Cập nhật cho năm 2010 về tài năng son trẻ sáng chói khoa học kỹ thuật Hoa Kỳ
G S Tôn Thất Trình
Tuổi trẽ không đương nhiên là phung phí năng lực thanh niên nam nữ. Bà Marie Curie nhận hai giải thưởng Nobel trước tuổi 45 . Francis Crick 37 tuổi và James Watson tuổi chỉ mới 25, khi họ lần đầu tiên mô tả cấu tạo của DNA. Werner J. Heisenberg đã khởi sự phát triễn cơ học hạt lượng - quantum mechanics, tái xét tiến trình vật lý học hủ lậu này của hàng thế kỷ trước, khi ông mới có 24 tuổi. Năm nay, nguyệt san Khoa học Phổ thông- Popupar Science số tháng 11/2010 lược thuật 10 tài năng Hoa Kỳ nối tiếp hàng ngũ các danh nhân này. Qua tư cách nhãn quan tươi sáng, năng lực son trẻ hay lòng ham muốn đơn giản của mỗi người trẻ tuổi này can dự. với “cái ngữ “, các nhà khảo cứu này luôn luôn là một loại những trí óc cải thiện thế giới. Thật sự cuối cùng ra, họ sẽ là kẻ thừa kế tiền nhân .
1- Một biệt kích nanô
Tên là Michael Bartle, 37 tuổi , lảnh vực khảo cứu là hóa học vật liệu, liên hệ đến Viện Đại học Utah
Ở một ngày năm 2006, khi Bartl đang cố thử và thất bại tổng hợp một tinh thể photonic trong la bô mình, ông nhận được một thư điện tử từ một sinh viên trung học đã nhìn ông ở đường dây trực tuyến, đang hy vọng sử dụng một kính hiển vi rà dò ánh sáng - scanning light microscope cho một dự án hội chợ khoa học - science fair cô đang làm, một nghiên cứu và cơ cấu kích thước nanô của vỏ một con bọ. Khi cô trình bày cho ông L. augustus, ông tức thời nhìn thấy các vảy của bọ luôn luôn có một màu sắc như nhau, bất cứ ở góc cạnh nào; một dấu hiệu chứng tỏ là các vảy đang thao tác ánh sáng mắt nhìn thấy được từ mọi góc cạnh. Chính là lúc thay đổi sự nghiệp ông. Ông bỏ mọi điều để nghiên cứu các vảy con bọ, ráp những hình ảnh các lát mỏng, hầu làm ra một hình ảnh 3- D của cơ cấu. Ông nói: đó cũng là lúc chúng tôi khám phá ra rằng các con bọ làm tinh thể quang tử - photonic dạng kim cương ,một thể thao tác ánh sáng mắt nhìn thấy .
Sử dụng một lập lại của những vảy bọ, nay Bartl đang hoạt động xây dựng một cơ cấu nanô kim cương, dùng cách tự ráp lại nhau phân tử - molecular self - assembley, để sản xuất đại trà dễ dàng một vật liệu thích hợp. Bartl là một người dân nước Áo - Austrian trầm tỉnh, ăn nói nhỏ nhẹ, là một loại nhân vật cố tìm cách giải quyết những thách thức khó khăn. Ông cũng là một kẻ ham mê chạy bộ. Năm 2004, ông chạy nữa đường việt dã ở Santa Barbara
2- Chủ nhân con rối - con bù nhìn
Tên là Katherine Kuchenbecker, 32 tuổi , lảnh vực khảo cứu là đồ thị xúc giác - haptography, thuộc viện đại học Pennsylvania
Các vật thể trong la bô Katherine Kuchenbecker la hét. Chúng cảm tưởng như là đã bị bắn trúng đạn. Kuchenbecker đang thử nghiệm một áo lót - gilê, bà và các sinh viên họa kiểu để làm các trò chơi viđêo huấn luyện quân sự nhận chìm nhiều hơn nữa. Để bắt chước một vết đạn bắn, áo gi lê tung ra một chày kẻ kích động kiểm sóat được gọi là một solenoid ,vào da một người chơi trò thiếu may mắn, nơi viên đạn có thể đâm vào. Bà nói: Ai đó sẽ nhảy ra khỏi ghế. Xuyên qua rào cản từ màn hình đến thân thể làm cho thí nghiệm thực tế hơn nhiều.
