức sinh học, ngày có hiệu khả sinh lợi lớn áp dụng nhanh cho việc nghiên cứu phát triển sản phẩm Tri thức đạt ngày áp dụng dạng chiến lược mở rộng, thí dụ trì sức khỏe lành mạnh thông qua dinh dưỡng chẳng hạn Thế hệ ứng dụng liên quan đến phát triển công nghệ y học, xét nghiệm kiểm tra hay chẩn đoán cuối phép điều trị làm chậm thời điểm công bệnh tật, kéo dài tuổi thọ hay phục hồi sức sống chức cho quan óc già hóa Các sản phẩm có ảnh hưởng Nghiên cứu chế sinh học già hóa tập trung theo hướng mang nhiều triển vọng để phát triển làm thực hóa phương pháp chống già hóa vượt xa khả điều trị loại thuốc Các nhà nghiên cứu thành lập công ty để xúc tiến thương mại hóa khám phá nghiên cứu lĩnh vực biogerontechnology Tuy nhiên, chiến lược chữa bệnh cịn có xu hướng tập trung vào loại thuốc làm chậm q trình già hóa thơng qua việc mô theo hạn chế lượng calo Hai công ty dược phẩm Sirtris Elixir dẫn đầu lĩnh vực Để tiến hành trình thử nghiệm lâm sàng làm tăng khả thương mại hóa thành cơng, loại thuốc ứng cử viên hệ hai công ty nhằm mục tiêu vào bệnh cụ thể liên quan đến tuổi già bệnh tiểu đường ung thư, thông qua việc nhằm vào hai đường DAF-2 SIR-2, khơng phải nhằm vào q trình già hóa Sự tiến họ thơng qua q trình triển khai lâm sàng quan trọng việc giám sát để đánh giá khoa học bản, chứng minh tầm quan trọng việc xúc tiến sản phẩm kéo dài thời gian sống tuổi thọ người Công ty Elixir ước tính tiềm thị trường thuốc chống già hóa có trị giá hàng tỷ đơla dựa lượng thuốc sử dụng để điều trị bệnh tiểu đường, ung thư bệnh liên quan đến tuổi già khác Các khả tạo biogerontechnology Việc hiểu già hóa q trình sinh học bị suy kiệt khả trì tự điều chỉnh thể bị giảm sút việc hiểu chế để giữ cho thứ thể phục hồi mặt lý thuyết dẫn đến độ tin cậy thao tác cao Các liệu pháp điều trị lên kết từ biogerontechnology bao gồm loại thuốc chống già hóa, chế điều chỉnh ADN, chiến lược giới hạn lượng calo, tái tạo mơ, làm trẻ hóa não, chiến lược điều khiển trao đổi chất trì tính ngun trạng phân tử Thời điểm Sự thừa nhận tính khả thi tiềm khả điều khiển già hóa gia tăng nghiên cứu Tuy nhiên, trạng tri thức lực lĩnh vực hoạt động nghiên cứu ứng dụng thu hút đa số nguồn lực dành cho biogerontechnology vào năm 2025 xa Việc sử dụng biogerontechnology hoạt động nghiên cứu dược phẩm có khả xảy vào thời điểm trên, mức độ ứng dụng khoa học hoạt động nghiên cứu dược phẩm phụ thuộc lớn vào mức độ, tiến độ định hướng tài trợ nghiên cứu thấu hiểu đột phá thực hóa nghiên cứu Các ứng dụng phát triển sản phẩm ngành khoa học ban đầu nhằm vào mục tiêu điều trị bệnh cụ thể Tất điều cân nhắc, phát triển loại thuốc nhằm mục tiêu cụ thể vào việc chống già hóa bắt đầu bước vào giai đoạn triển khai lâm sàng vòng 15 năm sản phẩm không với tới thị trường vịng 25 năm Các vấn đề định phát triển biogerontechnology Nhìn từ triển vọng nghiên cứu, lĩnh vực cơng nghệ biogerontechnology có tảng rộng lớn cổ đông cam kết xúc tiến nghiên cứu y sinh nhằm cải thiện sức khỏe tuổi già Mặc dù có nhiều nhánh nghiên cứu hình thành tiềm thương mại cịn suy đốn, phần lớn hoạt động nghiên cứu quan phủ thức phê duyệt, Viện Y học Quốc gia Mỹ hay Hội đồng Nghiên cứu Y học Anh tài trợ cho nghiên cứu trường đại học, tổ chức nghiên cứu công tư nhân Mức tài trợ cơng cịn thấp tổ chức từ thiện tư nhân doanh nghiệp xã hội đóng vai trò lớn việc hỗ trợ thúc đẩy lĩnh vực nghiên cứu Các nhà từ thiện có khả đầu tư mạo hiểm với mối quan tâm nhằm thúc đẩy gia tăng tài trợ cho lĩnh vực kể tên như: Paul Allen, Richard Branson, Larry Ellison Steve Jobs Tất nhiên, chất lý thuyết thường có tính suy đốn nghiên cứu có nghĩa lĩnh vực có tỷ lệ lớn người đề xuất, đại diện cho quan điểm cực đoan hoạt động tổ chức cộng đồng khoa học lĩnh vực cơng nghệ Nếu lợi ích nghiên cứu thể sinh vật mẫu tái tạo người, biogerontechnology coi khơng có khác biệt với lĩnh vực y học khác vốn tìm kiếm để đạt tới khả điều khiển cải thiện trạng thái sức khỏe người Khả kiềm chế tỷ lệ tử vong mắc bệnh tật tạo nên lợi ích to lớn mặt tài hệ thống chăm sóc sức khỏe, điều chi phối việc áp dụng kế hoạch bồi hoàn lại hỗ trợ cho nhanh chóng chấp nhận thị trường Người tiêu dùng hỗ trợ họ muốn tìm kiếm phát triển thẩm mỹ gia tăng sức khỏe sống Nhưng thách thức đặt việc phải hiểu làm để áp dụng điều khiển cơng nghệ biogerontechnology xã hội theo cách kiểm sốt có trách nhiệm Việc giám sát hiểu quan điểm công chúng điều định việc hình thành phản ứng sách, chi phối mức đầu tư cho nghiên cứu, sở hạ tầng pháp lý bảo hộ sở hữu trí tuệ quy định thị trường liên quan đến vấn đề an toàn định giá trị Phạm vi rộng lớn cổ đơng khơng nghi ngờ lôi để tham gia vào phạm vi rộng vấn đề:  Các nhóm quan tâm sách cơng u cầu nhà lập pháp đề cập đến vấn đề hội tiếp cận kiểm sốt nhu cầu cơng nghệ biogerontechnology cần quy định rõ nhằm đảm bảo hội thuận lợi công cho người thành viên xã hội  Các nhà mơi trường đặt câu hỏi giá trị xã hội