Tin liên quan

Các nhà khoa học xã hội nên định hướng bản thân như thế nào trong kỷ nguyên trí tuệ nhân tạo?

Posted on by admin2
29
Th7

Công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) đang mở ra nhiều triển vọng trong nghiên cứu khoa học, nhưng cũng đặt ra những thách thức về tính chính xác, sự thiên lệch thông tin và vấn đề đồng thuận trong sử dụng dữ liệu. Thay vì né tránh hoặc ngăn cản sự phát triển này, các nhà nghiên cứu nên chủ động thích ứng và tích hợp AI vào quy trình làm việc một cách có trách nhiệm, đồng thời duy trì tư duy phản biện và nền tảng lý thuyết vững chắc. Một hướng tiếp cận đầy tiềm năng là kết hợp lý thuyết sâu như Mindsponge với phương pháp tính toán như suy luận Bayes. Cách tiếp cận này có thể là chìa khóa giúp các nhà khoa học xã hội tiến hành nghiên cứu sáng tạo, hiệu quả và có trách nhiệm, bước vào một kỷ nguyên AI do con người dẫn dắt, thay vì bị cuốn vào một môi trường hỗn loạn do AI tạo ra.

 

Một trong những môn học khiến nhiều học viên cảm thấy thử thách nhất chính là môn Tư tưởng xã hội, vì họ phải đọc và viết tóm tắt cho ít nhất 5 bài báo khoa học hoặc một cuốn sách (thường dày từ 100-250 trang) vào 2 buổi trong tuần. Trên lớp, giáo sư thường yêu cầu mỗi học viên lần lượt đưa ra quan điểm cá nhân về bài đọc, tự đặt câu hỏi và cùng thảo luận về các vấn đề xã hội liên quan. Sau mỗi buổi học, học viên phải nộp một bài luận trình bày góc nhìn của bản thân về nội dung bài đọc và cuộc thảo luận trên lớp.

Ngày nay, mọi thứ đã thay đổi khi bài tập về nhà của các học viên đối với môn Tư tưởng xã hội hay bất kỳ môn học nào đã đều trở nên dễ dàng hơn rất nhiều nhờ vào AI. AI có thể tóm tắt bất cứ cuốn sách hay bài báo nào chỉ trong vài giây, rút ngắn thời gian làm việc [1]. Hơn thế nữa, AI còn có khả năng tổng hợp văn bản để tìm ra khoảng trống trong tri thức, tạo câu hỏi nghiên cứu, viết tổng quan nghiên cứu, phân tích dữ liệu định tính, thiết kế bài thuyết trình và thậm chí tự tạo nội dung bài đăng truyền thông [2]. Không quá khi nói rằng, AI đang dần trở thành một “thần đèn” trong thế giới học thuật. Riêng trong lĩnh vực tâm lý học, xã hội học và truyền thông, tính đến năm 2023, có khoảng 250 ứng dụng AI đã được tạo ra để hỗ trợ các nhà nghiên cứu làm khoa học [3]. Các mô hình ngôn ngữ lớn đã được sử dụng để hỗ trợ viết giả thuyết khoa học, tổng hợp thông tin đánh giá nghiên cứu và thực hiện phân tích dự đoán. Trong một cuộc khảo sát gần đây được công bố bởi Turnitin, gần 800 trong số 1600 sinh viên sau đại học và 200 trong số 1000 giảng viên cho biết, họ thường xuyên sử dụng AI cho nghiên cứu và học tập.

Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích to lớn, AI cũng tiềm ẩn một số rủi ro và hạn chế đáng quan ngại mà các nhà khoa học cần thận trọng xem xét. Nổi bật trong số đó là hiện tượng ảo giác, sự thiên lệch góc nhìn đối với thông tin và những thách thức liên quan đến sự đồng thuận trong việc sử dụng dữ liệu [4]. Khi lạm dụng hoặc phụ thuộc quá mức vào AI, 3 rủi ro kể trên có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến tính chính xác, độ tin cậy của kết quả và đạo đức khoa học [5].

Hiện tượng ảo giác là một trong những thách thức đáng chú ý nhất khi sử dụng AI, đặc biệt là các mô hình ngôn ngữ lớn. Đây là tình huống khi AI tạo ra thông tin sai lệch, bịa đặt dữ liệu, hoặc đưa ra những phản hồi không có cơ sở thực tế. Một ví dụ điển hình xảy ra vào năm ngoái, khi ChatGPT đã tạo ra một tin giả về việc một giáo sư đại học có thật ngoài đời bị cáo buộc quấy rối tình dục, thậm chí còn bịa đặt cả trích dẫn từ tờ Washington Post. Để hiểu rõ nguyên nhân của hiện tượng này, chúng ta cần đi sâu vào cơ chế hoạt động của các mô hình ngôn ngữ lớn.

Mô hình ngôn ngữ lớn là một phần của mô hình nền tảng, được huấn luyện trên một lượng lớn dữ liệu khổng lồ không gán nhãn và tự giám sát. Quá trình này cho phép mô hình học hỏi từ các mẫu trong dữ liệu, tạo ra kết quả có khả năng tổng quát hóa và thích ứng cao. ChatGPT là một ví dụ tiêu biểu của mô hình ngôn ngữ lớn, có thể tạo ra văn bản gần giống con người. Thay vì tra cứu thông tin từ một cơ sở dữ liệu cụ thể, ChatGPT hoạt động bằng cách dự đoán từ tiếp theo trong câu, dựa trên mối quan hệ xác suất thống kê giữa các từ xung quanh. Kết quả là, mặc dù ChatGPT có thể tạo ra câu trả lời đúng về mặt cú pháp, nhưng không nhất thiết chính xác về mặt ngữ nghĩa hoặc ngữ cảnh. Giải thích đơn giản là ChatGPT không thực sự “hiểu” ý nghĩa sâu xa của câu hỏi hoặc ngữ cảnh của cuộc đối thoại, mà chỉ dựa vào các mẫu thống kê đã học được trước đó. Hiện tưởng ảo giác trong AI đang trở thành một vấn đề ngày càng nghiêm trọng, đặc biệt khi con người có xu hướng tin tưởng vào kết quả từ máy móc hơn là từ nguồn thông tin của con người.

Rủi ro thứ hai là sự thiên lệch góc nhìn đối với thông tin. Một nghiên cứu đã chỉ ra hạn chế này khi các tác giả sử dụng các mô hình ngôn ngữ lớn để phân tích báo cáo tài chính [6]. Kết quả cho thấy, độ chính xác của GPT-3 trong việc đưa ra lý luận đúng chỉ đạt dưới 50%. Hiệu suất kém này có thể do GPT-3 chưa từng tiếp xúc với mô hình tương tự như yêu cầu họ đưa ra trong quá trình huấn luyện. Trong lĩnh vực khoa học xã hội, sự thiên lệch này có thể dẫn đến những kết quả và phân tích không công bằng và thiếu khách quan. Các nhà khoa học cảnh báo rằng, khi các nhà nghiên cứu không nhận thức đầy đủ về sự thiên lệch này, họ có thể rơi vào “ảo tưởng về tính khách quan” [4]. Nói cách khác, họ có thể lầm tưởng rằng các công cụ AI không mang quan điểm riêng hoặc có khả năng đại diện cho mọi góc nhìn. Trong khi thực tế, các công cụ này đều chứa đựng những quan điểm bắt nguồn từ dữ liệu huấn luyện và từ chính những nhà phát triển chúng.

Vấn đề cuối cùng nhưng cũng không kém phần quan trọng là sự đồng thuận trong việc sử dụng dữ liệu. Điều này xảy ra do nhiều công cụ AI được phát triển bởi các công ty tư nhân với dữ liệu huấn luyện và mô hình đóng, khiến người dùng không thể xác minh nguồn gốc và tính hợp pháp của dữ liệu được sử dụng [5]. Câu hỏi đặt ra là liệu những dữ liệu này có được thu thập với sự đồng ý của chủ sở hữu và tuân thủ các quy định về bản quyền hay không? Đây là một trong những mối quan ngại hàng đầu của người dùng, bởi các phản hồi họ nhận được từ các mô hình ngôn ngữ lớn có thể được trích xuất từ những nguồn nhạy cảm như tin nhắn riêng tư hoặc thậm chí là thông tin từ trẻ vị thành niên mà không có sự cho phép. Để đảm bảo tính minh bạch và đạo đức trong nghiên cứu, các nhà khoa học cần phải chủ động tìm hiểu và giải quyết những thách thức này khi sử dụng AI như một công cụ nghiên cứu.

Ngoài những rủi ro và mối lo ngại đã đề cập, việc phụ thuộc quá mức vào công cụ AI còn tiềm ẩn những tác động tiêu cực khác đối với cộng đồng học thuật. Một trong những hệ lụy đáng quan ngại nhất là sự suy giảm khả năng tư duy phản biện của sinh viên và nguy cơ góp phần vào cuộc khủng hoảng tái lập trong nghiên cứu khoa học. Một nghiên cứu trên sinh viên đại học ở Pakistan và Trung Quốc cho thấy, AI có tác động đáng kể đến việc suy giảm khả năng ra quyết định (27,7% sinh viên) và gây ra tình trạng lười biếng (68,9% sinh viên) [7]. Hơn nữa, trong bối cảnh AI đang phát triển nhanh chóng và khó dự đoán, việc sử dụng công nghệ AI như một công cụ phân tích có thể đặt các nhà nghiên cứu vào tình thế bấp bênh [5]. Do các nhà khoa học có thể gặp khó khăn trong việc tái tạo lại chính nghiên cứu của mình, điều này làm trầm trọng thêm các thách thức hiện có trong giới học thuật về việc duy trì niềm tin của công chúng vào khoa học [8].

Trong bối cảnh AI đang ngày càng phát triển và ảnh hưởng sâu rộng đến lĩnh vực nghiên cứu, một câu hỏi quan trọng được đặt ra: Làm thế nào để chúng ta xây dựng mối quan hệ hiệu quả và có trách nhiệm với công cụ mạnh mẽ này? Đồng thời, các nhà khoa học nên định hướng bản thân như thế nào trong kỷ nguyên AI?