Kuchenbaker xây đắp sự nghiệp bằng cách cố làm cho mọi điều cảm giác là thực tế. Mộng ước của bà là giúp cho ngành kỷ thuật xúc giác - haptics - khoa học hội nhập sờ mó - thành các tương tác computer con người cũng thuyết phục được, như thể là hình chụp vậy đó. Tuy nhiên hiện thời lảnh vực khoa học kỷ thuật này chưa trưởng thành. Bà nói: ngay cả khi những tiếp hợp - bề mặt chung kỷ thuật xúc giác làm ra ( như hệ thống Con Ma - Phantom của công ty SensAble, các người sử dụng có thể sờ mó - touch các vật thể ảo ảnh ), mọi điều cảm giác là mềm yếu , có tiếng rơi lóp bóp. Chúng tôi gọi nó là Thế giới Kỳ quái Dây Thần kinh - Nerf World. Muốn có hồi tiếp kỷ thuật xúc giác, sánh ngang các cạnh nhọn của thực tế, Kuchenbecker chụp bắt thông tin xúc giác dùng một dụng cụ gắn máy gia tốc kế - accelerometers và các máy dò- sensors khác. Khi một dụng cụ ngang qua một mặt phẳng( bằng ), nó sẽ ghi chép những lực gặp phải. Rồi bà tạo ra một mô hình toán học của tương tác, và tái tạo tương tác này ở một sản phẩm tiêu thụ. Thay vì một tập cảm giác tẻ ngắt tựa dây thần kinh - Nerf like, tiến trình làm ra một ngữ vững xúc giác sâu đậm.
Kỷ thuật đồ thị xúc giác có cơ thay đổi ngành y khoa. Cha của Kuchenbecker là một bác sĩ mỗ sẽ - giải phẩu. Bà nói: thời cha tôi, chưa có mỗ xẽ ảo ảnh - virtual surgery. Họ đã học mỗ xẽ bằng cách thực hành trên bệnh nhân. Đó là điều nguy hiểm và căng thẳng. Thế nhưng mỗ xẽ ảo ảnh vẫn còn quá vụng về, theo Kuchenbecker. Các bác sĩ mỗ xẽ hoạt động với hệ thống mỗ xẽ rô bốt da Vinci, hiện thay thế mỗ xẽ mở bộc lộ khắp thế giới, ngày nay nhận chánh yếu là hồi tiếp ảo ảnh, và chỉ phản ứng thực thể hiền lành nhất. Cho nên năm 2009, Kuchenbecker họa kiểu VerroTouch , một linh kiện đo lường những rung động sản xuất ra bắng cách sờ mó vào thịt và tái sản xuất chúng ở các dụng cụ daVinci. Những thành quả mới gợi ý là các bác sĩ mỗ xẽ dùng VerroTouch hầu làm mỗ xẽ tế nhị hơn.
Kuchenbecker tin rằng kỷ thuật đồ thị xúc giác ngày nào đó, có thể chụp bắt cảm giác các di vật thời tiền cỗ - archeological artifacts , làm ra những “ dấu tay” kỷ thuật xúc giác song song với các đặc điểm xác định khác, hay có thể giúp những người mua sắm trên trực tuyến có cơ may “ sớ mó “ đến hàng hóa từ xa. Cuối cùng, công trình của bà có thể khép kín lỗ hở giữa bắt chước- simulation và thực tế cho mọi người chúng ta.
3- Theo dấu tế bào
Tên là Christopher Love, 33 tuổi. Lảnh vực khảo cứu là khoa miễn nhiễm- immunology . Thuộc viện Kỷ thuật Massachusetts
Bạn có cần làm nhiều loại thí nghiệm trên một tế bào duy nhất theo thời gian không? Tệ quá. Ở mức độ tế bào, chúng ta chỉ có một cái nhìn góc cạnh rộng rải, vì các dụng cụ hiện hửu chỉ cho các nhà sinh học phô trương ngay tức thì toàn thể sĩ số tế bào toàn vẹn. Nhưng tựa như dân gian, các tế bào cá nhân cư xử khác hẳn nhau. Thế cho nên Christopher Love, một nhà hóa học chuyễn qua ngành miễn nhiễm học, đã phát triễn một kỷ thuật nhắm đích xác vào một tế bào cá nhân. Mục đích của ông là chụp hình nó và tự hỏi xem nó là ai đâỵ. Điểm chấm một giễu cợt duy nhất của tế bào, có thể giải quyết những bí mật đã lâu dài của y khoa: cách nào hệ thống miễn nhiễm phản ứng lây nhiễm HIV, phương pháp nào các bác sĩ cần dùng để chẩn đoán những dị ứng chết người, tại sao các sản xuất dược phẩm lại mâu thuẩn, quá đắt như vậy.