biogerontechnology liên quan đến thách thức khác dân số bền vững bên cạnh khả dung chứa trái đất để trì lượng dân số gia tăng mà tuổi thọ tăng lên  Các nhà đạo đức sinh học tranh cãi công khai vấn đề nhằm vào việc giải khác biệt xung quanh việc đâu nơi mà điều tra y sinh kết thúc nơi vấn đề đạo đức bắt đầu liên quan đến công cụ mục tiêu biogerontechnology  Các nhà biện hộ xã hội có động để khuấy động cơng kích công chúng xung quanh vấn đề liên quan đến tác động biogerontechnology đến quan điểm giá trị tâm linh, tiến hóa việc tình nguyện chấm dứt sống  Các nhà nghiên cứu lý thuyết tìm kiếm nghiên cứu liên quan đến việc thời điểm bắt đầu già hóa chậm lại ảnh hưởng đến nhận thức chất lượng biện pháp sống, nguyện vọng xã hội sở thích lối sống liên quan đến đạo đức, văn hóa, xã hội, tài chính, tiêu dùng trị  Các nhà hoạch định sách phải hiểu vấn đề dân số truyền thống bị tác động nào, thay đổi lựa chọn sinh sản phát sinh tỷ lệ sinh đẻ bị tác động  Các nhà lập pháp phải giải với khoa học đạo đức, bảo vệ công chúng trước mưu đồ bất lương yêu sách lợi ích chống già hóa, đạo lý hoạt động nhóm ưu xã hội khởi xướng người extropians (vị tiến hóa) transhumanists (vị tiến người)  Các nhà kinh tế muốn hiểu tác động chi tiêu cho chăm sóc sức khỏe, tác động việc tăng cường sức khỏe tuổi thọ đến tăng trưởng GDP chi phí kinh tế bổ sung thêm từ việc người dân sống khỏe mạnh lâu  Ngành cơng nghiệp tìm cách hiểu hành vi nhóm người tiêu dùng già trở nên khác biệt liên quan đến sở thích phương tiện truyền thông, hoạt động lúc rảnh rỗi, giao thơng giải trí tác động xu sức khỏe tuổi thọ đến suất lao động đổi Các hạng mục cần xem xét Một số lĩnh vực không chắn cần giám sát hiểu rõ tác động chúng tới công nghệ biogerontechnology, sau: Sự công nhận giá trị nghiên cứu người: Tri thức khoa học chi phối khám phá hỗ trợ phát triển sản phẩm hạn chế Các nghiên cứu động vật thực tạo điều kiện tương đối dễ dàng cho việc nghiên cứu chế sinh học già hóa Tuy nhiên, có nghiên cứu thực người định liệu tương đồng với người gen xác định mẫu hình động vật có ảnh hưởng tương tự hay khơng Việc hiểu q trình già hóa đánh giá tính hiệu lực lâm sàng liệu pháp chống già hóa đặt thách thức độc vơ nhị, dấu chuẩn sinh học dự đoán thay đổi theo mức độ già hóa tương quan với tuổi thọ không tồn Phát triển thử nghiệm lâm sàng: Quá trình đánh giá nghiên cứu người trở nên phức tạp thiếu sở pháp lý nguồn tài trợ phủ Quan điểm FDA, theo chưa cơng nhân già hóa bệnh khơng phê chuẩn sản phẩm có khả làm tăng tuổi thọ, yêu cầu công ty cần phải nhằm mục tiêu vào việc chữa trị bệnh cụ thể Sự có dấu hiệu sinh học tiêu chuẩn hóa cơng cụ nhận dạng mức độ già hóa sinh học, dấu hiệu báo trước tuổi thọ vật thị khả dễ bị mắc 10 họ Kịch 4: Thế giới tự chủ Trong kịch này, có nhiều tiến lớn diễn công nghệ then chốt liên quan tới robotics Đặc biệt, phát triển cơng nghệ máy tính tiên tiến hoàn thiện R&D robotics - nhận thức cho phép chuyển biến lớn lĩnh vực robotics thông minh Mặc dù robot thông minh tiên tiến đắt phần lớn người, robot bắt đầu sử dụng cho số ứng dụng then chốt Tại Nhật Bản, nhiều robot sử dụng cho chăm sóc người già robot thực nhiều cơng việc có tính chất lặp lặp lại cơng việc khó Bên cạnh đó, tiến nhận quan tâm lớn chuyển giao công nghệ cho úng dụng khác trở nên phổ biến Vào năm 2020, robot giải trí đơn giản thực số nhiệm vụ giúp người xung quanh nhà (như an ninh dọn dẹp) Điều quan trọng robot trở thành “phải có” nhiều người Lúc lên ngành công nghiệp robotics - tiêu dùng thực Ngồi ra, cơng nghệ khác hưởng lợi từ tiến cơng nghệ robotics, chẳng hạn xe cộ hồn tồn tự động “chuyện bình thường” Những hội: Với đột phá phát triển diễn công nghệ robotics trường đại học nắm giữ patent cốt lõi cho thương mại hoá kết nghiên cứu, Mỹ Nhật Bản đầu hoạt động thương mại hoá kết nghiên cứu phát triển robotics Tiếp theo châu Âu Hàn Quốc Cộng đồng nghiên cứu hàn lâm Mỹ hưởng lợi lớn từ sách tập trung cho nghiên cứu Nhờ hoạt động chuyển giao cơng nghệ trở nên sôi động, tạo nên kỷ nguyên cho hoạt động kinh tế dẫn dắt công nghệ, làm thúc đẩy phát triển kinh tế Các công ty Mỹ tiếp tục đầu tư vào robotics công nghệ gắn kết xuất tiêu chuẩn toàn cầu áp dụng cho lĩnh vực robot Quân đội Mỹ đạt vượt mục tiêu (được lập vào năm 2000) việc triển khai hệ thống tự động Robot thay nhân cơng số vị trí cơng việc chế tạo kỹ cao Từ thúc đẩy tính cạnh tranh ngành chế tạo Mỹ (Nhật nằm trường hợp này) Những thách thức: Kịch có tác động nhân kinh tế nhà hoạch định sách chưa lường hết Khi mà có robot thay người vị trí địi hỏi kỹ cao, thất nghiệp lao động chân tay phổ thơng vấn đề đương nhiên robot thay lao động giản đơn phổ biến Tính cạnh tranh ngày gia tăng ngành chế tạo tự động hoàn toàn Mỹ Nhật Bản Ngược lại, tính cạnh tranh ngành Trung Quốc yếu đi, lợi giá nhân công rẻ trở nên vô nghĩa xuất dấu hiệu suy giảm kinh tế, chí sụp đổ kinh tế khu vực Tại Mỹ, nhà xe có