Thay vì có thái độ phòng thủ hoặc cố gắng ngăn chặn sự phát triển của AI, chúng tôi cho rằng, cộng đồng học thuật – bao gồm các nhà nghiên cứu, biên tập và người đánh giá nên chủ động thích ứng và tích hợp công nghệ AI vào quy trình làm việc của mình một cách thông minh, có chọn lọc, và có trách nhiệm. Lý do là vì AI đang không ngừng phát triển và tự hoàn thiện mỗi ngày. Một minh chứng rõ ràng cho sự tiến bộ này là phiên bản cập nhật ChatGPT 4, với khả năng đưa ra các phản hồi hợp lý và logic vượt trội so với phiên bản tiền nhiệm ChatGPT 3 trong việc giải quyết các bài toán phức tạp [9]. Những điểm mạnh và điểm yếu của AI giống như hai mặt của một đồng xu: sức mạnh của AI trong việc tìm kiếm, tổng hợp và tạo ra thông tin có thể trở thành lợi thế to lớn khi chúng ta biết cách khai thác hiệu quả; ngược lại, nếu không kiểm soát được hoặc phụ thuộc quá mức vào AI, những ưu điểm này có thể nhanh chóng biến thành điểm yếu, ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng nghiên cứu và sự phát triển của tư duy độc lập.

Để thích ứng và áp dụng AI một cách hiệu quả, các nhà nghiên cứu, biên tập viên và người đánh giá cần có nền tảng lý thuyết sâu sắc cho tư duy khái niệm và khả năng xử lý, kết hợp và xác minh thông tin do AI cung cấp. Điều này đòi hỏi việc tích hợp lý thuyết sâu và các khung phân tích để xây dựng nền tảng logic và lý luận vững chắc trong mọi nghiên cứu.

Cuốn sách phương pháp luận Bayesian Mindsponge Framework.

Trong khoa học xã hội và nhân văn, việc tích hợp lý thuyết sâu như Mindsponge với phương pháp tính toán như suy luận Bayes mở ra một hướng đi đầy hứa hẹn. Lý thuyết Mindsponge tập trung vào cấp độ cơ bản của tâm lý và hành vi con người thông qua lăng kính xử lý thông tin, giúp hiểu sâu sắc hơn về cách con người tương tác với thông tin và môi trường xung quanh. Hơn nữa, lý thuyết Mindsponge không mâu thuẫn với các lý thuyết và khung tâm lý và xã hội hiện có, mà thay vào đó, nó mở rộng, giải quyết các mâu thuẫn và kết nối các khái niệm thông qua góc nhìn động về xử lý thông tin [10].

Khi kết hợp Lý thuyết Mindsponge với tư duy tính toán như suy luận Bayes, các nhà nghiên cứu có thể tận dụng cả sức mạnh lý luận lý thuyết và ưu điểm thống kê để nâng cao hiệu quả và độ chính xác của nghiên cứu [11, 12]. Ví dụ, Lý thuyết Mindsponge giúp thiết kế phương pháp khảo sát hiệu quả hơn bằng cách xác định chính xác các yếu tố liên quan đến quá trình tâm lý trong nghiên cứu, từ đó cho phép áp dụng các phép đo và loại dữ liệu phù hợp [11]. Ngoài ra, suy luận Bayes bổ sung thêm nhiều lợi thế, như khả năng đưa thông tin đáng tin cậy vào trước khi phân tích dữ liệu, giải quyết vấn đề đa cộng tuyến trong phân tích thống kê. So với phương pháp tần suất truyền thống, suy luận Bayes còn giúp các nhà khoa học dễ dàng xác định vùng tin cậy chứa giá trị tham số thực với xác suất cao [10]. Sự kết hợp này tạo nên phương pháp luận Bayesian Mindsponge Framework (BMF), một công cụ đa năng đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ tâm lý học, giáo dục đến tâm lý môi trường và chăm sóc sức khỏe. BMF không chỉ nâng cao chất lượng nghiên cứu mà còn mở ra những hướng tiếp cận mới, sáng tạo trong việc giải quyết các vấn đề phức tạp trong khoa học xã hội và nhân văn [11].

Vì AI không “suy nghĩ” như con người và vẫn có những hạn chế trong cách thức hoạt động, cộng đồng học thuật, bao gồm các nhà nghiên cứu, biên tập và đánh giá cần có nền tảng lý thuyết sâu sắc để tư duy phản biện và sáng tạo. Dựa trên những lập luận trên, lý thuyết Mindsponge và phương pháp luận BMF có tiềm năng mang lại một con đường hứa hẹn cho các nhà khoa học xã hội và nhân văn để tiến hành nghiên cứu một cách sáng tạo, có trách nhiệm và hiệu quả. Bằng cách tận dụng các ưu điểm của AI trong khi duy trì khả năng kiểm soát và đánh giá của con người dựa trên nền tảng lý thuyết vững chắc, chúng ta có thể bước vào một kỷ nguyên AI do con người dẫn dắt, thay vì bị cuốn vào một môi trường hỗn loạn do AI gây ra.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] T.B. Brown, B. Mann, N. Ryder, et al. (2020), “Language models are few-shot learners”, Arxiv, DOI: 10.48550/arXiv.2005.14165.

[2] T. Davidson (2024), “Start generating: Harnessing generative artificial intelligence for sociological research”, SocArXiv Papers, DOI: 10.31235/osf.io/u9nft.

[3] M.S. Richardson, L. Brown, M. Paul, et al. (2023), “Artificial intelligence applications for social science research”, Scholars Junction, Mississippi State University.

[4] L. Messeri, M.J. Crockett (2024), “Artificial intelligence and illusions of understanding in scientific research”, Nature, 627, pp.49-58, DOI: 10.1038/s41586-024-07146-0.

[5] A. Spirling (2023), “Why open-source generative AI models are an ethical way forward for science”, Nature, 616, pp.413-413, DOI: 10.1038/d41586-023-01295-4.

[6] Z. Chen, S. Li, C. Smiley, et al. (2022), CONVFINQA: Exploring the chain of numerical reasoning in conversational finance question answering”, Proceedings of The 2022 Conference on Empirical Methods in Natural Language Processing, pp.6279-6292.

[7] S.F. Ahmad, H. Han, M.M. Alam, et al. (2023), “Impact of artificial intelligence on human loss in decision making, laziness and safety in education”, Humanit. Soc. Sci. Commun., 10(1), DOI: 10.1057/s41599-023-01787-8.

[8] M.T. Ho, Q.H. Vuong (2019), “The values and challenges of “openness” in addressing the reproducibility crisis and regaining public trust in social sciences and humanities”, European Science Editing, 45(1), pp.14-17, DOI: 10.20316/ESE.2019.45.17021.

[9] Q.H. Vuong, V.P. La, M.H. Nguyen, et al. (2023), “Are we at the start of the artificial intelligence era in academic publishing?”, Science Editing, 10(2), pp.158-164, DOI: 10.6087/kcse.310.

[10] Q.H. Vuong (2023), Mindsponge Theory, Sciendo, 256pp.

[11] Q.H. Vuong, M.H. Nguyen, V.P. La (2022), The Mindsponge and BMF Analytics for Innovative Thinking in Social Sciences and Humanities, Sciendo, 430pp.

[12] M.H. Nguyen, V.P. La, T.T. Le, et al. (2022), “Introduction to Bayesian Mindsponge Framework analytics: An innovative method for social and psychological research”, MethodsX, 9, DOI: 10.1016/j.mex.2022.101808.

