Công nghệ đột phá: Sức mạnh đa chiều thúc đẩy mọi lĩnh vực cuộc sống

Sức mạnh của các cải tiến công nghệ không chỉ dừng lại ở sản xuất, y học, và thể thao, mà còn mang lại sự thuận tiện và những đột phá trong chất lượng cuộc sống. Cùng BambuUP khám phá những phát minh công nghệ đột phá trong tuần này, mở ra những cơ hội lớn lao cho con người!

Lò nung mô-đun siêu hiệu quả sẽ đảo lộn ngành xi măng

Furno - một công ty khởi nghiệp tại Mỹ được xây dựng với mục tiêu rất đơn giản nhưng đầy tham vọng: Vực dậy ngành xi măng với một loại lò nung xi măng nhỏ hơn, hiệu quả hơn và linh hoạt hơn những lò nung quy mô lớn được ngành công nghiệp ngày nay ưa chuộng. Mỗi đơn vị có thể sản xuất ít hơn so với thiết kế tiêu chuẩn công nghiệp ngày nay, nhưng hứa hẹn sẽ rẻ hơn khi xây dựng và sử dụng ít năng lượng hơn để vận hành.

Không thể phủ nhận được sức ảnh hưởng của ngành xi măng lên môi trường và cuộc sống con người. Cứ 1.000 kg xi măng được thế giới sản xuất thì có 600 kg carbon dioxide được thải vào khí quyển. Nếu con số đó nghe có vẻ không nhiều, hãy xem xét rằng năm ngoái thế giới đã sản xuất khoảng 4,2 tỷ tấn xi măng, một lượng lớn đến mức nó chịu trách nhiệm cho khoảng 8% tổng lượng ô nhiễm carbon. Đó là một vấn đề lớn, một vấn đề đè nặng lên tâm trí Gurinder Nagra - nhà sáng lập Furno khi còn là nghiên cứu sinh tại Đại học Stanford. Nagra không chỉ lo lắng về tình trạng ô nhiễm: “Khí thải là một khía cạnh. Mặt khác, nó chỉ là một ngành công nghiệp bẩn thỉu, bị bỏ qua nhưng lại rất cần thiết cho nền văn minh hiện đại. Nó ở khắp mọi nơi. Thật sự rất cần làm điều gì đó với xi măng có thể có tác động lan tỏa vượt xa biến đổi khí hậu.” Chính vì vậy Nagra đã thành lập Furno với mục tiêu rất đơn giản nhưng đầy tham vọng: vực dậy ngành xi măng.
Các lò nung nhỏ hơn của Furno đi ngược lại xu hướng trong ngành xi măng hiện nay, vốn đang theo đuổi các thiết bị ngày càng lớn hơn. Các lò quay lớn có thể giảm chi phí vận hành, mặc dù trong quá trình này, các nhà máy mới đã phát triển lớn đến mức mỗi nhà máy về cơ bản là một công trình lắp đặt riêng và phát sinh chi phí lao động lớn để xây dựng. Bằng cách xây dựng các lò nung nhỏ hơn, Furno hy vọng giảm chi phí vốn thông qua sản xuất hàng loạt và giảm chi phí vận hành thông qua hiệu quả sử dụng năng lượng.

Đây là cách mà cỗ máy này thực hiện: Xi măng Portland, loại được sử dụng phổ biến nhất, được sản xuất bằng cách nung nóng các khoáng chất chứa canxi, thường là từ đá vôi. Những khoáng chất đó được đưa qua lò nung, nơi chúng được nung nóng đến hơn 1.110 độ F (600 độ C), hầu như luôn sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Quá trình nung, như đã biết, tạo ra vôi (canxi oxit) và carbon dioxide. Có những bước khác diễn ra tại một nhà máy xi măng hiện đại, nhưng đó là bước quan trọng nhất. Nguyên liệu thô đi vào một đầu của lò, nằm ngang và được đẩy qua ngọn lửa dữ dội đến đầu kia, nơi chúng thoát ra dưới dạng clanhke.