Nhiều thập niên qua, các nhà sinh học nào muốn biết là protêin nào một tế bào duy nhất sản xuất ra chỉ có thể nhắm bắn một lần thôi, vì các thử nghiệm tiêu chuẩn giết mất tế bào. Phương pháp của Love có thể theo dấu những bài tiết của một tế bào theo thời gian. Ông lấy tương đương một khay cục nước đá khối và đổ đầy mỗi giếng với một hay hai tế bào miễn nhiễm còn sống. Trong vòng một giờ đồng hồ, ông thấm một tế bào với một vật liệu chụp bắt những hóa chất chúng giải tỏa. Lập đi lập lại theo thời gian, tiến trình có thể xác định những bài tiết và cách nào chúng thay đổi.
Sử dụng kỷ thuật in dấu của ông, Love khám phá ra rằng các nhà miễn nhiễm học định giá mức hửu hiệu của các chữa trị HIV trên các bệnh nhân cá nhân, thường nhìn về các chỉ dẫn sai lạc và hiện nay ông đang giúp phát triễn một thử nghiệm tốt hơn. Ông cũng tìm thấy một phương pháp mới phân tích những dấu chuẩn báo hiệu là các tế bào miễn nhiễm giải tỏa, khi hiện diện một thực phẩm sinh dị ứng - food allergen . Điều này có thể dẫn tới những thử nghiệm dị ứng tốt hơn, nếu không thì mức đính xác chỉ có 1/4 mà thôi.
Nhưng công trình Love không chỉ tụ điểm vào con người. Tháng 3 năm 2010, ông khám phá một đặc tính lạ lùng của men - yeast . Nhiều công ty dược phẩm dùng men để sản xuất thuốc căn bản protêin, tỉ như các thừa tố tăng trưởng các thuốc và các kháng thể. Dù cho các sĩ số men họ sử dụng đều giống nhau trên phương diện di truyền, các tế bào không cư xử như vậy . Love tìm thấy là trong khi vài tế bào men bài tiết những số lượng lớn một hợp chất mong muốn, các men khác không bài tiết gì cả. Ông đang cố gắng tìm hiểu cái gì gây ra khác biệt này, hy vọng cải tiến năng xuất, có thể giảm bớt giá cả vài dược phẩm một cách đáng kể. Như ông đã trình bày, thế giới là một nơi nhiều sắc thái; mỗi cá nhân - dù đó là tế bào miễn nhiễm hay men- đều có điều gì muốn thổ lộ.
4- Thám tử bột phát - bùng nổ
Tên là Raul Rabadan, 35 tuổi. Lảnh vực nghiên cứu là sinh học tính toán computer. Thuộc viện đại học Columbia University. Sáng chói là vì chuyên môn của ông là nhà lý thuyết sợi dây - string theorist, đã giúp ông theo dấu cúm heo phát sinh từ heo và tiết lộ nguồn gốc một bệnh dịch bí hiểm cá hồi. Raul Rabadan săn bắt các virus chết người, nhưng ông không cần mặc áo tránh hiểm nguy sinh học. Công trình ông không đưa ông tới rừng rú xa xăm. Ông cũng không phải là một bác sĩ y khoa hay một nhà dịch tể học. Ông là một nhà vật lý học lý thuyết, chuyên về lý thuyết sợi dây và lỗ đen - black holes. Và ông làm nứt rạn bí hiểm vi trùng không mấy khác cách ông giải mã bí mật của vũ trụ: ông theo sau các con số.
Hãy lấy trường hợp cúm heo. Khi dòng cúm ghê rỡn H1N1bắt đầu lan tràn khắp Hoa Kỳ năm 2009, Rabadan và nhóm ông ở trung tâm tính toán sinh học bằng computer, viện đại học Columbia, họa kiểu algorithms hầu tìm kiếm những bộ dữ liệu to lớn chứng minh nguồn gốc cúm. Trong khi đa số các chuyên viên cúm giới hạn các đột biến di truyền vài tháng vừa qua, Rabadan so sánh H1N1 với DNA của hàng chục ngàn mẩu cúm, kể từ năm 1918. Trên con đường ông lựa chọn, ông đã đủ khả năng xác nhận là nguồn gốc cúm heo là trên heo, không trên chim hay con người, như các nhà khoa học khác tưởng tượng. Quan trọng hơn nữa, công trình ông cũng tiết lộ rằng heo là nơi sinh sản đánh giá thấp một cách nguy hiểm cho các dòng cúm mới. Dữ liệu cho thấy là H1N1 đã tuần hoàn trên heo 10 năm rồi. Thành quả này khiến cho chức quyền y tế Hoa Kỳ nay phải kiểm soát chặc chẻ bệnh cúm trên heo .