Trần Thị Mai Anh1, Phí Công Thường2

1Đại học Công nghệ Michigan, Mỹ

2Bộ Khoa học và Công nghệ

Tin Bộ KH&CN

Tăng cường hợp tác song phương về KH,CN&ĐMST giữa Việt Nam và Nhật Bản

Posted on by admin2
29
Th7
Ngoài một số lĩnh vực tiêu biểu như nông nghiệp công nghệ cao; năng lượng mới và các giải pháp môi trường nhằm ứng phó với biến đổi khí hậu, tiềm năng hợp tác giữa Việt Nam và Nhật Bản trong khoa học, công nghệ và đổi mới sáng tạo (KH,CN&ĐMST) còn rất lớn.
Đó là chia sẻ của Bộ trưởng Bộ KH&CN Huỳnh Thành Đạt tại buổi tiếp và làm việc với Đại sứ đặc mệnh toàn quyền Nhật Bản tại Việt Nam ngày 26/7/2024, tại Hà Nội.
Toàn cảnh buổi tiếp.
Tại buổi tiếp, Đại sứ Ito Naoki gửi lời chia buồn sâu sắc tới gia quyến và Chính phủ Việt Nam trước sự ra đi của Tổng Bí thư Nguyễn Phú Trọng. Ngài Đại sứ cho biết, quan hệ ngoại giao giữa Việt Nam và Nhật Bản trong nhiều năm qua đã không ngừng được mở rộng và phát triển nhanh chóng trên nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong lĩnh vực KH,CN&ĐMST. Hiệp định Chính phủ về hợp tác KH&CN Việt Nam – Nhật Bản đã được ký vào tháng 8/2006, tạo môi trường thuận lợi cho các tổ chức KH&CN, các nhà khoa học đẩy mạnh hợp tác thông qua việc trao đổi, chia sẻ thông tin, tạo bước phát triển mới để tăng cường hoạt động hợp tác về KH&CN.
Thời gian qua hai bên đã tổ chức 04 Khóa họp Ủy ban Hỗn hợp về hợp tác KH&CN để thảo luận nhằm thúc đẩy hợp tác song phương về KH&CN giữa hai nước ngày càng phát triển một cách sâu rộng. Bộ Ngoại giao Nhật Bản đã phối hợp chặt chẽ với Bộ KH&CN và các cơ quan liên quan tích cực chuẩn bị để tổ chức Khóa họp lần thứ 5 của Ủy ban Hỗn hợp trong năm 2020. Tuy nhiên do diễn biến phức tạp của dịch bệnh Covid-19, hoạt động này phải tạm hoãn. Do đó, Nhật Bản mong muốn thời gian tới Khóa họp Ủy ban Hỗn hợp lần thứ 5 tiếp tục được triển khai.
Đại sứ Ito Naoki nhấn mạnh, Sáng kiến chung ASEAN – Nhật Bản là sự hợp tác đặc biệt giữa Nhật Bản và ASEAN trong đó có Việt Nam thông qua quỹ ASEAN – Nhật Bản. Đại sứ mong muốn Bộ KH&CN quan tâm, tham gia vào các hoạt động trong khuôn khổ chung trong nghiên cứu khoa học, phát triển công nghệ và đổi mới sáng tạo ở Việt Nam như chuyển đổi số, đào tạo nhân lực chất lượng cao… Bên cạnh đó tham gia vào chương trình, dự án như: xây dựng hệ thống cung cấp nước, chống ô nhiễm nước; phát triển và đào tạo nguồn nhân lực trong lĩnh vực công nghệ cao đảm bảo an toàn thực phẩm và môi trường.
Đại sứ chia sẻ một số dự án đang triển khai tại Khu công nghệ cao Hòa Lạc, với sự hợp tác và hỗ trợ từ nguồn vốn ODA của Chính phủ Nhật Bản như: dự án đào tạo nguồn nhân lực cao, công nghệ nano, khoa học máy tính… tại Trường Đại học Việt Nhật và Dự án Trung tâm Vũ trụ Việt Nam.
Bộ trưởng Huỳnh Thành Đạt cảm ơn ngài Đại sứ đã chia buồn đối với nhân dân Việt Nam, và chúc mừng ngài Đại sứ bắt đầu nhiệm kỳ trong thời điểm quan hệ hai nước sâu sắc hơn bao giờ hết.
Bộ trưởng cho biết, tại Việt Nam, hợp tác và hội nhập quốc tế được coi là giải pháp then chốt để nâng cao nhanh tiềm lực và trình độ KH,CN&ĐMST của đất nước. Các nỗ lực thúc đẩy hợp tác song phương và đa phương không ngừng được đẩy mạnh với các hoạt động trên nhiều lĩnh vực và khuôn khổ khác nhau.
Bộ trưởng Huỳnh Thành Đạt tặng quà lưu niệm cho ngài Đại sứ Nhật Bản Ito Naoki.
Bộ KH&CN mong muốn tăng cường và mở rộng hơn nữa hợp tác về nghiên cứu khoa học, phát triển công nghệ và đổi mới sáng tạo, nâng cao năng lực cán bộ nghiên cứu tại các viện, trường cũng như các cơ quan có liên quan; tạo điều kiện thuận lợi cho các nhà khoa học Việt Nam tham gia vào các chương trình tài trợ cho hợp tác nghiên cứu của Nhật Bản, Bộ trưởng cho biết.
Nhằm tiếp tục thúc đẩy mối quan hệ hợp tác Việt Nam – Nhật Bản đi vào chiều sâu, hiệu quả và thực chất, hai bên cùng mong muốn tạo ra một khuôn khổ hợp tác chính thức và làm sâu sắc hơn nữa quan hệ hợp tác này thông qua việc tiến tới ký Biên bản ghi nhớ hợp tác giữa Bộ KH&CN Việt Nam và Bộ Giáo dục, Văn hóa, Thể thao, Khoa học và Công nghệ Nhật Bản (MEXT) về KH,CN&ĐMST.
Bộ trưởng cảm ơn Ngài Đại sứ đã luôn quan tâm, chia sẻ, ủng hộ và thúc đẩy các hoạt động hợp tác KH,CN&ĐMST với Việt Nam. Đồng thời mong muốn Ngài Đại sứ, trong nhiệm kỳ công tác của mình tiếp tục quan tâm, ủng hộ và thúc đẩy hơn nữa mối quan hệ hợp tác với Việt Nam trong một số lĩnh vực hai bên cùng quan tâm.
Các đại biểu chụp ảnh lưu niệm.

Nguồn: Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển truyền thông KH&CN, Vụ Hợp tác quốc tế

Tin khoa học

Nhà máy điện lò phản ứng thorium đầu tiên trên thế giới

Posted on by admin2
29
Th7

Trung Quốc lên kế hoạch khởi công xây dựng nhà máy điện lò phản ứng muối nóng chảy đầu tiên trên thế giới vào năm sau trên sa mạc Gobi.

Thí nghiệm vòng lặp muối nóng chảy của Trung Quốc. Ảnh: Thorium Energy World

Thí nghiệm vòng lặp muối nóng chảy của Trung Quốc. Ảnh: Thorium Energy World

Lò phản ứng muối nóng chảy thorium mới không cần dùng nước làm mát do sử dụng muối nóng chảy và carbon dioxide để truyền nhiệt và sản xuất điện. Dùng thorium làm nguyên liệu chủ chốt, thiết kế này giúp loại bỏ lo ngại về khả năng thiếu uranium, nhiên liệu phổ biến trong lò phản ứng hạt nhân bởi thorium dồi dào hơn uranium, Interesting Engineering hôm 26/7 đưa tin

Theo ước tính của một số nhà khoa học, Trung Quốc có đủ thorium dự trữ để đáp ứng nhu cầu điện trong 20.000 năm. Lò phản ứng được lên lịch hoàn thành và hoạt động trong năm 2029, sản sinh nhiệt ở công suất tối đa 60 megawatt (MW). Một phần nhiệt năng sẽ chạy máy phát điện 10MW, phần còn lại sẽ sản xuất hydro bằng cách tách phân tử nước ở nhiệt độ cao.

Nhà máy điện lò phản ứng muối nóng chảy nhỏ dạng module sử dụng thorium sẽ được xây dựng và vận hành bởi Viện vật lý ứng dụng Thượng Hải thuộc Viện hàn lâm Khoa học Trung Quốc. Viện chia sẻ kế hoạch xây dựng trong báo cáo đánh giá môi trường. Dự án này sẽ “thúc đẩy phát triển hàng loạt công nghệ bao gồm sản xuất vật liệu và thiết bị cao cấp”, Viện thiết kế và nghiên cứu kỹ thuật hạt nhân Thượng Hải cho biết. Nó sẽ giúp Trung Quốc giành độc lập năng lượng.

Hiện nay, lò phản ứng thorium duy nhất đang hoạt động trên Trái Đất cũng nằm trên sa mạc Gobi, cách thành phố Vũ Uy, tỉnh Cam Túc, 120 km về phía tây bắc. Lò phản ứng thử nghiệm này chỉ có thể sản xuất 2 MW nhiệt năng và không sản xuất điện. Tuy nhiên, nó tích hợp một số công nghệ cách mạng, bao gồm siêu hợp kim có thể chịu nhiệt độ cao, bức xạ và ăn mòn hóa học.

Lò phản ứng nhỏ đó được cấp phép hoạt động từ Cục an toàn hạt nhân Trung Quốc vào tháng 6 năm ngoái và đạt phản ứng hạt nhân chuỗi bền vững vào tháng 10 cùng năm. Thành công của dự án thí điểm cung cấp nền móng và kinh nghiệm để xây dựng lò phản ứng lớn hơn có thể sản xuất điện. Đây là lần đầu tiên Trung Quốc tiết lộ tình trạng hoạt động của lò phản ứng thử nghiệm.

Lò phản ứng hạt nhân muối nóng chảy sử dụng thorium có một số ứng dụng quân sự tiềm năng do cấu trúc nhỏ gọn và an toàn, như cung cấp điện cho tàu hải quân, tàu ngầm, thậm chí máy bay. Khu vực xây lò phản ứng thế hệ mới nằm ở phía tây lò phản ứng nhỏ thử nghiệm, chiếm diện tích nhỏ hơn sân bóng đá. Muối nóng chảy đưa nhiên liệu thorium vào lõi lò phản ứng thông qua đường ống, để trải qua phản ứng chuỗi. Sau khi nhiệt độ tăng lên, nó chảy ra ở đầu bên kia và truyền nhiệt tới muối nóng chảy còn thorium tuần hoàn theo vòng riêng biệt. Muối nóng chảy không phóng xạ sau đó chảy vào nhà máy điện bên cạnh lò phản ứng, giúp chạy turbine gas dựa trên carbon dioxide để sản xuất điện.

Dự án mới cũng bao gồm nhiều cơ sở như trung tâm nghiên cứu và nhà máy xử lý nhiên liệu đã qua sử dụng. Theo báo cáo, hơn 80% nhiên liệu đã qua sử dụng sẽ được tái chế, phần chất thải phóng xạ còn lại sẽ đông đặc thành thủy tinh và chuyển tới cơ sở chứa chất thải hạt nhân sâu dưới lòng đất ở sa mạc Gobi. Hiện nay, phần lớn lò phản ứng nhiên liệu uranium sử dụng nước làm mát có nguy cơ phát nổ nếu bơm bị hỏng. Tuy nhiên, ở lò phản ứng thorium, muối nóng chảy có thể đổ vào khoang chứa bên dưới lò phản ứng, không đe dọa môi trường xung quanh.

Lò phản ứng mới sẽ được sử dụng cho mục đích nghiên cứu của các nhà khoa học. Tuy nhiên, một cơ sở điện gió, một nhà máy điện mặt trời, một cơ sở lưu trữ năng lượng dựa trên muối nóng chảy, một nhà máy nhiệt điện và một cơ sở sản xuất hóa chất cũng được xây dựng đồng thời với nhà máy điện thorium.

Các loại năng lượng khác nhau sẽ được tích hợp vào lưới điện thông minh để cung cấp đủ điện giá rẻ, thải ít carbon, ổn định cho sản xuất công nghiệp. Sau đó, bắt đầu từ năm 2020, Trung Quốc sẽ bắt đầu xây dựng lò phản ứng thorium module thương mại với công suất sản xuất điện 100 MW hoặc hơn. Những nhà đóng tàu Trung Quốc cũng giới thiệu thiết kế đầu tiên trên thế giới dành cho tàu container khổng lồ chạy nhờ lò phản ứng muối nóng chảy.

Một số nhà khoa học vẫn tỏ ra hoài nghi về tính khả thi của công nghệ này. Một thách thức lớn mà lò phản ứng phải đối mặt là đường ống kim loại trở nên giòn và thậm chí nứt vỡ dưới ảnh hưởng của muối nóng chảy với nhiệt độ, độ ăn mòn và tính phóng xạ cao. Phát hiện thêm các mỏ uranium mới và tăng cường sản xuất dường như cũng khiến việc thay thế bằng nhiên liệu thorium trở nên ít cấp bách hơn.

Hiện nay, Trung Quốc đang phát triển 6 – 8 lò phản ứng hạt nhân mỗi năm, sử dụng công nghệ mới tự phát triển. Trên thực tế, kế hoạch của Bắc Kinh là năm 2035, số lượng lò phản ứng cao cấp ở Trung Quốc sẽ đạt 150 lò, vượt qua tổng số lò của Mỹ và Pháp gộp lại.