Lò nung ngày nay hoạt động không hiệu quả lắm khi một nghiên cứu ở Trung Quốc cho thấy chỉ khoảng 30% nhiệt lượng trong lò cung cấp năng lượng cho phản ứng nung; phần còn lại đã bị mất. Mặt khác, lò nung của Furno hiệu quả hơn nhiều, giảm lượng khí thải từ nhiên liệu hóa thạch từ 70% trở lên. Nó thực hiện được điều đó bằng cách xoay lò theo chiều dọc, đổ đầy các nguyên liệu đã được nghiền theo kích thước quy định, sau đó thấm qua nó một loại khí dễ cháy (khí tự nhiên, khí sinh học hoặc hydro) và đốt cháy. Bằng cách thay đổi lượng khí và oxy chảy qua cột, Furno có thể kiểm soát nơi ngọn lửa xảy ra bên trong, đảm bảo rằng nhiều nhiệt cung cấp cho quá trình nung thay vì thoát ra khỏi lò. Ít nhiên liệu hơn có nghĩa là ít ô nhiễm hơn và việc thu hồi carbon có thể giúp giảm lượng khí thải hơn nữa.

Huấn luyện viên AI cách mạng hóa các môn thể thao dùng vợt

Volley, một startup công nghệ thể thao mới tại Mỹ, đã đặt ra mục tiêu thay đổi cách mọi người tập luyện các môn thể thao sử dụng vợt như quần vợt, bóng bàn, padel và bóng ném. Không giống như các máy đánh bóng tennis truyền thống, Volley không chỉ phóng bóng ở các tốc độ và độ cao khác nhau, mà còn tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI) và phần mềm thị giác để thu thập dữ liệu khi người chơi tập luyện. Thông qua việc phân tích kỹ năng của người chơi và mô phỏng lại lối chơi của họ, robot huấn luyện của Volley mang lại trải nghiệm tập luyện cá nhân và linh hoạt, giúp người dùng nâng cao kỹ năng mà không cần sự hỗ trợ từ một đội ngũ huấn luyện chuyên nghiệp.

Volley được thành lập bởi hai anh em John và Dan Weinlader, cả hai đều có nền tảng kỹ thuật và trước đây đã có kinh nghiệm xây dựng doanh nghiệp công nghệ về nông nghiệp. Một cỗ máy tuyệt vời được sản xuất dành cho những người chuyên nghiệp, những người mới bắt đầu và tất cả mọi người ở giữa nhờ AI và sự thông minh của hệ thống, đồng sáng lập và Giám đốc điều hành John Weinlader chia sẻ. “Nó hiểu trận đấu, nơi bạn đang ở trên sân và phản ứng như thể họ là một đối thủ thực sự. Vì vậy, bạn đang chơi ở cấp độ giống như trong một trò chơi thực sự.”
Ngoài ra, Volley còn có ba camera được tích hợp trong thiết bị cho các mục đích khác nhau như theo dõi người và bóng cũng như quay video. Một camera nằm bên trong máy để giúp bảo trì, cho phép bộ phận hỗ trợ khách hàng hầu như tìm ra sự cố và hướng dẫn bạn cách khắc phục. Một chi tiết nổi bật khác là loa và màn hình LED để người hướng dẫn có thể hướng dẫn cả nhóm thực hiện các bài tập. Ngoài ra, chiều cao có thể điều chỉnh của nó được đặt ở mức 87 inch, với khả năng nghiêng lên 56 độ và nghiêng xuống 38 độ và xoay 34 độ sang trái hoặc phải, cho phép thực hiện nhiều góc chụp khác nhau. Thông qua ứng dụng di động của Volley (có sẵn trên thiết bị iOS và Android ), người chơi có thể truy cập các bài tập tùy chỉnh, xem đoạn phim để xem lại bước chân của mình, truy cập số liệu thống kê về người chơi và hơn thế nữa. Người dùng cũng có thể điều khiển máy bằng kỹ thuật số bằng cách chạm vào điện thoại để chọn nơi bạn muốn bóng rơi. Ngoài ra, huấn luyện viên còn thu thập và lưu trữ tất cả dữ liệu đó để khi bạn quay lại câu lạc bộ, dữ liệu sẽ tiếp tục từ nơi người chơi đã dừng lại.

Với hơn 1.007 lượt cài đặt ứng dụng, Volley đã chính thức ra mắt và tiếp tục cải thiện bằng việc thêm các tính năng mới. Một trong những tính năng mới nhất là khả năng so sánh video song song, cho phép người dùng nhận biết và cải thiện biểu mẫu của mình một cách chi tiết. Đặc biệt, trong Hội nghị RacquetX sắp tới, Volley sẽ giới thiệu tính năng cử chỉ tay, cho phép người dùng điều khiển máy tập mà không cần thiết bị di động.