gia tăng trang thiết bị thứ tự động hố, tính tốn tối ưu mức độ tiết kiệm chi phí, lượng tiêu thụ thiết bị cá nhân Tuy nhiên, mức độ tự động hoá cao lại làm gia tăng bệnh béo phì xã hội Ngồi ra, việc sử dụng robot tiên tiến cho ứng dụng an ninh (kể robot mini hệ thống xe tự động) dẫn tới căng thẳng chia rẽ xã hội số nước Những lưu ý Các kịch xảy tính khơng chắn cách nhìn tương lai Việc xác định kịch tốt phản ánh thực thời điểm phụ thuộc vào đánh giá cách cẩn thận thông tin tri thức đáng tin cậy, đồng thời theo sát báo hướng nhịp độ phát triển lĩnh vực cơng nghệ có tiềm lớn Mỹ Các tham số chủ yếu, tích cực, phản ánh môi trường thuận lợi cho phát triển cơng nghệ robotics, gồm: • Bản chất quy mơ đầu tư cho robotics Mỹ, • Các chủ thể liên quan R&D robotics Liệu có công ty đầu tư lớn vào robotics người khổng lồ lĩnh vực này, Sony hay 48 • • • • • • • • Microsoft; Mức độ cấp vốn toàn cầu cho nghiên cứu robotics, liệu đầu tư có tiếp tục tăng hay bị cắt giảm; Đồ chơi trở thành công cụ: robot đờ chơi có khả thực nhiệm vụ có ích nhà (như lấy đồ vật cho người sử dụng); Thiết lập trung tâm xuất sắc nghiên cứu robotics bên nước Mỹ xây dựng mơ hình cho nghiên cứu thương mại hố; Hồn thành bước đầu chương trình nghiên cứu quốc tế phát triển robot có khả nhận thức; Phát triển giao diện não - máy; Sự bùng nổ robot Trung Quốc dùng gia đình, cho ngành dịch vụ quốc phòng; Sự phát triển loại xe tự động có khả hoạt động độc lập dùng cho lĩnh vực dân quân sự; Ứng dụng phát triển chuẩn quốc tế cho robot gia đình, dịch vụ quân 3.2 Internet liên kết vật (Internet of Things) Lộ trình công nghệ Kết hợp phần mềm cảm biến tiên tiến Đạt công nghệ Các thiết bị nhỏ gọn tiêu thụ lượng hiệu Hoạt động diện từ xa: khả điều Các mạng khiển kiểm soát đồ lưới phức tạp vật từ xa giới Khả thiết bị định vị hữu hình để nhận tín hiệu địa lý Định vị người vật Giảm chi phí dẫn tới sóng ứng dụng lần thứ hai An ninh, giám sát, vận Nhu cầu hậu cần tăng Định vị khắp nơi chuyển, an toàn thực phẩm, quản lý tài liệu Các ứng dụng thị trường dọc Các thẻ RFID tạo thuận lợi cho kiểm kê hàng hoá chống thiếu Các nhà hỗ trợ chuỗi hụt hàng cung ứng 2000 2010 2020 Thuật ngữ Internet of Things (IoT) thành viên cộng đồng phát triển công nghệ RFID vào năm 2000, ám khả khám phá, khai thác thông tin đồ vật gắn nhãn theo công nghệ RFID (Nhận dạng tần số sóng vô tuyến Radio Fresquency Identification) thông qua địa Internet vào sở liệu ứng với RFID IoT thể ý tưởng chung đò vật, đồ vật thơng 49 thường hàng ngày, mà người ta đọc nó, nhận nó, định vị xác định địa kiểm sốt thơng qua Internet, qua cơng nghệ RFID, mạng LAN phương tiện khác Những đồ vật hàng ngày không thiết bị điện tử mà đồ thông thường thực phẩm, quần áo, vật liệu… kể đường ranh giới, cơng trình nhà Trong cơng nghệ IoT, chất kết nối cịn thơng qua giao thức Internet (Internet Protocol), bên cạnh người ta muốn nhấn mạnh tới công nghệ kết nối RFID IoT tách rời mạng cảm biến giám sát đồ vật Cả đồ vật hàng ngày kết nối mạng cảm biến cần tiến cơng nghệ để hướng đến tiểu hố, giao tiếp không dây tiêu thụ lượng hiệu Hai phương thức kết nối IoT: Đồ vật - với - người (Thing-to-person) ngược lại giao tiếp dựa số công nghệ cho phép người tương tác với đồ vật ngược lại, gồm truy cập từ xa tới đồ vật; Đồ vật với đồ vật (Thing-to-thing) giao tiếp dựa số công nghệ cho phép đồ vật hàng ngày sở hạ tầng tương tác mà không cần qua người Các đồ vật theo dõi, kiểm tra đồ vật khác, báo cho người cần Giao tiếp máy với máy phần giao tiếp đồ vật với đồ vật, giao tiếp hệ thống công nghệ thông tin diện rộng khơng phải “các đồ vật hàng ngày” Các đồ vật chứa cảm biến kết nối với đồ vật khác kiểm soát người máy Tại cơng nghệ IoT lại có tiềm lớn? Các cá nhân, doang nghiệp phủ khơng lường hết vấn đề tương lai Internet diện đồ vật hàng ngày, vật gói thức ăn, đồ nội thất, giấy văn phòng… Những hội rủi ro tương lai lớn mà người điều khiển, kiểm soát định vị thứ từ xa Những nhu cầu thường ngày kết hợp với tiến cơng nghệ dẫn tới phổ biến rộng rãi gọi “Internet liên kết vật” mà đóng góp cho phát triển kinh tế Mỹ coi Internet ngày Khi đồ vật ẩn chứa rủi ro an ninh thơng tin, “Internet liên kết vật” làm gia tăng rủi ro so với Internet tạo Ứng dụng chủ yếu Thương mại hoá ứng dụng tổ chức phủ yếu tố then chốt cho tiến phát triển IoT Ứng dụng then chốt nhà bán lẻ, đại siêu thị công ty hậu cần Các ứng dụng RFID phụ thuộc mạnh mẽ vào nhà bán lẻ, công ty hậu cần, bao gói vận tải hàng hố RFID phương pháp nhận dạng tự động dựa việc lưu trữ liệu từ xa sử dụng thiết bị thẻ RFID đầu đọc RFID Công nghệ RFID lại mở hướng phát triển Wi-Fi RFID, sử dụng thẻ RFID lớn với lượng pin mạnh lại đắt tiền nhận dạng từ khoảng cách lớn mở hướng ứng dụng từ việc quản lý container cảng đến quản lý cước sinh viên hệ thống an ninh trường đại học 50 Thẻ RFID đưa vào sử dụng nhiều lĩnh vực như: quản lý đối tượng, quản lý nhân sự, quản lý hàng