Những phương pháp tính toán computer của Rabadan nay có nhiều yêu cầu. Tháng 5 năm 2010, ông được một nhóm khảo cứu quốc tế mời đến giúp xác định nguồn gốc một bệnh bí hiểm giết chết ở ngoài các ngư trang cá hồi Đại Tây Dương xứ Na uy - Norway. Sử dụng dụng cụ toán học ông tiền phong gọi là Phân tích Tần số Dữ liệu Trình tự -Frequency Analysis of Sequence Data, ông và các nhà khảo cứu khác nhìn vào trình tự RNA trên mẩu tim và thận cá, tìm ra chứng cớ của virus một chưa hề biết trước đó. Khảo cứu có thể dãn tới một vaccin - thuốc chủng ngăn ngừa các bùng nổ tương lai và bảo tồn một nguồn thực phẩm quan trọng. Rabadan nói: ở đó có rật nhiều virus chưa biết đến. Thật là quyến rũ !
Rabadan sinh quán Tây Ban Nha - Y Pha Nho, nguyên là nhà vật lý học lý thuyết tại Tổ chức Âu Châu về Khảo cứu Hạt nhân ở Thụy Sĩ , ông không hối tiếc gì về thay đổi sự nghiệp cả. Ông thích thú khảo cứu vật lý học, nhưng ông lại thấy nhiều thoải mái hơn khi làm áp dụng thực tiễn tính toán sinh học bằng computer. Ông tiếp: tôi yêu mến vật lý học; tôi yêu mến giải quyết vấn đề, nhưng tôi thiễn nghĩ rằng sinh học có cái gì to lớn hơn và có ảnh hưởng tức thì hơn.
5- Pháp sư nước biển
Tên là Maurizio Porfiri, 34 tuổi. Lảnh vực hoạt động là kỷ sư công nghệ- engineering, thuộc Viện Kỷ thuật Bách khoa - viện đại học New York. Sáng chói vì khảo cứu của ông có thể dẫn tới những linh kiện tự chạy dưới nước, giúp các sinh vật biển cao chạy xa bay khỏi các hiểm nguy con người làm ra.
Vậy chớ kỷ sư làm gì đây ? Maurizio Porfiri nói: tôi không nghĩ rằng tôi đã xem điên cuồng quá nhiều phim xi nê. Ông cũng nghe Cure, đọc liên miên sách truyện và chăm sóc các cây cà chua. Nếu không muốn nói Porfiri là người chểnh mảng. Ông hoạt động xuyên ngang trên nghiều lảnh vực để xây dựng những linh kiện dưới nước và làm việc 12 giờ đồng hồ một ngày ở la bô, nhưng những ý nghĩ tốt đẹp nhất của ông tới với ông trong khi ông xã hơi.
Hãy xét đến ý nghĩ của ông về những rôbốt sinh học cảm ứng, có cơ ảnh hưởng đến cư xử động vật trong thiên nhiên. Porfiri, phụ tá giáo sư kỷ thuật Viện Bách khoa đại học New York nói: nếu chúng ta vay mượn họa kiểu từ thiên nhiên để xây dựng những rôbôt, tại sao chúng ta lại không dùng rôbôt giúp đở thiên nhiên ? Vậy chớ chúng ta khép kín chu kỳ ( trình) được không ? Có thể một con cá rôbốt giúp con cá thực sự lánh xa các tua bin điện hay các vết phun dầu lữa chăng ? Lấy khảo cứu gợi ý rằng các đàn cá nhờ theo dõi những thao thức các cá khác, Porfiri họa ra kiểu rôbôt phát sinh xoáy lốc như cá làm. Một dòng điện từ một bình điện làm thành một polymer ở đuôi, co - giản như cơ bắp ( bắp thịt ) sản xuất ra những chuyễn động im lặng và giống thiên nhiên lạ kỳ. Mùa xuân này, ông đặt một rôbôt bắt chước chung với một con cá la bô hiện thời : cá theo sau rôbôt 25 % lần thử nghiệm.