An Khang (Theo Interesting Engineering)

Tin khoa học

Phát hiện gene chủ đạo hỗ trợ điều trị bệnh Alzheimer

Posted on by admin2
29
Th7

TS Võ Văn Giàu, 38 tuổi, cùng cộng sự, phát hiện ra gene chủ đạo ngăn chặn tình trạng chết tế bào não, mở đường cho chẩn đoán và điều trị bệnh Alzheimer.

Bệnh suy giảm trí nhớ (Alzheimer’s disease – AD) là bệnh lý não bộ gây ra bởi các hiện tượng sinh hóa lý bất thường trong não, dẫn tới chết các tế bào não và làm ảnh hưởng đến khả năng nhận thức của người bệnh. Hiện mới có 6 loại thuốc bao gồm Tacrine, Donepezil, Carbalatine, Galanthamine, Memantine và Lecanemab đã được phê duyệt bởi FDA để sử dụng trong lâm sàng điều trị bệnh Alzheimer. Tuy nhiên thuốc chỉ có thể hỗ trợ cắt giảm triệu chứng chứ chưa loại bỏ tận gốc các tác nhân sinh bệnh cốt lõi liên quan đến sự tích tụ và rối loạn chức năng của hai loại protein chính: beta-amyloid (Aβ) và Tau.

Theo TS Giàu, Viện khám phá Y học Sanford Burnham Prebys (Mỹ), một trong những rào cản cho việc tìm kiếm phương pháp trị liệu hiệu quả ở bệnh Alzheimer là do còn hạn chế hiểu biết về các nguyên nhân sinh học cơ bản bất thường trong quá trình sinh bệnh.

Với vai trò chủ nhiệm dự án, anh cùng nhóm nghiên cứu tại Viện khám phá Y học Sanford Burnham Prebys đã tìm và chứng minh được vai trò các gene thuộc phức hợp retromer, bao gồm gene SORLA trong việc ngăn chặn sự hình thành các protein Aβ thông qua mô hình động vật. Đây cũng là lần đầu tiên trên thế giới các nhà khoa học chứng minh được gene này có ảnh hưởng đến việc ức chế sự hình thành protein Tau. Các rối loạn giảm chức năng retromer và/hoặc SNX27 cũng được nhóm nghiên cứu chứng minh có liên quan chặt chẽ đến quá trình sinh bệnh.

TS Võ Văn Giàu tại phòng thí nghiệm của Viện khám phá Y học Sanford Burnham Prebys (Mỹ). Ảnh: NVCC

TS Võ Văn Giàu tại phòng thí nghiệm của Viện khám phá Y học Sanford Burnham Prebys (Mỹ). Ảnh: NVCC

Anh giải thích, sự tích tụ bất thường các mảng lão hóa protein Aβ và Tau có thể góp phần gây viêm nhiễm, thoái hóa thần kinh, suy giảm nhận thức ở bệnh Alzheimer và các tình trạng thoái hóa thần kinh khác. Trong đó, SORL1 (gene mã hóa SORLA) là một trong nhiều gene có nguy cơ mắc Alzheimer. Do đó, phát hiện này giúp các nhà khoa học hóa sinh hiểu hơn về SORLA ảnh hưởng thế nào đến protein Aβ và Tau.

“Việc dự đoán chính xác tiến triển của bệnh Alzheimer dựa trên các biến thể di truyền ở cụm gene retromer bao gồm SORLA giúp cải thiện thiết kế thử nghiệm lâm sàng, mở ra cơ hội phát triển các phương pháp chẩn đoán và điều trị mới mang tính cá thể hóa hơn”, TS Giàu nói.

Để tiên phong hướng triển vọng này, nhóm phát triển và ứng dụng hệ thống cấy ghép dị loại tế bào vi giao (microglia) và tế bào thần kinh, bằng cách tiêm các tế bào tiền thân tạo máu (hematopoietic progenitor cell – HPC) và tế bào tiền thân thần kinh (neural progenitor cells – NPCs) vào não chuột (đã làm suy giảm miễn dịch) ngay sau khi sinh (P0/P1). Đây là giai đoạn hàng rào máu-não chưa phát triển hoàn thiện và khả năng tiếp nhận của não bộ cao hơn. Mục tiêu của việc cấy ghép này nhằm khám phá đặc điểm, vai trò, và cơ chế tác động tiềm ẩn của các biến thể di truyền trên cả 2 mô hình bệnh lý chính gồm Tau và Aβ.

Để chuyển dịch các kết quả nghiên cứu cơ bản, nhóm bước đầu tìm ra một số hợp chất bảo vệ và tăng cường biểu hiện chức năng gene trên SNX27/retromer và SORLA thông qua các mô hình thử nghiệm trên tế bào gốc và động vật. Từ đó hướng đến điều chế các dẫn chất có tác dụng bảo vệ thần kinh, ngăn ngừa và ức chế sự hình thành Aβ và Tau trong não.

Dự án vừa được Quỹ Conrad Prebys tài trợ với mục tiêu thực hiện sàng lọc và phát triển các hợp chất để điều chế các dẫn chất có tác dụng bảo vệ thần kinh.

Sơ đồ bảo vệ và tăng cường chức năng của các gen thuộc retromer có thể là các chiến lược trị liệu tiềm năng chống lại sự lão hóa và suy giảm nhận thức. Ảnh: Nhóm nghiên cứu

Sơ đồ bảo vệ và tăng cường chức năng của các gene thuộc retromer có thể là các chiến lược trị liệu tiềm năng chống lại sự lão hóa và suy giảm nhận thức. Ảnh: Nhóm nghiên cứu

Giáo sư Kevin Yip của Sanford Burnham Prebys đánh giá “công trình có khả năng giúp đỡ những người bị ảnh hưởng bởi bệnh Alzheimer, cũng như các bệnh lý liên quan đến Tau (bệnh tauopathies) như chứng mất trí nhớ vùng trán, thoái hóa vỏ não và liệt trên nhân tiến triển”.

TS Giàu bắt đầu theo đuổi hướng nghiên cứu liên quan khoa học sức khỏe, trong đó có chẩn đoán và điều trị các bệnh phổ biến ở người già bao gồm Alzheimer kể từ năm 2014 khi nhận được học bổng toàn phần cho chương trình tiến sĩ Kỹ thuật Y sinh học tại Đại học Gachon, Hàn Quốc. Hơn 10 năm qua, anh có nhiều công trình ứng dụng rộng rãi như phát triển thành bộ Kit trong phát hiện và sàng lọc bệnh tại nhiều bệnh viện lớn Hàn Quốc, thiết kế bản đồ gene chẩn đoán bệnh Alzheimer…

Anh từng công bố 90 bài báo ISI, 7 chương sách chuyên khảo quốc tế cùng 2 bằng sáng chế về giải pháp chẩn đoán bệnh Alzheimer. Anh cũng nhận nhiều học bổng và giải thưởng về khoa học công nghệ như Nhà khoa học xuất sắc năm 2017 từ Quỹ BK21 Hàn Quốc; Giải thưởng Nhà khoa học trẻ từ Hiệp hội Sinh hóa, sinh học phân tử Malaysia năm 2019; Giải thưởng khoa học công nghệ Quả cầu vàng năm 2019, Giải thưởng Conrad Prebys nhằm tôn vinh những thành tích xuất sắc trong các lĩnh vực nghiên cứu y khoa, nghệ thuật và giáo dục tại Mỹ năm 2023…

Như Quỳnh

Tin khoa học

Turbine nổi sản xuất điện sóng công suất 1,25 MW

Posted on by admin2
29
Th7

Ocean Energy triển khai phao biến đổi năng lượng sóng 826 tấn OE-35 ở cơ sở thử nghiệm của Hải quân Mỹ ngoài khơi đảo Oahu trước khi nối với lưới điện Hawaii.

Hệ thống OE-35 sử dụng turbine Wells. Ảnh: Ocean Energy

Hệ thống OE-35 sử dụng turbine Wells. Ảnh: Ocean Energy

Có kích thước 38 x 18 m với mớn nước 9 m, OE-35 nằm ở vịnh Kaneohe tại vùng Windward của đảo Oahu, phía bắc của bán đảo Mōkapu, New Atlas hôm 26/7 đưa tin. Hệ thống không chỉ được thử nghiệm ở Hawaii mà cả Scotland trong dự án 12 triệu USD của Phòng hiệu suất năng lượng tái tạo thuộc Bộ Năng lượng Mỹ và Cơ quan năng lượng bền vững của Ireland (SEAI). Với công suất tiềm năng 1,25 MW, OE-35 khai thác năng lượng từ sóng biển bằng hệ thống khí luồng kép đặc biệt.

Một số hệ thống năng lượng sóng hoạt động bằng cách sử dụng sóng tràn qua để nén một cột khí giúp chạy turbine. Tuy nhiên, chúng thường hoạt động như một động cơ piston, với thì phát động đi kèm một khoảng lặng khi thông hơi và hệ thống tự khởi động lại trước cơn sóng tiếp theo.

OE-35 khác biệt ở chỗ sử dụng turbine hoạt động theo nguyên lý của turbine Wells do Alan Arthur Wells ở Đại học Queen Belfast phát minh vào cuối thập niên 1970. Đây là một turbine khí áp suất thấp quay liên tục theo một chiều độc lập với hướng của luồng khí. Nói cách khác, khi sóng nén khí trong 3 buồng bên trong phao, turbine xoay tròn. Sau đó không khí giãn nở và luồng khí đảo chiều, turbine vẫn xoay theo cùng hướng. Thiết kế này giúp loại bỏ cơ cấu và van phức tạp để xử lý luồng khí hai chiều.

Đây không phải là cách sản xuất điện hiệu quả nhất bởi cánh turbine có hệ số cản cao hơn turbine thông thường và hệ thống dễ chết máy. Tuy nhiên, nó hoạt động tốt đến mức chi nhánh của Ocean Energy ở Ireland hy vọng có thể sớm bàn giao OE-35 sau thử nghiệm cuối cùng và hệ thống sẽ được nối với lưới điện toàn quốc bằng cáp dưới biển.