Trên hành trình dài hạn, công ty đã tiết lộ kế hoạch cho việc cung cấp dịch vụ thuê huấn luyện viên cho người chơi cá nhân có sân tại nhà. Volley cũng đã bắt tay vào một đối tác quan trọng với Hiệp hội Quần vợt Nền tảng Hoa Kỳ (APTA), mở ra triển vọng mở rộng hoạt động kinh doanh.

Vật liệu kỳ diệu mới cho kính áp tròng thông minh

Công ty khởi nghiệp Deeptech Xpanceo đến từ Dubai đã thực hiện một khám phá khác có thể thúc đẩy nhiều ứng dụng trong tương lai, từ kính áp tròng thông minh đến phát hiện bệnh nhanh chóng. Bộ đôi này đến từ cùng một họ cấu trúc 2D như graphene: vật liệu mỏng nhất, bền nhất và dẫn nhiệt tốt nhất từng tồn tại. Xpanceo muốn các vật liệu này cung cấp năng lượng cho các cảm biến sinh hóa - có thể cung cấp xét nghiệm máu nhanh hơn và với chi phí thấp hơn.

Konstantin Novoselov, người đoạt giải Nobel Vật lý năm 2010, nằm trong nhóm các nhà khoa học đứng đằng sau bước đột phá này. Nhóm nghiên cứu thông báo rằng họ đã phát hiện thành công những đặc tính độc đáo trong hai hợp chất đặc biệt: rhenium diselenide và rhenium disulfide – còn gọi là ReSe2 và ReS2. Bộ đôi này đến từ cùng một họ cấu trúc 2D như graphene: vật liệu mỏng nhất, bền nhất và dẫn nhiệt tốt nhất từng tồn tại.

ReSe2 và ReS2 có những thuộc tính đặc biệt khi cả hai đều có thể tạo ra một hình thức điều khiển ánh sáng mới lạ, có tiềm năng công nghệ to lớn. Giống như nhiều đột phá khoa học, những đặc tính này được phát hiện một cách tình cờ. Các nhà khoa học đã làm việc với công ty khởi nghiệp công nghệ sâu Xpanceo trên một thế hệ giao diện điện toán tiếp theo: kính áp tròng thông minh tạo ra thực tế mở rộng vô tận. ReSe2 và ReS2 sẽ cung cấp một cách mới để các thiết bị và ứng dụng điều khiển ánh sáng. Bằng cách nhúng hai vật liệu này vào kính áp tròng thông minh, công ty khởi nghiệp này có kế hoạch nâng cao khả năng nhận biết màu sắc của con người. Việc nâng cấp quang học cũng có thể nâng cao nhiều ứng dụng khác nhau, từ tầm nhìn XR đến theo dõi sức khỏe.
Hơn thế nữa, Xpanceo muốn các vật liệu này cung cấp năng lượng cho các cảm biến sinh hóa - có thể cung cấp xét nghiệm máu nhanh hơn và rẻ hơn. Những cảm biến như vậy khai thác một kỹ thuật gọi là Quang phổ Raman, sử dụng tia laser để phân tích cấu trúc hóa học. Đó là một phương pháp đầy hứa hẹn để chẩn đoán bệnh sớm. Nhưng nó cũng đắt tiền và phức tạp về mặt kỹ thuật. Bằng cách kích hoạt một dạng tương tác vật chất ánh sáng mới, ReS2 và ReSe2 có thể cắt giảm chi phí và nâng cao hiệu suất.

Valentyn Volkov, một nhà khoa học đến từ Ukraine và là người đồng sáng lập của Xpanceo, đã chia sẻ: “Chúng tôi dự đoán sẽ giảm đáng kể chi phí liên quan đến thiết bị xét nghiệm máu trong các bệnh viện, một lĩnh vực hiện đang tốn kém đáng kể, và có thể đạt được sự giảm lớn. Điều này sẽ mở ra cơ hội phát hiện các bệnh và vi rút nguy hiểm, như ung thư hoặc Covid, ở giai đoạn sớm”. Một ứng dụng tiềm năng khác là điện toán AI. Các nhà nghiên cứu đã tưởng tượng về việc biến các vật liệu này thành mạch quang tử, có khả năng tạo ra các máy tính mạnh mẽ và nhanh chóng cho lĩnh vực học máy. Mặc dù vẫn còn nhiều công việc cần phải thực hiện để biến tầm nhìn này thành hiện thực, nhưng đối với những người đang theo dõi, tương lai trông có vẻ rất hứa hẹn.