hóa bán lẻ siêu thị, nghiên cứu động thực vật học, quản lý hàng hóa xí nghiệp hay nhà kho, quản lý xe cộ qua trạm thu phí, làm thẻ hộ chiếu …Thí dụ, bạn vào siêu thị để mua đồ, hàng hóa gắn với thẻ RFID, đầu đọc RFID ghi lại thông tin giá sản phẩm bạn mua bạn qua quầy thu ngân tích tắc Như vậy, bạn tiết kiệm nhiều thời gian tâm lý thoải mái, thay việc đứng hàng chờ tốn Sở dĩ nhanh tốc độ, máy đọc xử lý từ 50-2000 thẻ RFID giây, nhanh gấp 40-1600 lần so với việc quét mã vạch Kích cỡ thẻ nhỏ Ví dụ: thẻ sử dụng sản phẩm quần áo hãng Benetton bé hạt gạo Năm 2010 số thẻ RFID sản xuất phạm vi toàn cầu gấp 25 lần sản lượng năm 2005, hàng chục tỷ thẻ Tổng thị phần lớn tương đương với 14 tỉ USD vào năm 2011 Và chi phí cho thẻ giảm xuống hướng phát triển xuất khắp nơi bao gồm khu vực tư doanh lẫn quốc doanh Một số tổ chức, hãng tư vấn tiếng giới Gartner Dataquest, Market Research, nghiên cứu khuyến cáo công ty quy mô khác nên ứng dụng giải pháp nhận dạng khơng dây, RFID số công nghệ Các chuyên gia cho hệ thống nhận dạng liệu tự động khơng dây RFID hồn tồn giảm thiểu sai sót địa điểm, dây chuyền cung ứng đánh cắp sản phẩm lên tới 90%, gia tăng hiệu suất từ 12 đến 15% giảm thời gian kiểm đếm tồn kho từ 35 tới 40%, qua tạo dựng lợi cạnh tranh rõ nét Các tên tuổi lớn giới ngành kinh doanh bán lẻ bắt đầu chuyển sang dùng RFID Wal-Mart - tập đoàn kinh doanh bán lẻ hàng đầu Mỹ - tiên phong yêu cầu 100 nhà cung cấp phải gắn thẻ thùng, palét (khay, giá nâng hàng) giao hàng cho hãng vào tháng 1/2005 Kế hoạch mà Wal-Mart công bố tháng 11/2003 khiến tất hãng bán lẻ, nhà cung cấp toàn cầu suy nghĩ nghiêm túc RFID Các đối thủ cạnh tranh Wal-Mart nhanh chóng nhận thấy nên áp dụng theo, họ lấy hàng từ nhà cung cấp Wal-Mart Home Depot công ty bán lẻ lớn thứ hai Mỹ - thử nghiệm ứng dụng RFID cửa hàng Boston kết khả quan, hãng dán thẻ thông minh lên tất 50.000 loại sản phẩm bán Gillette đặt hàng 500 triệu thẻ gắn với sản phẩm dao cạo râu Cơng ty Metro AG (Đức) khai trương “Siêu thị tương lai”, sử dụng RFID Thẻ gắn kiện, palét đựng hàng cho sản phẩm cụ thể sách, dầu gội đầu, đĩa CD Các hãng bán lẻ lớn khác Carrefour, Marks & Spencer tiến hành thử nghiệm riêng Cuộc cách mạng RFID bắt đầu Nhưng nhìn chung, ứng dụng cơng nghệ bán lẻ dừng mức kiện, palét Nói cách khác, công nghệ mã vạch chưa thể biến vài năm tới, chi phí đầu tư giảm đáng kể tốn 51 Ứng dụng thứ hai quản lý sản phẩm Các nhà quản lý sản phẩm thường lo ngại vấn đề marketing sản phẩm trì đại lý Cơng nghệ IoT hứa hẹn công cụ then chốt cho nhà quản lý sản phẩm, nhờ họ đạt nhiều mục tiêu: tạo khác biệt với đối thủ cạnh tranh (hoặc theo sát đối thủ cạnh tranh sử dụng IoT); tạo kênh cho marketing cách để khuyến khích khác hàng; theo sát việc sử dụng sản phẩm, cập nhật tính sản phẩm qua khách hàng; hỗ trợ đắc lực dịch vụ bảo hành, sửa chữa Các cơng ty tiết kiệm đáng kể chi phí nhân lực thời gian để kiểm kê hàng dùng RFID Một máy đọc thẻ đọc mã EPC tất kiện hàng kho mà khơng cần dịch chuyển hàng, kiểm kê, tìm mã vạch quét mã vạch trước Có thể nắm thông tin kiện hàng thời điểm mà chẳng cần trả lương cho nhân viên tìm kiếm quét mã vạch hàng kho Khi hàng hóa thất lạc, biết xác kiện hàng nào, hàng kiện có mã số điện tử Dễ dàng theo dõi giao nhận hàng: Đặt máy đọc dọc địa điểm hàng đến, cịn giúp nhà quản lý nắm thơng tin trước để chuẩn bị tốt giấy báo, chứng nhận hàng đến giao Theo dõi, giám sát ứng dụng quan trọng IoT Lĩnh vực hứa hẹn tiềm ứng dụng lớn với xuất mạng cảm biến triển khai hải cảng, sân bay, nhà ga, đường biên giới hay trụ sở, cơng ty… IoT tạo “hàng rào ảo” thay hàng rào đội quân giám sát tốn Ngồi ra, IoT cịn ứng dụng để giúp tạo tồ nhà thơng minh, tồ nhà “xanh” Cơng nghệ IoT giúp nhà giảm đáng kể tiêu thụ lượng, tạo tiện lợi nâng cao an ninh với hệ thống cảnh báo kết nối với điện thoại máy tính Ứng dụng khác tiềm IoT liên quan đến viễn tin (Telematics) Thực chất tạo thành từ việc ghép từ TELEcommunication (viễn thông) inforMATICS (information technology - công nghệ thông tin) Sự kết hợp nhằm xây dựng hệ thống tin học có phạm vi lớn, bao gồm nhiều trung tâm máy tính nối với mạng truyền thông tin liệu Telematics bao gồm nhiều thiết bị kết nối, hệ thống điện tử, hệ thống chẩn đoán, an ninh, kiểm soát liên lạc, điện tử giải trí, hỗ trợ lái xe, nâng cao hiệu lượng nhiều công nghệ liên kết khác Chẳng hạn, Telematics trang bị cho xe hơi, người lái đón nhận thơng tin nóng hổi tình hình thời quốc tế, theo dõi tin thời tiết, cập nhật giá thị trường chứng khốn hay chí tin tức lộ trình phía trước Sự kết hợp nhiều thiết bị, hệ thống điện tử giúp kết nối xe vào mạng lưới thông tin ngày Những hệ thống OnStar General Motors Bluetooth Chrysler hai ví dụ tương tác liên lạc viễn thông với người sử dụng xe Chỉ cần nhấn vào nút điều khiển OnStar, người lái kết nối tới trung tâm điều khiển thông qua hệ thống điện thoại xe, từ người lái nhận dẫn hành