“Sau hơn 15 năm thiết kế, thử nghiệm, kiểm tra và chế tạo, chúng tôi có thể tiến thêm một bước quan trọng hướng tới thương mại hóa thiết bị OE-35”, giáo sư Tony Lewis, giám đốc công nghệ của Ocean Energy, cho biết. “Dự án quan trọng này hoạt động ở thời điểm mấu chốt đối với Mỹ và Ireland khi thế giới cần đẩy nhanh tốc độ giảm khí thải carbon bằng những công nghệ mới tiên tiến”.

An Khang (Theo New Atlas)

Tin khoa học

Ứng dụng trí tuệ nhân tạo phát hiện các nguy cơ mất an toàn lưới điện

Posted on by admin2
26
Th7

Hiện tại, việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) vào các thiết bị bay không người lái (drone/UAV) đang trở thành một xu hướng mới. Khi kết hợp drone/UAV với AI, khả năng tự động hóa sẽ được cải thiện, giúp nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong phát hiện các nguy cơ mất an toàn lưới điện. Trên cơ sở này, các kỹ sư của Công ty Điện lực Quảng Trị đã nghiên cứu, ứng dụng AI để phân tích hình ảnh/video do drone/UAV thu thập để cải thiện quy trình giám sát, quản lý lưới điện tại địa phương .

Nhóm tác giả áp dụng giải pháp tại hiện trường.

Hiện nay việc kiểm tra các bất thường như vi phạm hành lang tuyến, hư hỏng phụ kiện/dây dẫn… chủ yếu được các kỹ thuật viên thực hiện tại hiện trường như kiểm tra bằng mắt, ống nhòm hay hình ảnh từ flycam/drone chụp về; sau đó cập nhật hình ảnh và kết quả theo danh mục phân loại vào phần mềm kiểm tra hiện trường. Phương pháp này nặng tính thủ công, tốn thời gian và nhân lực.

Trong thời đại công nghệ 4.0, AI ngày càng trở nên phổ biến và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Một trong những ứng dụng tiềm năng của AI là phát hiện các nguy cơ mất an toàn của lưới điện thông qua hình ảnh hoặc video thu thập từ drone hoặc UAV. Qua nghiên cứu và thử nghiệm các mô hình AI vào bài toán thực tế trong phát hiện các nguy cơ mất an toàn lưới điện từ hình ảnh/video thu thập được của drone/UAV phục vụ công tác quản lý vận hành lưới điện, nhóm kỹ sư của Công ty Điện lực Quảng Trị đã sử dụng giải pháp ứng dụng mô hình Yolov8 và các công cụ hỗ trợ như Google Colab, RoboAI.

Hình 1. Mô hình kết nối của hệ thống PMIS-AI với phần mềm kiểm tra hiện trường PMIS.

Các hình ảnh, video sau khi được thu thập từ các thiết bị bay sẽ được đồng bộ vào chương trình PMIS-AI để phần mềm tự động phân tích, phát hiện các nguy cơ mất an toàn lưới điện. Để hệ thống hoạt động với độ chính xác cao, ngoài việc xây dựng mô hình, chuẩn hóa dữ liệu, gán nhãn đối tượng; huấn luyện chương trình nhận diện các đối tượng…, các kỹ sư đã ứng dụng mô hình Yolov8 vào chương trình PMIS-AI (hình 1). Với mô hình này, thời gian xử lý hình ảnh có dung lượng 4MB chỉ mất 1/10 giây. Cụ thể, giải pháp mang lại các lợi ích sau:

Tăng cường phạm vi giám sát: Sử dụng drone/UAV cho phép thu thập hình ảnh/video từ không gian, giúp tăng cường phạm vi giám sát của lưới điện. Nhờ vào đó, việc phát hiện các nguy cơ mất an toàn trên các vùng rộng và khó tiếp cận trở nên dễ dàng hơn, nâng cao khả năng giám sát và phản ứng kịp thời đối với các vấn đề tiềm ẩn (hình 2). Tự động hóa và sử dụng AI sẽ giúp giảm thiểu sai sót do yếu tố con người trong việc phát hiện và báo cáo các nguy cơ mất an toàn.

Hình 2. Hình ảnh mất an toàn lưới được drone/UAV phát hiện.

Giảm thiểu các tai nạn và sự cố về điện: Nhờ vào việc phát hiện sớm các sự cố, các biện pháp khắc phục có thể được triển khai kịp thời, giúp bảo vệ cộng đồng khỏi các tai nạn và sự cố liên quan đến điện, giảm thiểu nguy cơ tai nạn và thương vong cho những công nhân hoặc kỹ sư thường xuyên phải làm việc trong môi trường nguy hiểm khi kiểm tra và bảo trì lưới điện.

Tiết kiệm chi phí, thời gian, nhân lực: Giải pháp giúp giảm thiểu yêu cầu về thời gian so với việc sử dụng phương tiện kiểm tra truyền thống từ đó giảm thiểu nhân lực. Khi kết hợp với AI, công việc kiểm tra và phát hiện các nguy cơ mất an toàn lưới điện có thể được thực hiện nhanh chóng và chính xác hơn, giúp giảm chi phí cho các công ty điện.

Công ty Điện lực Quảng Trị là đơn vị đầu tiên trong Tổng Công ty Điện lực Việt Nam thực hiện giải pháp này. Trong giai đoạn 2021-2023, giải pháp đã giúp Công ty Điện lực Quảng Trị tiết kiệm ước tính khoảng 25 tỷ đồng/năm. Trong thời gian tới, giải pháp sẽ được áp dụng cho tất cả các Công ty Điện lực thuộc Tập đoàn Điện lực Việt Nam.

Việc nghiên cứu và ứng dụng AI trong các lĩnh vực sản xuất kinh doanh đã mang lại hiệu quả tích cực, nâng cao độ chính xác, tiết kiệm thời gian và nhân lực, từng bước nâng cao hiệu suất lao động và tiết kiệm chi phí sản xuất kinh doanh. Sự kết hợp công nghệ drone/UAV và AI còn có khả năng mở rộng và áp dụng vào nhiều ngành công nghiệp và lĩnh vực khác như quản lý môi trường và an toàn công cộng.

Phan Văn Vĩnh, Nguyễn Văn Tài, Lê Công Hiếu, Lê Văn Minh

Công ty Điện lực Quảng Trị

Tin tức - sự kiện

Viện KIST sẽ hỗ trợ Việt Nam thành lập phòng nghiên cứu vi mạch bán dẫn hiện đại

Posted on by admin2
26
Th7
Viện Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc (KIST) sẵn sàng chia sẻ kinh nghiệm trong 40 năm phát triển ngành bán dẫn, đồng thời hỗ trợ đào tạo nguồn nhân lực trí tuệ nhân tạo (AI) đưa Việt Nam trở thành điểm sáng về AI trong khu vực và trên thế giới.
Thông tin được chia sẻ trong buổi làm việc giữa Thứ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ (KH&CN) Bùi Thế Duy và Ngài Chang Joon Yoen, Phó Chủ tịch Viện KIST ngày 25/7/2024, tại Hà Nội.
Tại buổi tiếp, Thứ trưởng Bùi Thế Duy đánh giá cao chuyến thăm và làm việc của Phó Chủ tịch Viện KIST. Thứ trưởng bày tỏ trân trọng sự hỗ trợ tích cực của Chính phủ hai nước, đặc biệt là sau chuyến thăm Hàn Quốc đầu tháng 7, Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính đề nghị Chính phủ Hàn Quốc hỗ trợ Việt Nam đào tạo nguồn nhân lực trong các lĩnh vực vi mạch bán dẫn và AI, trong đó tập trung vào phát triển đội ngũ nhân lực kỹ sư thiết kế phần mềm, khâu đóng gói, kiểm nghiệm phục vụ nhu cầu trong nước và quốc tế.
Thứ trưởng khẳng định, Việt Nam đang có nhu cầu phát triển ngành vi mạch bán dẫn và AI, tuy nhiên còn thiếu nguồn lực về cơ sở vật chất, nhân lực và trình độ để phát triển theo kịp các quốc gia trên thế giới. Vì vậy, để thực hiện được các chiến lược phát triển ngành vi mạch bán dẫn và AI, việc thành lập phòng nghiên cứu vi mạch, bán dẫn là rất cần thiết.
Thứ trưởng đề nghị, Viện KIST hỗ trợ Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam – Hàn Quốc (VKIST) thành lập phòng nghiên cứu vi mạch bán dẫn hiện đại đặt tại Viện VKIST, trong đó bao gồm tư vấn về đào tạo, nguồn nhân lực, trang thiết bị cho phòng nghiên cứu vi mạch, bán dẫn…
Thứ trưởng Bộ KH&CN Bùi Thế Duy chia sẻ tại buổi làm việc.
Bày tỏ trước những ấn tượng tốt đẹp về sự phát triển của Việt Nam nói chung và của ngành KH&CN nói riêng, ông Chang Joon Yoen, Phó Chủ tịch Viện KIST cho biết, mục đích chuyến công tác của Viện KIST tại Việt Nam nhằm tìm hiểu về những kết quả, thách thức cũng như những ưu tiên, nhu cầu hợp tác của Việt Nam trong lĩnh vực vi mạch bán dẫn và AI.
Với những đề xuất, kiến nghị từ phía Bộ KH&CN, ông Chang Joon Yoen khẳng định, Viện KIST sẽ hỗ trợ tối đa. Ông Chang Joon Yoen cũng lưu ý, Việt Nam cần xác định rõ hướng phát triển của ngành vi mạch bán dẫn và AI để có những bước đi phù hợp, từ đó tạo ra nguồn tài nguyên tập trung và kết quả nhanh chóng cho lĩnh vực này. Cũng tại buổi làm việc, hai bên trao đổi các thông tin liên quan đến vị trí Cố vấn thường trực của Viện VKIST;  các nội dung dự kiến triển khai trong Dự án Bắc cầu VKIST và Giai đoạn 2 của Dự án VKIST.
Toàn cảnh buổi làm việc.
Kết thúc buổi làm việc, Thứ trưởng Bùi Thế Duy cảm ơn Viện KIST về sự phối hợp chặt chẽ trong thời gian vừa qua, đồng thời bày tỏ mong muốn hai bên có thể triển khai các công việc đã thống nhất trong thời gian sớm nhất. Thứ trưởng bày tỏ tin tưởng, thông qua buổi làm việc sẽ mở ra những hướng hợp tác mới trong tương lai, tìm ra những phương thức hợp tác thiết thực, tiếp tục phát huy vai trò của Viện VKIST là biểu tượng của quan hệ hợp tác tốt đẹp giữa hai nước trong lĩnh vực KH,CN&ĐMST.