Ông nói: khi còn thơ ấu, tôi luôn luôn hỏi là tại sao vậy, mãi cho đến khi nào gia đình chán ngấy. Tính tò mò này đưa ông tới văn bằng tiến sĩ cơ học lý thuyết và ứng dụng ở xứ Ý nguyên quán và văn bằng tiến sĩ cơ học công nghệ Hoa Kỳ, vì ông muốn làm việc ở Hoa Kỳ. Sau đó, ông rơi vào một hoạt động hậu tiến sĩ về algorithm để kiểm soát tàu ngầm ( tiềm thủy đỉnh ) tự trị và các ứng dụng dưới nước trở thành hoạt động đời ông. Nước chiếm 70 % diện tích mặt bằng Trái Đất, căn bản chưa thám hiểm. Thế nhưng, những hệ thống xe cộ dưới nước chậm bước sau hẳn các đối tác trên mặt về điện ( điện mặt trời không dùng được dưới sâu) và truyền thông ( Wi-Fi không quay được ở 100m chất lỏng ). La bô Porfiri có thể lấp bằng lỗ trống này. Ông đã tạo ra nhiều algorithms đơn giản có thể giúp các rôbôt dưới nước làm thành đàn; ông đang khảo sát polymers thu hái năng lượng động lực - kinetic energy từ nước, và ông đang họa kiểu một rôbôt mới, một loại an toàn động vật có vú - mammal-safe không có cánh quạt ngoài. Nếu như có điều gì làm ông vấp ngã, đó sẽ là lúc nhin Fargo lần thứ sáu !
Tiếp theo :
6- Phóng đại âm thanh- Audio Amplifier
Tên là Chiara Daraio, 32 tuổi. Lảnh vực khảo cứu là khoa học vật liệu . Thuộc Viện Kỷ thuật California . Sáng chói vì bà thao tác các định luật đơn giản vật lý học làm ra nhưng « viên đạn âm thanh » phá hủy ung thư. Bà thích tướt đoạt và cuộn đi. Nguyên là mội đội viên đội bóng rỗ thiếu niên quốc gia Ý, bà biết rỏ dù cho ảnh hưởng cuộc chơi có phức tạp hay tàn phá mấy đi nữa, các thành phần chúng đơn giản. Chuyện xảy ra như sau : Daraio, chận một lối đi của đối phương, các bạn đồng đội của bà phóng qua, Daraio xoay tròn khỏi đối phương đuổi theo và chờ đợi , không ai bảo vệ ,cho bạn đồng đội mau lẹ chạy qua và liệng banh vào rỗ. Chận đoạt banh. Cuộn đi. Liệng banh vào rỗ. Đây là một tiến trình dễ hiểu, có thành quả phức tạp.
Daraio là một nhà vật lý học ứng dụng, vẫn còn thích căn bản. Bà nghiên cứu những đặc tính mềm dẻo của các sợi nanô để chế tạo các bọt nổi - foam hấp thu nơi va chạm mạnh . Bà nhận diện các đá cỗ bằng cách phân tích các trầm tích carbon của chúng và bà căn cứ các thấu kính âm thanh không thẳng đường - nonlinear acoustic lens, một linh kiện bắn đi các viên đạn âm thanh, theo nguyên tắc một đồ chơi - toy đơn giản.
Thấu kính hoạt động như một nôi Newton , tiếng lách cách (clich- clack) một đồ chơi để bàn, chứng minh định luật bảo tồn động năng - momentum. Du đưa một banh vào những banh khác, và chuyễn đổi năng lượng rỏ rệt từ một banh này đến banh khác , mãi cho đến khi nào banh cuối cùng văng lắc lư ra xa. Thấu kính của Daraio gồm 21 hàng song song banh kích thước hòn bi - pinball thép đặc ruột. Một búa đập vào phân cuối các hàng. Va chạm mạnh tao ra những nhịp, du hành ngang qua mỗi hàng theo một làn sóng. Khi làn sóng hiện ra ở hàng cuối, nó sẽ lan tràn qua không khí như một gợn sóng trên mặt hồ, ao.