trình đồ, tìm xác địa tòa nhà cần đến, hay chí đặt vé cho trận đấu bóng đá diễn Tiện 52 lợi nữa, người lái cần lệnh giọng nói hệ thống gửi yêu cầu tới trung tâm Các câu trả lời phát qua hệ thống loa xe OnStar cịn giúp tìm kiếm xe bị đánh cắp hay mở cửa xe để quên chìa khóa bên Ngồi ra, gặp tai nạn, túi khí an tồn kích hoạt, hệ thống tự động thông báo tới trung tâm cứu trợ nhờ thiết bị định vị vệ tinh GPS Nhân viên cứu trợ liên lạc với bạn tiến hành trợ giúp khẩn cấp khơng có hồi đáp Personal Calling khả OnStar Người lái đăng ký số điện thoại cá nhân xe nhận gọi tham gia giao thơng Nó tiện lợi nhiều so với điện thoại di động nhờ điều khiển giọng nói (khơng làm phân tán khả quan sát lái xe), tín hiệu mạnh nhờ có ăng-ten Các cụm yếu tố liên quan đến IoT Những tiến công nghệ sau đóng góp vào phát triển IoT: • Giao diện Máy với Máy (Machine-to-Machine ) giao thức liên lạc điện tử mạng lưới; • Vi kiểm sốt (Microcontrollers): chip máy tính tạo để gắn vào đồ vật; • Liên lạc không dây phổ biến nước phát triển Nhiều công nghệ liên lạc không dây khác có tiềm lớn đa dạng hố kênh liên lạc IoT • Cơng nghệ RFID: máy đọc RFID xác định nhiều đồ vật Sự đời thẻ RFID ý tưởng độc đáo: Thẻ RFID thay cho mã vạch sản phẩm có bán siêu thị bán lẻ thay cơng nghệ tìm dấu vết máy phát radio nhỏ khơng đắt tiền Thơng tin truyền qua khoảng cách nhỏ mà không cần tiếp xúc vật lý Đó mà RFID mang tới • Các công nghệ thu lượng từ môi trường dù nhỏ R&D thu lượng tập trung vào biến đổi ngẫu nhiên nhiệt độ, âm xung động xung quanh, tần số radio xung quanh Các chuyển đổi hay máy biến thu lượng để tạo lượng điện cho vận hành vi kiểm soát, cảm biến các giao diện mạng Về mặt kỹ thuật, máy biến không phản ứng với nguồn ngẫu nhiên mà truyền phát lượng có chủ đích, thơng qua tần số sóng radio kênh âm học khác • Các cảm biến: Dị tìm thuộc tính thay đổi môi trường báo hệ thống; mạng cảm biến nhằm khai thác lợi ích nhờ cảm biến nhiều nơi Các cảm biến dạng máy biến tạo lượng lượng nhỏ để truyền thông tin Các điều kiện âm thanh, ánh sáng, khơng khí, giao động tín hiệu mơi trường khác thứ mà nhà thiết kế chế tạo khai thác • Các dẫn động (Actuators) dị tìm tín hiệu đến phản ứng cách thay đổi mơi trường • Cơng nghệ định vị, định vị tồn cầu (GPS), giúp người máy tìm thứ 53 xác định môi trường xung quanh Công nghệ GPS có mặt hầu hết sản phẩm như: hệ thống dẫn đường ô tô, điện thoại, thiết bị hỗ trợ cá nhân cầm tay GPS không để dẫn đường mà cịn dùng để lấy thời gian cách xác Mỗi vệ tinh GPS có nhiều đồng hồ nguyên tử thời gian gửi kèm với tín hiệu chúng gửi Với hỗ trợ từ tín hiệu, thiết bị nhận tín hiệu GPS xác định thời gian 1/100 tỉ giây Những tín hiệu sử dụng để đồng thời gian điện thoại cầm tay GPS tiến trình làm việc Hệ thống tiếp tục nâng cấp vệ tinh bổ xung Điều đồng nghĩa với tính xác tăng lên hệ thống trở nên hữu ích • Phần mềm: Sự phát triển IoT dựa nhiều vào lực phần mềm Khơng có khung lý thuyết giới hạn phát triển phần mềm Các vấn đề định phát triển IoT Các vấn đề doanh nghiệp • Hậu cần hỗ trợ dây truyền cung ứng: doanh nghiệp lớn ứng dụng công nghệ RFID để tối ưu hoá dây truyền cung ứng Tốc độ quy mô việc ứng dụng quan trọng kèm với phát triển sở hạ tầng liên quan, đặc biệt Internet • Chống hàng giả trộm cắp: lợi ích cơng ty chống sản phẩm giả khiến họ ứng dụng công nghệ RFID công-ten-nơ, kiện hàng sản phẩm Các cơng ty dược áp dụng công nghệ việc dán RFID sản phẩm họ Công nghệ RFID giúp cá nhân tổ chức tránh việc cắp hay gian lận • An tồn thực phẩm cạnh tranh: lợi ích người dân thực phẩm an toàn mà họ sử dụng khiến gia tăng việc ứng dụng nhãn thực phẩm RFID • Cơng nghệ RFID cấp độ sản phẩm: doanh nghiệp có tác động mạnh tới việc triển khai RFID sản phẩm, họ định đâu áp dụng RFID sản phẩm họ doanh nghiệp lớn triển khai thị trường cho thiết bị công nghệ phát triển nhanh Cịn phía Chính phủ, định sách có tác động lớn việc phổ biến cơng nghệ RFID Chẳng hạn, họ quy định cho thư viện ứng dụng RFID cho quản lý sách, cho quản lý thẻ cước Nếu doanh nghiệp Chính phủ ứng dụng RFID cơng nghệ phát triển nhanh lợi ích lớn đới với xã hội • Quyền sở hữu trí tuệ lĩnh vực chủ yếu liên quan đến công nghệ xác định đồ vật Quản lý quy định patent có tác động lớn tới phát triển IoT, chẳng hạn khuyến khích nhà đầu tư cơng nghệ nhanh chóng phổ biến • Các chuẩn: phát triển tốt đẹp IoT đòi hỏi đồng thuận tiêu chuẩn kết nối, giao thức, cấu trúc liệu… 54 • Hợp tác doanh nghiệp: việc ứng dụng IoT đòi hỏi lực doanh nghiệp, đặc biệt hợp tác với doanh nghiệp khác Khi mà tinh thần cạnh tranh then chốt cho đổi giảm chi phí, có nhiều trường hợp số cơng ty tìm cách ngự trị thị trường cách sở hữu công nghệ (chẳng hạn iPod Apple ví dụ điển hình) Việc sở hữu riêng cơng nghệ khuyến khích đổi mới, làm cản trở phát triển IoT, việc hợp tác kinh doanh giải vấn đề để thúc đẩy IoT phát triển nhanh Các cơng nghệ khác có liên quan Một số cơng nghệ khơng