 

Nguồn: Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển truyền thông KH&CN

Tin liên quan

Ứng dụng trí tuệ nhân tạo giám sát trị liệu bệnh nhân cơ xương khớp

Posted on by admin2
26
Th7

Nhóm sinh viên phát triển nền tảng y tế số Relive ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) hỗ trợ giám sát quá trình vật lý trị liệu và hồi phục chức năng.

Dự án do nhóm sinh viên trường Đại học VinUni, Đại học Bách khoa Hà Nội, Đại học Công nghệ – Đại học Quốc gia Hà Nội, Đại học Ngoại Thương và Đại học Denison Ohio, (Mỹ) thực hiện. Nền tảng vừa giành quán quân cuộc thi khởi nghiệp Techstart 2024.

Relive là nền tảng y tế số di động (m-heath) hỗ trợ giám sát quá trình vật lý trị liệu và phục hồi chức năng của bệnh nhân mắc các vấn đề vận động. Nền tảng hoạt động dựa trên công nghệ thị giác máy tính và trí tuệ nhân tạo, cho phép ứng dụng ghi lại từng chuyển động của bệnh nhân thông qua camera điện thoại. Thông qua so sánh với những chuyển động đã chuẩn hóa của bài tập cung cấp bởi bác sĩ chuyên khoa y học thể thao, từ đó đưa ra cảnh báo, điều chỉnh theo thời gian thực nếu bệnh nhân làm sai động tác. Quá trình luyện tập của bệnh nhân đều được ghi, phân tích và tổng hợp thành một bản báo cáo, hỗ trợ bác sĩ đưa ra điều chỉnh phù hợp cho phác đồ điều trị của bệnh nhân.

Giao diện giải pháp Relive với các chức năng giám sát và phân tích vận động. Ảnh: Nhóm nghiên cứu

Giao diện giải pháp Relive với các chức năng giám sát và phân tích vận động. Ảnh: Nhóm nghiên cứu

Lê Minh Hùng (19 tuổi), sinh viên năm 2 ngành Quản trị kinh doanh trường Đại học VinUni, đồng sáng lập Relive, cho biết ý tưởng nảy ra khi em chứng kiến người thân bị bệnh về cơ xương khớp. “Nhóm mong muốn tạo ra ứng dụng hữu ích cho bệnh nhân và bác sĩ, giúp tiết kiệm thời gian, chi phí điều trị và nâng cao hiệu quả, trải nghiệm người dùng trong quá trình trị liệu phục hồi chức năng”, Hùng nói.

Hùng giải thích, trong quá trình tập vật lý trị liệu và phục hồi chức năng, phát sinh vấn đề như bệnh nhân lười tập, tập sai tư thế dẫn tới chấn thương nặng hơn. Lúc này, Relive là cầu nối, giúp bác sĩ bao quát được tình hình tập luyện của bệnh nhân đồng thời giúp bệnh nhân hoàn thành đủ và chính xác bài tập ngay tại nhà.

Theo nhóm nghiên cứu, Relive được truyền cảm hứng bởi xu hướng ứng dụng công nghệ trong việc điều trị từ xa. Bắt đầu từ một mô hình sơ khai, dự án trải qua nhiều giai đoạn để phát triển và hoàn thiện công nghệ. Thời gian tới nhóm khởi nghiệp sẽ đẩy mạnh việc hoàn thiện các tính năng của ứng dụng và tiến hành thử nghiệm trên một số nhóm bệnh nhân nhằm tối ưu các tính năng. Quá trình này cần 6 tháng đến 1 năm để hoàn thành. “Thách thức chính của giai đoạn này là làm sao để bác sĩ và bệnh nhân thuần thục việc sử dụng công nghệ mới trong giám sát và điều trị bệnh” đại diện nhóm nghiên cứu nói.

Nhóm sinh viên phát triển giải pháp y tế số hỗ trợ trị liệu cho bệnh nhân cơ xương khớp - 1

Các thành viên nhóm nhận giải thưởng. Ảnh: BTC Techstart 2024.

TS Phạm Huy Hiệu, Phó Giám đốc Trung tâm Sức khỏe Thông minh VinUni-Illinois thuộc VinUni, đồng thời là cố vấn khoa học chính của dự án đánh giá Relive hứa hẹn trở thành một giải pháp tiên phong trong việc số hóa quy trình điều trị y tế tại Việt Nam. TS Hiệu cho biết công nghệ y tế số Relive cho phép cải thiện quy trình chăm sóc và trị liệu, tạo ra lợi ích cho bác sĩ lẫn bệnh nhân.

Theo TS Hiệu, ứng dụng giải pháp này, các bác sĩ dễ dàng theo dõi quá trình thực hiện các bài tập và mức độ hồi phục, trong khi bệnh nhân có thể phản hồi và dựa trên hướng dẫn từ nền tảng số để tuân thủ yêu cầu của bác sĩ. Như vậy, giúp tiết kiệm thời gian, tăng hiệu quả và quy mô điều trị.

Như Quỳnh

Tin tức - sự kiện

Chuyển đổi số: “Chỉ bàn làm, không bàn lùi, khó mấy cũng phải làm”

Posted on by admin2
25
Th7

Tại Hội nghị Thường trực Chính phủ về chuyển đổi số với các Bộ trưởng, Trưởng ngành, Chủ tịch UBND tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương diễn ra ngày 19/07/2024, Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính khẳng định, việc đẩy mạnh chuyển đổi số đã trở thành xu thế, phong trào, là yêu cầu khách quan, do đó, “chỉ bàn làm, không bàn lùi, khó mấy cũng phải làm”.

Chuyển đổi số góp phần thúc đẩy thương mại điện tử

Báo cáo của Bộ Thông tin và Truyền thông tại Hội nghị cho biết, một phần không thể thiếu của kinh tế số là thương mại điện tử. Doanh số thương mại điện tử toàn cầu ước tính đạt gần 6 nghìn tỷ USD, chiếm 19,5% tổng doanh số bán lẻ trên toàn thế giới. 5 thị trường lớn nhất hiện nay bao gồm: Trung Quốc (3 nghìn tỷ USD, chiếm 52,1% thị phần trong thương mại điện tử thế giới), Mỹ (1 nghìn tỷ USD, chiếm 20,1%), Vương quốc Anh (195 tỷ USD, chiếm 3,4%), Nhật Bản (193 tỷ USD, chiếm 3,3%) và Hàn Quốc (147 tỷ USD, chiếm 2,5%).

Trung Quốc đã vượt Mỹ để trở thành thị trường thương mại điện tử lớn nhất thế giới vào năm 2021.

Trung Quốc đã vượt Mỹ để trở thành thị trường thương mại điện tử lớn nhất thế giới vào năm 2021. Các nền tảng thương mại điện tử lớn như Alibaba, JD.com, và Pinduoduo đóng vai trò quan trọng. Alibaba, thông qua Taobao và Tmall, chiếm khoảng 60% thị phần thương mại điện tử Trung Quốc, đạt doanh thu 109,5 tỷ USD trong năm tài chính 2020. Alipay và WeChat Pay, mỗi nền tảng có hơn 1 tỷ người dùng. Trong ngày lễ mua sắm “Single’s Day” (11/11/2020), Alibaba ghi nhận tổng giá trị giao dịch (GMV) lên đến 74,1 tỷ USD. Giá trị giao dịch thương mại điện tử ở Trung Quốc đạt 13,8 nghìn tỷ Nhân dân tệ (khoảng 2 nghìn tỷ USD) vào năm 2023. Số lượng người dùng thương mại điện tử ở Trung Quốc đạt 812 triệu vào năm 2023, trong đó mua sắm qua điện thoại di động chiếm hơn 70% tổng giá trị giao dịch.

Đối với Việt Nam, các báo cáo, ý kiến phát biểu tại Hội nghị cho rằng, chuyển đổi số thời gian qua góp phần cung cấp dịch vụ công trực tuyến cho người dân, doanh nghiệp được đẩy mạnh; thúc đẩy kinh tế số, xã hội số… phát triển. Báo cáo tại Hội nghị cho thấy, đã có 16,4 triệu tài khoản trên Cổng Dịch vụ công quốc gia, cung cấp 4.543/6.325 thủ tục hành chính, 43/53 dịch vụ công thiết yếu).

Sản phẩm số của doanh nghiệp Việt Nam tiếp tục phát triển và xuất khẩu đi khắp thế giới. Theo báo cáo của Tổng cục Hải quan, xuất khẩu sản phẩm số tăng từ 113,5 tỷ USD năm 2021 lên 117,3 tỷ USD năm 2023; 6 tháng năm 2024 đạt 64,9 tỷ USD, tăng 23%. Doanh thu phần mềm và dịch vụ công nghệ thông tin tăng khá (năm 2023: 13 tỷ USD; 6 tháng 2024: 6 tỷ USD); xuất khẩu năm 2023 đạt 7,5 tỷ USD; 6 tháng 2024 đạt gần 3 tỷ USD. Nhiều tập đoàn công nghệ hàng đầu thế giới đã đầu tư lớn tại Việt Nam, cam kết đầu tư mới và mở rộng đầu tư, nhất là trong lĩnh vực mới như điện tử, chip bán dẫn, nghiên cứu phát triển, trí tuệ nhân tạo…

Số hóa các ngành kinh tế, công tác chuyển đổi số trong quản lý, đầu tư xây dựng, sản xuất được triển khai mạnh mẽ. Doanh thu thương mại điện tử tăng từ 13,7 tỷ USD năm 2021 lên 20,5 tỷ USD năm 2023. Hàng trăm sản phẩm OCOP đã được bán thông qua các sàn thương mại điện tử trong nước và xuyên biên giới, tạo sinh kế và thu nhập cao cho người nông dân. Thanh toán không dùng tiền mặt được triển khai rộng khắp trên phạm vi cả nước. Tỷ lệ người trưởng thành có tài khoản thanh toán đạt 87%, vượt mục tiêu năm 2025 là 80%. Hiện có 9,13 triệu khách hàng sử dụng Mobile Money, trong đó 72% khách hàng tại khu vực nông thôn, miền núi, vùng sâu, vùng xa, biên giới, hải đảo.