Mô sinh học: Giải pháp đột phá cho nhiều bệnh lý mãn tính

ClexBio, một công ty khởi nghiệp đến từ Na Uy, đang tiến hành nghiên cứu về công nghệ sinh học tiên tiến, nhằm mục đích phát triển kỹ thuật cấy ghép tĩnh mạch vào cơ thể con người. Theo những kết quả ban đầu, nhóm nghiên cứu tin rằng phương pháp này không chỉ không gây ra phản ứng miễn dịch ở bệnh nhân, mà còn biến chúng thành mô chức năng tích hợp vào cơ thể, giúp điều trị các bệnh lý nghiêm trọng như suy tĩnh mạch và tình trạng nhồi máu cơ tim một cách hiệu quả.

Công ty khởi nghiệp ClexBio của Na Uy đang nghiên cứu kỹ thuật sinh học tĩnh mạch người để cấy vào bên trong cơ thể bệnh nhân. Cùng với CSEM, một trung tâm R&D của Thụy Sĩ, công ty đã chế tạo một lò phản ứng sinh học nguyên mẫu để phát triển các tĩnh mạch. Các thử nghiệm tiền lâm sàng trên mô hình động vật đã được tiến hành. Dựa trên những kết quả ban đầu, nhóm nghiên cứu tin tưởng rằng thiết bị cấy ghép không gây ra phản ứng miễn dịch ở bệnh nhân. Thay vào đó, chúng biến thành mô chức năng tích hợp với cơ thể. Nếu các thử nghiệm tiếp theo chứng tỏ thành công, thiết bị cấy ghép có thể điều trị chứng suy tĩnh mạch mãn tính nghiêm trọng, một tình trạng đau đớn xảy ra khi tĩnh mạch gặp vấn đề trong việc di chuyển máu đến tim. Nhưng tĩnh mạch chỉ là bước khởi đầu cho tham vọng của công ty, ClexBio hình dung công nghệ sinh học sẽ tạo ra nhiều phương pháp điều trị y tế khác nhau. Armend Håti, Giám đốc điều hành và đồng sáng lập của công ty khởi nghiệp chia sẻ: “Trong tương lai, chúng tôi tin rằng các giải pháp trị liệu mô sẽ cung cấp phương pháp chữa trị cho nhiều tình trạng mãn tính đang khiến xã hội chúng ta suy nhược ngày nay”.

Cốt lõi công nghệ của ClexBio là nền tảng VivoSet, có thể nuôi cấy các mô thành cơ thể người thật, chẳng hạn như tĩnh mạch. Để sản xuất chúng theo cách có thể mở rộng, công ty khởi nghiệp đã phát triển lò phản ứng sinh học. Bên trong máy, các tĩnh mạch sẽ trưởng thành trong vài tuần trong môi trường vô trùng. Lưu thông môi trường tự động cung cấp cho mô oxy và chất dinh dưỡng. Håti cho biết: “Việc sử dụng một hệ thống khép kín để tạo ra các mảnh ghép tĩnh mạch giúp giảm nguy cơ ô nhiễm, đảm bảo chất lượng và an toàn của sản phẩm, đồng thời tạo điều kiện tuân thủ quy định. Đây là điều kiện tiên quyết quan trọng để chúng tôi có khả năng tiến hành các nghiên cứu trên người và mở rộng quy mô thương mại theo tiêu chuẩn GMP trong tương lai.”

Khi các tĩnh mạch trưởng thành, hệ thống sẽ tạo chúng thành một mảnh ghép. ClexBio cho biết sau đó chúng có thể được cấy ghép vào bệnh nhân. Trước khi điều đó xảy ra, công nghệ sẽ phải vượt qua một loạt thử nghiệm và đánh giá rõ ràng theo quy định. Không thể phủ nhận rằng, sự thay đổi mô hình mà điều này có thể mở ra cho hoạt động phẫu thuật ở người và điều trị các mô bị tổn thương. Sự ứng dụng của công nghệ đã giúp y học đang rời xa thế giới cấy ghép tổng hợp và bước vào thế giới kỹ thuật sinh học.

Nguồn: https://bambuup.com/