phải yếu phát triển IoT, chúng giúp mở rộng phạm vi IoT, làm tăng giá trị gia tăng IoT  Công nghệ định vị đồ vật, hệ thống thông tin địa lý (GIS - Geography Information System): công cụ tập hợp quy trình dựa máy tính để lập đồ, lưu trữ thao tác liệu địa lý, phân tích vật tượng thực trái đất, dự đoán tác động hoạch định chiến lược GIS tập hợp có tổ chức gờ m phần cứng, phần mềm, sở liệu người thiết kế để thu nhận, lưu trữ, cập nhật, thao tác phân tích làm mơ hình hiển thị tất dạng thơng tin địa lý có quan hệ không gian nhằm giải vấn đề quản lý quy hoạch  Công nghệ sinh trắc học: hệ thống nhận dạng cá nhân phục vụ mục đích, an ninh  Thị giác máy (Machine vision): nhận diện qua hình ảnh, phát đặc tính vật  Cơng nghệ robotics: liên kết vật mạng cảm biến mạnh robot tương lai, kiểm sốt IoT người  Thực tăng cường (Augmented reality): hệ thống báo cáo thông tin người chuẩn bị tiếp xúc với người khác, với đồ vật hay chuẩn bị đặt chân tới địa điểm Những thông tin cung cấp qua điện thoại di động, qua phương tiện di động người dùng…  Hiện diện trực tiếp từ xa (Telepresence) tự điều chỉnh: người khoảng cách xa truy cập thông tin tập hợp phương tiện kiểm sốt hành động đồ vật xa Theo thời gia, đồ vật xa đa dạng hố chức kiểm sốt người thơng qua máy kiểm soát cần  Các giao diện người dùng hữu hình: người dùng kiểm sốt cơng nghệ theo nhiều cách thơng qua lời nói, cử chỉ, thay với số cách đơn giản dùng chuột, bàn phím 55  Cơng nghệ sạch: nhằm xử lý vấn đề rác thải điện tử ngày gia tăng xã hội điện tử, chẳng hạn xử lý hàng tỷ nhãn RFID Các mốc định hướng phát triển  Từ 2007-2009: Các chuỗi bán lẻ lớn Mỹ áp dụng công nghệ RFID cho palét kiện hàng;  Năm 2010: Các chuỗi bán lẻ lớn Mỹ bắt đầu triển khai thẻ RFID cho sản phẩm giúp người tiêu dùng khơng phải đợi lâu trước quầy tốn siêu thị, máy đọc thẻ RFID tự động đọc tính số tiền hàng tích tắc Các nhà cung cấp dịch vụ y tế, tổ chức lớn quan phủ sử dụng thẻ RFID để theo dõi, kiểm sốt tìm kiếm văn  Từ 2011-2013: Người dùng điện thoại di động có tích hợp máy đọc RFID quét thứ cung cấp thông tin giá, tình trạng, nguồn gốc, thành phần, cách sử dụng, dịch vụ bảo hành nhiều thuộc tính khác thiết bị hay sản phẩm  Từ 2011-2016: Xe cộ trang bị hệ thống không dây cơng nghệ IoT giúp chẩn đốn, báo trước để gia tăng tiện ích cho người dùng, đảm bảo an tồn tối đa, giảm chi phí lượng  Năm 2017: Công nghệ định vị nơi sử dụng hiệu Mỹ Nó sử dụng trước hết cho người dùng điện thoại di động kể nhà  Từ năm 2018-2019: nhà chế tạo phân phối sản phẩm không lo thiếu hụt nhờ trang bị cơng nghệ định vị nơi có hỗ trợ Internet không dây  Năm 2020: Mọi liên lạc di động hàng ngày thực qua băng thông rộng, nhiều phương thức liên lạc Người - với -Người (Person-toPerson) trước trở nên lạc hậu thay vào phương thức liên lạc Người - với - Vật (Person-to-Thing) Vật - với - Vật (Thing-toThing)  Từ 2020-2025: giai đoạn đổi mới, tăng trưởng, nhiều hội cho người sử dụng nhà cung cấp Mọi thứ hàng ngày kết nối, nhu cầu lên Chẳng hạn tổ chức tạo mạng cảm biến đặc biệt cách kết hợp liệu từ nguồn thiết bị rời rạc Những tác động tiềm ẩn IoT sức mạnh quốc gia Mỹ Nếu Mỹ thực cách rộng rãi, Internet of Things đem lại lợi dài hạn kinh tế Mỹ quân Mỹ Hợp lý hoá cách mạng hoá chuỗi cung ứng hậu cần giảm chi phí, tăng hiệu giảm phụ thuộc vào nhân công lao động Khả kết hợp liệu cảm biến từ nhiều đồ vật ngăn chặn tội phạm chiến tranh bất đối xứ n g Công nghệ định vị nơi cho phép xác định hàng hoá bị thiếu bị 56 đánh cắp Mặt khác, ngăn cả n việc truy cập kẻ thù Mỹ, tội phạm tới mạng máy cảm biến đồ vật điều khiển từ xa Tuy nhiên, nhà chế tạo nước ngồi phải đối mặt hàng ngày với phần mềm hiểm độc phá hoại, chí bị cài vào sản phẩm hay đồ vật họ Một thị trường mở cho liệu cảm biến phục vụ cho lợi ích thương mại an ninh, trở thành mục tiêu cho tội phạm tình báo Như vậy, việc kết hợp dữ liệu cảm biến cách rộng rãi làm xói mịn liên kết xã hội Vào năm 2025, nhà bình luận cho ngự trị châu Á lĩnh vự c chế tạo, có chế tạo thiết bị IoT, tiếp thêm nguồn lực tài cho tái vũ trang chạy đua vũ trang nước châu Á, từ làm giảm vai trò Mỹ kiện địa trị Các kịch tương lai tác động tiềm ẩn Mỹ Khi xem xét hàng loạt khả tình trạng IoT vào năm 2025, nhà phân tích nhận thấy có số vấn đề chưa giải quyết, tập trung vào hai trục hướng chính: • Thời gian phát triển (chậm đối lập với nhanh) • Độ sâu thâm nhập (trong số khu vực đối lập với tồn khắp nơi) Về mặt “thời gian”, Internet điện thoại di động tăng trưởng nhanh sau giai đoạn ươm tạo, nên IoT lên tương đối nhanh có ưu điều kiện sách thuận lợi, tiến công nghệ hợp tác kinh doanh Hoặc IoT phát triển chậm điều kiện thuận lợi Về mặt “độ sâu thâm nhập”, Internet điện thoại di động thâm nhập sâu phổ biến quốc gia phát triển, nên IoT phổ biến đời sống hàng ngày nước này, có điều kiện thuận lợi tạo hứng khởi công chúng nhu cầu thị trường lớn Tuy nhiên, dấu hiệu cầu không thành