Hệ thống thuế điện tử được xây dựng đồng bộ từ đăng ký thuế đến khai thuế, nộp thuế, hoàn thuế điện tử và triển khai Hệ thống hoá đơn điện tử trên toàn quốc (xử lý 8,8 tỷ hóa đơn).

Chuyển đổi số phục vụ người dân, an sinh xã hội có bước phát triển mạnh mẽ, như: đăng ký thi tốt nghiệp trung học phổ thông, đăng ký xét tuyển trực tuyến trong giáo dục; liên thông dữ liệu khám sức khỏe lái xe, giấy chứng sinh, khai tử…; trong bảo hiểm xã hội (trong cao điểm COVID-19, trong 1 tháng đã chi trả 31.836 tỷ đồng cho trên 13,3 triệu lượt người lao động qua hệ thống điện tử); 63/63 địa phương thực hiện chi trả an sinh xã hội qua tài khoản cho 1,96 triệu người với số tiền trên 8.280 tỷ đồng.

Phát huy tinh thần 5 “đẩy mạnh”, 5 “bảo đảm” gắn với 5 “không”

Phát biểu kết luận Hội nghị, Thủ tướng Phạm Minh Chính giao Bộ Công an, Bộ Thông tin và Truyền thông, Văn phòng Chính phủ tiếp thu các ý kiến, hoàn thiện và trình ban hành Nghị quyết của Chính phủ về chuyển đổi số để thống nhất triển khai trong giai đoạn tới. Thủ tướng nhấn mạnh việc đẩy mạnh chuyển đổi số đã trở thành xu thế, phong trào, là yêu cầu khách quan, do đó, “chỉ bàn làm, không bàn lùi, khó mấy cũng phải làm”. Trong giai đoạn 2021-2024, chuyển đổi số được đẩy mạnh theo hướng toàn dân, toàn diện, bao trùm, xuyên suốt, có kết quả thiết thực, đóng góp tích cực vào sự phát triển kinh tế – xã hội của đất nước.

Toàn cảnh Hội nghị

Thủ tướng cũng chỉ ra nhiều khó khăn và hạn chế trong quá trình chuyển đổi số như: một số lãnh đạo chưa coi chuyển đổi số là nhiệm vụ trọng tâm, chưa thực sự quan tâm, chỉ đạo, ưu tiên nguồn lực cho chuyển đổi số; xây dựng chính sách còn chậm; hạ tầng số phát triển chưa đồng đều; công tác an ninh mạng chưa được quan tâm đúng mức… Thủ tướng khái quát 5 bài học kinh nghiệm quan trọng: (1) Phải huy động sự vào cuộc của cả hệ thống chính trị, các bộ, ngành, địa phương; (2) Phải có chương trình, kế hoạch cụ thể, phân công rõ người, rõ việc, rõ ưu tiên, rõ thời gian…; (3) Phải đẩy mạnh hoàn thiện thể chế, cơ chế, chính sách, mạnh dạn thí điểm các mô hình mới; (4) Phải luôn giữ vững kỷ luật, kỷ cương; đẩy mạnh phân cấp, phân quyền gắn với phân bổ nguồn lực; (5) Phải lấy người dân, doanh nghiệp là trung tâm, là chủ thể và là mục tiêu.

Thủ tướng nhấn mạnh, cần mạnh dạn “tăng tốc”, “bứt phá” trong chuyển đổi số với khí thế tiến công mạnh mẽ, phát huy tinh thần 5 “đẩy mạnh”, 5 “bảo đảm” gắn với 5 “không”.

“5 đẩy mạnh” gồm: (1) Đẩy mạnh thống nhất nhận thức và hành động của người lãnh đạo trong chuyển đổi số, phát huy tính tiên phong, nêu gương, đi đầu; (2) Đẩy mạnh hoàn thiện thể chế, cơ chế chính sách, để thúc đẩy chuyển đổi số, phù hợp với thông lệ quốc tế; thúc đẩy phát triển kinh tế số, xã hội số, công dân số; (3) Đẩy mạnh đầu tư hạ tầng số quốc gia thông suốt, phát triển nền tảng số, dữ liệu số, hệ sinh thái số thuận tiện; (4) Đẩy mạnh an ninh mạng, an toàn thông tin, bảo vệ dữ liệu, bảo vệ chủ quyền không gian mạng quốc gia từ sớm, từ xa; (5) Đẩy mạnh xây dựng văn hóa số, góp phần xây dựng nền văn hóa đậm đà bản sắc dân tộc và hội nhập thế giới.

“5 bảo đảm” gồm: (1) Bảo đảm triển khai chuyển đổi số, Đề án 06 đồng bộ, hiệu quả tại tất cả các bộ, ngành, địa phương, các lĩnh vực kinh tế, xã hội và môi trường để người dân, doanh nghiệp được thụ hưởng; (2) Bảo đảm nguồn lực cho chuyển đổi số quốc gia, nhất là đầu tư phát triển hạ tầng số, nền tảng số, đào tạo nhân lực số; (3) Bảo đảm 100% dịch vụ công trực tuyến thiết yếu cho người dân, tiếp cận dễ dàng, an toàn, tiện lợi, tiết giảm chi phí; (4) Bảo đảm nhân lực cho chuyển đổi số và các ngành kinh tế mới nổi, chú trọng đào tạo kỹ năng số gắn với nhu cầu thị trường; (5) Bảo đảm hài hòa lợi ích giữa Nhà nước, người dân và doanh nghiệp, nhà đầu tư, góp phần thúc đẩy kinh tế phát triển bền vững.

“5 không” gồm: (1) Không nói không, không nói khó, không nói có mà không làm; không bàn lùi, chỉ bàn làm; (2) Không để ai bị bỏ lại phía sau trong tiến trình chuyển đổi số quốc gia, triển khai Đề án 06; (3) Không tiền mặt, hướng tới mọi giao dịch thông qua phương thức điện tử, phòng chống tham nhũng; (4) Không giấy tờ, hướng tới số hóa toàn diện; (5) Không để người dân, doanh nghiệp mất nhiều thời gian, công sức, chi phí tuân thủ.

Thủ tướng yêu cầu các Bộ trưởng, Trưởng ngành, Chủ tịch UBND các tỉnh, thành phố phải tiên phong, gương mẫu thúc đẩy chuyển đổi số thuộc phạm vi quản lý, chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn của mình, “đã quyết tâm rồi phải quyết tâm cao hơn, đã nỗ lực rồi phải nỗ lực hơn, làm việc có trọng tâm, trọng điểm rồi phải xác định trọng tâm, trọng điểm hơn nữa, đã hiệu quả rồi phải hiệu quả hơn nữa”.

VH

Tin khoa học

Kỹ thuật hạt nhân trong sản xuất pin năng lượng

Posted on by admin2
25
Th7

Mới đây, các nhà khoa học đã chế tạo thành công loại pin năng lượng hạt nhân với khích thước nhỏ hơn đồng tiền xu nhưng có khả năng vận hành liên tục 50 năm mà không cần sạc. Với thiết kế nhiều lớp giúp pin không bắt lửa hoặc phát nổ khi bị tác động vật lý, đồng thời có khả năng hoạt động ở nhiệt độ từ -60 đến 120oC. Loại pin này có thể đảm bảo nhu cầu năng lượng vận hành lâu dài trong nhiều ứng dụng, chẳng hạn như thiết bị trên tàu vũ trụ, thiết bị y tế, chip vi xử lý, cảm biến, drone và robot siêu nhỏ… Với thành tựu của công nghệ hiện đại, trong tương lai, pin hạt nhân sẽ được phát triển và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của đời sống, xã hội.

Từ pin năng lượng đến pin hạt nhân

Các loại pin thông thường hiện nay cung cấp năng lượng cho đồng hồ, đèn chiếu sáng, đồ chơi và các thiết bị điện khác dựa trên phản ứng ôxy hóa khử, trong đó các electron (hay điện tử) được chuyển từ điện cực này sang điện cực khác thông qua chất điện phân. Các electron di chuyển để cân bằng điện thế sẽ tạo ra dòng điện. Các loại pin hóa học đó được đặc trưng bởi mật độ năng lượng cao, tức là tỷ lệ giữa công suất của dòng điện được tạo ra và thể tích của pin. Tuy nhiên, phản ứng hóa học sinh điện trong thời gian tương đối ngắn đã hạn chế khả năng ứng dụng của pin trong các thiết bị tự động, đặc biệt là việc thay thế pin trong quá trình sử dụng. Điều này có thể gây nguy hiểm trong nhiều trường hợp như đối với máy điều hòa nhịp tim hay thiết bị cung cấp năng lượng cho tàu vũ trụ.

Năm 1913, nhà khoa học người Anh Henry Moseley đã phát minh ra máy phát điện đầu tiên dựa trên sự phân rã phóng xạ. Pin hạt nhân của ông bao gồm 1 quả cầu thủy tinh được mạ bạc ở bên trong với 1 bộ phát radi gắn ở giữa trên một điện cực được cách ly. Các electron sinh ra từ sự phân rã beta của radi đã gây ra sự chênh lệch điện thế giữa màng bạc và điện cực trung tâm. Năm 1953, nhà khoa học Mỹ Paul Rappaport đã đề xuất sử dụng vật liệu bán dẫn để chuyển năng lượng của phân rã beta thành điện năng. Pin được cấp nguồn bằng phân rã beta được gọi là betavoltaics [1]. Ưu điểm chính của betavoltaic so với các dạng sinh điện thông thường là tuổi thọ của chúng. Đồng vị phóng xạ được sử dụng trong pin hạt nhân có chu kỳ bán rã, từ hàng chục đến hàng trăm năm, do đó công suất phát của chúng gần như không đổi trong một thời gian rất dài. Từ những năm 1970, betavoltaic đã được sử dụng để cung cấp năng lượng cho máy điều hòa nhịp tim [2].