thực, chẳng hạn công chúng nhận thấy chi phí, bất lợi rủi ro lớn lợi ích mà họ hưởng, IoT giới hạn số khu vực công nghiệp, thương mại nhà nước Nhưng khu vực giới hạn tạo lợi ích tổn hại có tác động đáng kể Mỹ Dựa hai trục hướng này, có kịch đưa bao quát khả diễn từ tới năm 2025 Cho dù có diễn nhanh diện rộng hay chậm phạm vi hẹp, lên IoT có tác động tiềm tàng lợi ích Mỹ Ở chuyên gia phân tích tập trung vào hội thách thức Mỹ mà hai kịch sau đề cập: Các rủi ro lợi quan trọng lên kịch “Các khu vực hẹp kết nối” (Connected Niches) - thể tốc độ phát triển công nghệ IoT tương đối khiêm tốn Kịch “Tương tác xung quanh” (Ambient Interaction) phác hoạ thâm nhập nhanh sâu công nghệ thông tin - viễn thông vào vật dụng 57 hàng ngày Kịch kỳ vọng lớn, rủi ro lợi đáng phải xem xét kỹ lưỡng IoT: kịch tương lai Thời gian phát triển Mức độ sâu thâm nhập Các ứng dụng dọc Lan rộng/phổ biến Nhanh tàn Tương tác xung quanh Các khu vực hẹp Chậm kết nối Được tiến hành Tiến triển Kịch 1: Nhanh tàn (Fast Burn) Trong kịch này, IoT phát triển nhanh theo cách bị hạn chế, thất bại trì đà phát triển Mặc dù tác động trở nên đáng kể lĩnh vực ứng dụng đặc thù (tự động hố cơng nghiệp, chăm sóc sức khoẻ an ninh), IoT khơng thực đầy đủ hứa hẹn trở nên thâm nhập hữu khắp nơi (và tầm quan trọng bị hạn chế phong cách sống mới, hoạt động kinh doanh định hướng phủ) Trong trường hợp này, hy vọng công nghệ diện nơi không thành thực mà lo ngại từ phía quân đội rủi ro khủng bố Với kịch này, công nghệ IoT cho thấy rủi ro lợi ích Mỹ tương tự kịch “Các khu vực hẹp kết nối” Kịch 2: Chậm Trong kịch này, IoT trở nên tràn ngập khắp nơi, phải đợi tới năm 2035 xa Các kết mà tạo gần giống với kịch “Tương tác xung quanh”, có khác tiểu tiết Sự phát triển tương đối chậm công nghệ tạo thêm thời gian cho doanh nghiệp Chính phủ việc nghiên cứu phát triển, làm giảm bớt rủi ro lớn Nhiều rủi ro cịn, mức độ phức tạp cao cơng nghệ năm 2025 khiến IoT trở nên khó bị tin tặc hay kẻ thù khác công Tuy nhiên, kẻ gian kẻ thù Mỹ khai thác IoT theo cách tương tự kịch “Tương tác xung quanh”, Mỹ hưởng lợi khơng thành thực Kịch 3: Các khu vực hẹp kết nối Trong kịch này, IoT vượt qua rào cản khác biệt để bao trùm hàng loạt hướng ứng dụng hứa hẹn thu hồi vốn đầu tư nhanh Cầu tăng không diễn việc giảm mạnh chi phí theo diễn tiến, tiến công nghệ khiêm tốn số vấn đề không giải Các ngành công nghiệp tỏ khơng sẵn lịng hợp tác đầy đủ Các sách thể thờ lợi tiềm ẩn đối xử phân biệt với đổi coi trọng lợi ích cũ Thậm chí năm 2025, mặt cơng nghệ có giới hạn, chẳng hạn nhiều đồ vật tiêu dùng cá nhân thiết bị thiếu gói thiết bị cơng nghệ RFID (Radio Frequency Identification 58 - nhận dạng tần số radio) Nhưng dù sao, đổi kích thích việc ứng dụng mạng cảm biến kết nối đồ vật, đặc biệt lĩnh vực an ninh, cung ứng hậu cần, chăm sóc sức khỏe, quản lý tài liệu, quản lý sáng chế, tự động hoá công nghiệp robotics Ban đầu thiết bị phổ biến hàng ngày công sở thiết bị hoạt động quân sự, thiết bị đời sống gia đình hàng ngày sau áp dụng việc kết nối Tương tự mạng lưới cảm biến có diện cơng sở địa điểm công cộng Các mạng lưới cảm biến đồ vật hàng ngày kết nối tạo giá trị đáng kể kinh tế lực đáng kể tổ chức quân sự, nhiên tạo mảnh đất bọn tội phạm kẻ thù Mỹ Cơ hội: Mỹ chiếm lợi kinh tế ngắn hạn thông qua việc áp dụng công nghệ để nâng cao hiệu hậu cần thương mại (commercial logistics), tự động hố cơng nghiệp, tác động kết hợp chúng giúp làm giảm chi phí gia tăng lợi nhuận công ty Khi nhà bán lẻ chọn cơng nghệ RFID nhà cung cấp cơng nghệ tìm đường tăng trưởng qua hội thị trường Các sân bay trung tâm trung chuyển trở thành địa điểm cho mạng cảm biến quy mô lớn hỗ trợ nhiệm vụ quan an ninh Các phần mềm nhận dạng giúp ích nhiều cho người, khơng mà khơng cần quan sát phân tích người IoT ngăn cản trộm cắp giúp định vị hàng hoá thiếu Nhiều bệnh viện phương tiện chăm sóc cơng nghệ cao giúp nâng cao đáng kể việc chăm sóc sức khoẻ Hai lĩnh vực then chốt quản lý phương tiện tài liệu tạo hướng cho tăng trưởng IoT Chính phủ cơng ty hoạt động lĩnh vực phương tiện xe cộ tìm thấy lợi ích từ áp dụng IoT Cũng vậy, coi giải pháp giảm phí tổn, vào năm 2020 văn ấn phẩm giấy thay sách điện tử, thẻ thơng minh thiết bị khác có gắn nhãn RFID cho phép hệ thống tự động hoá thực quy trình “buồn tẻ” bắt buộc Rủi ro: Những lợi IoT kinh tế Mỹ giảm xuất nhà chế tạo nước tham gia vào phát triển ứng dụng tương tự làm tăng giá trị ứng dụng cơng nghệ mà Mỹ có Ngồi ra, kẻ khủng bố sử dụng thiết bị tốn để cơng phương tiện quan an ninh, ứng dụng dựa vệ tinh Kịch 4: Tương tác xung quanh Trong kịch này, IoT gia tăng nhanh chóng phổ biến rộng, nhờ tiến cơng nghệ, hợp tác kinh doanh sách tạo thuận lợi cho đổi Cầu tăng mạnh nhiều lĩnh vực kinh tế, kỳ diệu công nghệ kết hợp với phát triển doanh nghiệp thúc đẩy ao ước người dân có ứng dụng thay sức lao động, nhàm chán làm mờ danh giới làm việc, vui chơi giao thiệp Các mạng lưới cảm biến đồ vật kết nối trở nên phổ biến công sở, địa điểm công cộng hộ gia đình Các sáng kiến chiến lược đảm bảo Mỹ trì lợi quân kinh tế dài hạn Tuy nhiên, lợi ích lại kèm 59 với rủi ro, tin tặc công với phần mềm gián điệp cài làm sai lệ c h hư hại thiết bị hàng kết nối Các mạng cảm biến trở thành kênh cho tin tặ c kẻ thù Mỹ công Cơ hội: Những lợi địa trị lên Mỹ sử dụng mạng cảm biến để chống lại khủng chiến bất đối xứng Quân đội Mỹ chiếm lợi dài hạn nhờ hợp lý hố nhanh chóng hoạt động áp dụng sáng kiến chiến lược để đổi liên tục, đặc biệt nhằm mục đích trì lợi Mỹ nắm lợi dài hạn kinh tế nhờ áp dụng công nghệ (nhất RFID định vị) hợp lý hoá hậu cần thương mại tạo giá trị gia tăng cho sản phẩm, từ thúc đẩy tăng trưởng GDP Thực vậy, phổ biến thâm nhập sâu IoT cho phép hậu cần thương mại tạo nên cách mạng Năm 2025, dây chuyền cung ứng robotic trở nên phổ biến, vấn đề an ninh làm giả ý Tại cảng, cơngtennơ báo cho người trạng hàng hoá bên nào, hệ thống vận tải phân phối tự động làm việc để đưa hàng tới tận kho điểm phân phối mà không cần phải dùng đến sức lực người RFID gói hàng giúp người kiểm tra hàng hố với thơng số nguồn gốc hàng, chủng loại, cách sử dụng với thao tác điện thoại di động tích hợp máy đọc RFID Rủi ro: Các rủi ro ngẫu nhiên kịch nêu kịch (Các khu vực hẹp kết nối), mức độ lớn Khi Mỹ gia tăng tin tưởng vào IoT, rạn nứt cung ứng tạo rạn nứt hoạt động Những kẻ khủng bố khai thác mạng cảm biến mà cơng nghệ mã hố có lỗ hổng, hệ thống thiếu an toàn châu Âu châu Á để phát tán phần mềm độc hại Những lưu ý Các kịch xảy tính khơng chắn cách nhìn tương lai Việc xác định kịch tốt phản ánh thực thời điểm phụ thuộc vào đánh giá cách cẩn thận thông tin tri thức đáng tin cậy, đồng thời theo sát báo hướng nhịp độ phát triển lĩnh vực công nghệ có tiềm lớn Mỹ Các tham số chủ yếu, tích cực, phản ánh mơi trường thuận lợi cho phát triển công nghệ IoT gồm: • Bản chất quy mô cầu hậu cầ n thương mại tổ chức quân sự; • Hiệu só n g cơng nghệ IoT giảm chi phí, tạo điều kiện thuận lợi cho lĩnh vực ứng dụng hoạt động dân sự, hoạt động Chính phủ, chăm sóc y tế, quản lý hồ sơ tài liệu; • Năng lực thiết bị việc nhận tín hiệu định vị, khả phát tí n hiệu thông qua nâng cao sở hạ tầng có (các tháp, trạm thu phát thiết bị khác); • Những tiến cơng nghệ liên quan mật thiết công nghệ làm nhỏ đồ vật hiệu lượng thiết bị điện, giảm tiêu thụ lượng máy tính phương pháp liên lạc, pin nhỏ hiệu cao; 60 • Những tiến lĩnh vực phần mềm 61 KẾT LUẬN Việc dự báo trước thay đổi tương lai lĩnh vực KH&CN, đặc biệt cơng nghệ có tầm quan trọng phạm vi ảnh hưởng lớn tới ngành công nghiệp then chốt, đóng vai trị quan trọng việc hoạch định sách phát triển kinh tế vĩ mơ, liên ngành ngành Là siêu cường giới kinh tế, quân sự, KH&CN, nước Mỹ phải đối mặt với thách thức trì vị trí hồn cảnh ln ln có thay đổi cạnh tranh gay gắt diễn tồn cầu Để đối phó với thách thức này, Mỹ liên tục hoạch định chiến lược, sách nhằm giải phóng tiềm đổi mới, đem lại suất cao, nâng cao mức sống giữ vững vai trị lãnh đạo thị trường tồn cầu Kinh nghiệm thành cơng hay thất bại chiến lược, sách Mỹ học đáng tham khảo học tập Việc cơng bố cơng nghệ có tầm quan trọng hàng đầu vòng 15 năm tới Hội đồng Tình báo Quốc gia Mỹ kênh tham khảo quan trọng nhà hoạch định chiến lược phát triển KH&CN nước Việc dự báo trước thay đổi tương lai KH&CN ngành công nghiệp then chốt đóng vai trị quan trọng việc hoạch định sách phát triển kinh tế vĩ mơ, liên ngành ngành Biên soạn: Phùng Anh Tiến Ths Tạ Hoài Anh 10 TÀI LIỆU THAM KHẢO Six Technologies with Potential Impacts on US Interests out to 2025, National Intelligence Council, 2008 Global Trends 2025: A Transformed World, National Intelligence Council's 2025 project Biogerontechnology impact in 2025, Emerging Tech, Chris Jablonski, 9/2008 http://robots.net/article/2640.html http://en.wikipedia.org/wiki/Robotics http://en.wikipedia.org/wiki/Internet_of_Things U.S Hydrogen Fuel Initiative, Dr James F Miller, Electrochemical Technology Program, Argonne National Laboratory, 2005 Posture Plan Describes the Research, Development & Demonstration Activities (www.hydrogen.energy.gov/pdfs/hydrogen_posture_plan.pdf) Hydrogen Production Strategy Annual Progress Report, DOE Hydrogen Program 2005 62 ... xuất Tổng luận: “ NHỮNG CÔNG NGHỆ QUAN TRỌNG HÀNG ĐẦU ĐỐI VỚI MỸ TỪ NAY TỚI NĂM 2025? ?? Xin trân trọng giới thiệu bạn đọc! Cục Thông tin KH&CN Quốc gia I CÔNG NGHỆ BIOGERONTECHNOLOGY, CÔNG NGHỆ SẢN... đặc biệt lĩnh vực công nghệ có tầm quan trọng hàng đầu Mỹ tác động mạnh tới phần lại giới Nắm bắt xu phát triển lĩnh vực cơng nghệ từ đến năm 2025, Hội đồng Tình báo Quốc gia Mỹ (National Intelligence... đến năm 2025 Đó cơng nghệ Công nghệ gen - trị liệu (Biogerontechnology), Công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học hoá chất dựa sinh học, Cơng nghệ vật liệu tích trữ lượng, Công nghệ than sạch, Công