Năm 2018, nhóm nghiên cứu do Vladimir Blank – Viện trưởng Viện Công nghệ vật liệu siêu cứng và carbon mới (TISNCM), kiêm Trưởng Khoa Vật lý và Hóa học cấu trúc nano – Viện Vật lý và Công nghệ Moscow – MIPT (Liên bang Nga) dẫn đầu đã nghĩ ra cách tăng mật độ năng lượng của pin hạt nhân lên gần gấp 10 lần. Nhóm nghiên cứu đã phát triển và chế tạo pin betavoltaic sử dụng Ni-63 làm nguồn bức xạ và điốt kim cương dựa trên rào chắn schottky để chuyển đổi năng lượng. Pin nguyên mẫu đạt được công suất đầu ra khoảng 1 μW, trong khi mật độ năng lượng trên mỗi cm3 là 10 μW, đủ cho một máy điều hòa nhịp tim nhân tạo hiện đại. Ni-63 có chu kỳ bán rã 100 năm, do đó pin cung cấp năng lượng khoảng 3.300 mWh/g, gấp 10 lần so với pin điện hóa thông thường [3].

Cấu trúc cơ bản của pin hạt nhân sử dụng Ni-63 (a), Chế tạo pin hạt nhân (b), Các lớp tế tào kim cương (c) và Nguyên mẫu pin hạt nhân sử dụng Ni63 (d).

Năm 2016, các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Khoa học và Công nghệ Quốc gia (MISIS), Liên bang Nga đã đưa ra một nguyên mẫu pin betavoltaic dựa trên Ni-63. Một nguyên mẫu pin hạt nhân khác được TISNCM đưa ra trình diễn tại Atomexpo 2017, có thể tích hoạt động là 1,5 cm3. Trở ngại chính trong việc thương mại hóa pin hạt nhân ở Nga là thiếu cơ sở sản xuất và làm giàu Ni-63. Tuy nhiên, Chính phủ Nga đã có kế hoạch triển khai sản xuất Ni-63 ở quy mô công nghiệp vào giữa những năm 2020; đồng thời phát triển bộ chuyển đổi kim cương khác có thể được chế tạo bằng cách sử dụng C-14 với chu kỳ bán rã rất dài, lên tới 5.700 năm.

Nguyên mẫu pin gammavoltaic của Arkenlight, trong đó chuyển đổi năng lượng từ tia gamma trong chất thải hạt nhân thành điện năng.

Đầu năm 2024, Công ty Startup Betavolt (Trung Quốc) đã công bố sản phẩm pin hạt nhân mới được cải tiến và chế tạo từ nguyên lý pin betavoltaic. Startup Betavolt cho biết sản phẩm này sẽ không bắt lửa hoặc phát nổ khi bị tác động vật lý, không giống như một số loại pin hiện nay có thể không an toàn nếu bị hư hỏng hoặc tiếp xúc với nhiệt độ cao [4]. Pin của Startup Betavolt có kích thước nhỏ hơn đồng tiền xu với năng lượng đủ vận hành liên tục 50 năm mà không cần sạc. Đặc biệt, pin có thể đảm bảo nhu cầu năng lượng vận hành lâu dài trong nhiều ứng dụng, chẳng hạn như thiết bị trên tàu vũ trụ, thiết bị y tế, chip vi xử lý, cảm biến, drone và robot siêu nhỏ. Pin hạt nhân đầu tiên này có thể cung cấp 100 μW điện và điện áp 3V trong khi có kích thước chỉ 15x15x5 mm [4]. Nhờ kích thước nhỏ, pin hạt nhân được kỳ vọng có thể sử dụng tạo ra năng lượng giúp điện thoại di động không bao giờ cần sạc và máy bay không người lái có thể bay liên tục, lâu dài. Với thiết kế nhiều lớp giúp pin không bắt lửa hoặc phát nổ khi bị tác động vật lý, đồng thời có khả năng hoạt động ở nhiệt độ từ -60oC đến 120oC [4]. Loại pin này có thể cách mạng hóa thiết bị điện tử bằng cách loại bỏ hoàn toàn nhu cầu về bộ sạc hoặc pin dự phòng di động, tạo ra các thiết bị chạy liên tục mà pin không bị suy giảm về công suất cũng như tuổi thọ qua các chu kỳ sạc như pin li-ion. Nguồn năng lượng vô hạn như vậy có thể cung cấp cho máy bay không người lái bay, điện thoại và ô tô điện [5]. Lợi thế mà pin hạt nhân mang lại là khả năng vận hành: không có tình trạng tự xả pin, tự tạo năng lượng trong vòng 50 năm liên tục, không có chu kỳ sạc xả như pin lithium hiện giờ, công suất điện đầu ra ổn định, không bị ảnh hưởng bởi môi trường và có thể hoạt động ở nhiệt độ khắc nghiệt, kể cả ở Trái đất hay ngoài không gian.

Công ty Betavolt đã phát triển một loại pin có thể cung cấp năng lượng cho điện thoại di động không cần sạc và máy bay không người lái có thể bay đến 50 năm.

Về mặt công nghệ và chất liệu, những hạt phóng xạ beta bắn ra từ nguyên tử Ni-63 trong quá trình phân rã được hấp thụ bởi lớp bán dẫn kim cương nhân tạo với độ dày 10 micron. Sở dĩ chọn kim cương nhân tạo thay vì silicon phổ biến trong ngành bán dẫn hiện giờ là vì độ bền điện môi của kim cương cao gấp 3 lần silicon và khả năng dẫn điện khi bị tác động bởi nhiệt cũng cao hơn hẳn. Lớp Ni-63 dày 2 micron được đặt giữa hai lớp điện giải bán dẫn kim cương và chỉ cần một cụm như thế đã đủ để tạo ra một cục pin [5].

Ứng dụng của pin hạt nhân

Các nhà khoa học ở Nga và Mỹ đã phát triển pin hạt nhân để sử dụng trong tàu vũ trụ, hệ thống thám hiểm dưới nước và các trạm khoa học từ xa. Ngoài ra, pin hạt nhân còn có triển vọng trong lĩnh vực y tế. Hầu hết các máy tạo nhịp tim hiện đại đều có kích thước trên 10 cm3 và cần khoảng 10 μW điện. Điều này có nghĩa là chỉ có pin hạt nhân mới có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các thiết bị đó mà không có bất kỳ thay đổi đáng kể nào về thiết kế và kích thước của chúng. Về vật liệu, kim cương là một trong những chất bán dẫn có khả năng chống bức xạ tốt nhất. Vì nó cũng có dải cấm lớn nên có thể hoạt động ở phạm vi nhiệt độ rộng, khiến nó trở thành vật liệu lý tưởng cho pin hạt nhân cung cấp năng lượng cho tàu vũ trụ.

Cơ quan Vũ trụ Vương quốc Anh và Phòng thí nghiệm Hạt nhân Quốc gia (NNL) hiện đang hợp tác để chế tạo pin dung trong lĩnh vực vũ trụ không gian đầu tiên trên thế giới chạy bằng Americi-241 (Am-241). Đồng vị này được chiết xuất từ nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng, lưu trữ tại địa điểm Sellafield ở Cumbria.

Pin hạt nhân sử dụng Am-241 của NNL.

Từ năm 2009, NNL đã tiến hành nghiên cứu, chế tạo pin hạt nhân phục vụ cho ngành vũ trụ của Anh, khi lần đầu tiên phát hiện ra Am-241 có thể thay thế cho Pu-238 trong việc lưu trữ và sản sinh năng lượng trong hơn 400 năm. Năm 2019, NNL và Đại học Leicester thông báo đã tạo ra pin hạt nhân có thể sử dụng được từ Am-241. Pin hạt nhân sử dụng cho các tàu vũ trụ chạy bằng năng lượng sinh ra từ Am-241 dự kiến sẽ hoạt động vào năm 2026, có thể sẽ được sử dụng lần đầu tiên trong sứ mệnh Argonaut của Cơ quan Vũ trụ châu Âu lên Mặt trăng và cho các hoạt động không gian trong tương lai. Nghiên cứu này được thực hiện thông qua sự hỗ trợ của Cơ quan Vũ trụ Vương quốc Anh, áp dụng kinh nghiệm hàng thập kỷ trong việc tách và tinh chế vật liệu hạt nhân đã qua sử dụng nhằm mang lại những lợi ích to lớn và đi vào mục đích trọng tâm của khoa học hạt nhân.

Thay lời kết

Pin hạt nhân được chế tạo theo nguyên tắc phân rã các chất phóng xạ, giải phóng năng lượng. Pin hạt nhân đã được sử dụng trong các lĩnh vực quân sự và hàng không vũ trụ, nhưng hiện vẫn có kích thước lớn, khả năng lưu trữ và sản sinh năng lượng còn hạn chế. Một trong những khó khăn trong quá trình phát triển pin là cải thiện hiệu suất và kích thước pin. Mặc dù, pin hạt nhân có những ưu điểm vượt trội như: năng lượng và tốc độ sản sinh năng lượng không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, phản ứng hóa học, áp suất, trường điện từ hay các dạng môi trường; thời gian hoạt động rất dài, thậm chí có thể lên tới 5.000 năm…, nhưng pin hạt nhân cũng có những nhược điểm nhất định cần khắc phục khi đưa vào sử dụng phổ biến trong đời sống. Hy vọng rằng, với thành tựu của công nghệ hiện đại, trong tương lai, pin hạt nhân sẽ được phát triển và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của đời sống xã hội.

Tài liệu tham khảo

[1] Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Canada (1998), Kỷ yếu Hội nghị thường niên lần thứ 9 của Hiệp hội Hạt nhân Canada.

[2] M. Prelas, C.L. Weaver, M.L. Watermann, et al. (2014), “Tổng quan về pin hạt nhân”, Progress in Nuclear Energy, 75, pp.117-148.

[3] V.S. Bormashov, S.Yu. Troschiev, S.A. Tarelkin, et al. (2018), “Nguyên mẫu pin hạt nhân mật độ năng lượng cao dựa trên điốt kim cương Schottky”, Elsevier, Diamond and Related Materials, 84, pp.41-47.

[4] Đình Bảo (2024), “Pin hạt nhân nhỏ hơn đồng xu của Trung Quốc sẽ ra mắt vào năm 2025”, https://www.techtimes.vn/pin-hat-nhan-nho-hon-dong-xu-cua-trung-quoc-se-ra-mat-vao-nam-2025, (truy cập ngày 26/01/2024).

[5] A. Krasnov, S. Legotin, K. Kuzmina, et al. (2019), “Pin hạt nhân dựa trên cấu trúc p-i-n silicon với lớp mạ điện 63Ni”, Nuclear Engineering and Technology, 51(8), pp.1978-1982.

Đỗ Ngọc Điệp

Vụ Năng lượng Nguyên tử, Bộ Khoa học và Công nghệ