Daraio xây đắp các viên đạn âm thanh, tụ điểm những làn sóng này vào một điểm đã xác định trên không gian bằng cách vắt các banh vào những hàng ngoài cùng, chặc chẻ lại với nhau hơn . Năng lượng mỗi làn sóng tương đối thấp, nhưng khi chúng phối hợp, toàn thể năng lượng được phóng đại lên nhiều lần. Bà giải thích: nếu chúng ta có thể huấn luyện điểm này trên một u ung thư, chúng ta có khả năng phá vỡ u , tiết kiệm nhiều ở mô - tissue quanh nó hơn là các kỷ thuật hiện thời. Bà nói : làm nẩy các làn sóng khỏi các bộ phận thân thể hay thân phi cơ, cũng tạo ra những hình ảnh độ phân giải cao của những khuyết tật, không hoàn chỉnh của cơ cấu. Nhảy vọt từ hình ảnh dòng siêu âm đến cái gì thấu kính có thể cung cấp, thì cũng như thể là chuyễn từ ti vi đen - trắng đến ti vi độ phân giải cao vậy đó !
Daraio đã bắn các viên đạn vào một polymer cứng để làm đồ bản nơi các lực trong không gian hội tụ. Kế tiếp bà sẽ thử nghiệm thấu kính âm thanh không thẳng hàng của bà trong nước và có lẽ một ngày nào đó trong thân thể con người. Nhưng trước tiên , cần nâng cấp thấu kính . Bà muốn thay các banh bằng những môi trường khác để định cỡ - calibrate tụ điểm dễ dàng hơn. Định cỡ. Bắn đi.Tụ điểm. Bà tiếp: nếu bạn cố gắng suy tư đơn giản , thông thường công chuyện hoạt động được ngay.
7- Thầy tinh thần máy dò - sensor guru
Tên là Santosh Kumar, 33 tuổi . Lảnh vực khảo cứu là công nghệ. Thuộc viện đại học Memphis . Sáng chói là vì các máy dò của ông có thể tự động hóa mọi điều từ phép chửa trị bệnh đến hoạt động cảnh sát, công an. Cách đây 10 năm, dù ông ở lối chạy lẹ ở công ty Siemens, Ấn Độ, Santosh Kumar bỏ việc đột ngột. Làm ra một mã số cho các nút chuyễn mạch viễn thông- telecom switch không phải là phương cách ông muốn sống suốt đời. Thay vào đó , ông sang Hoa Kỳ để theo đuổi tiến sĩ - phD về khoa học computer . Ông đã có một ý nghĩ cho kỷ thuật làm máy dò rẽ tiền, không dây chạy ít điện và cách nào máy có thể giải quyết những vấn đề nghiêm trọng thế giới thực sự. Bước nhảy vọt đã có lời. Ông nay là giáo sư viện đại học Memphis. Ông phát triễn những hệ thống theo dầu - tracking systems có thể làm thất bại kẻ trộm và còn có cơ giúp chửa lành nghiện ma túy.
Hệ thống Nhân Chứng Tự động - AutoWitness ông chế tạo là một máy dò chạy cạc - card và một máy cung phụng từ xa - remote server , theo dõi các tài sản mất cắp sử dụng các tín hiệu tế bào và các thành phần rẽ tiền. Đa số hệ thống theo dấu vẫn nối kết với một mạng lưới vệ tinh, làm chúng có cường độ bình điện hiển nhiên và dễ thiên về mất tín hiệu. Linh kiện Kumar gồm một bảng mạch vòng nhỏ, một máy dò giá một đô la Mỹ , một máy đo gia tốc - accelerometer, một con quay hồi chuyễn - gyroscope, một rađiô GMS và vài phần mềm rất khôn khéo. Gắn vào một tivi hay một bức tranh vô giá , nó thoạt tiên dò ra các chuyễn động ( phần mềm có thể nhận ra khác biệt giữa đồ bị trộm cắp và chỉ tái xếp đặt lại phòng ngồi chơi, tiếp khách) . Nếu vật mất cắp cuốn lại trong xe hơi, các máy dò định kỳ báo cáo dữ liệu về xe chuyễn động qua một mạng lưới tế bào đến máy cung phụng từ xa, song song với các tọa độ địa lý của tín hiệu . Rồi máy cung phụng sẽ gửi đi thông điệp văn bản- text message vị trí cuối cùng của xe hơi cho cảnh sát, công an. Hệ thống sử dụng dễ dàng và ít tốn kém gây ấn tượng tốt, khiến cho các ty Cảnh Sát Memphis và ở thành phố Jackson, ban Tennessy kế cận, đã yêu cầu Kumar cung cấp những đơn vị AutoWitness để thử nghiệm mùa thu năm 2010 .
Phát minh mới nhất của Kumart là « Cảm GiácTự Động - AutoSense » , đeo trong áo quần hầu theo dõi từ xa những mức căng thẳng - stress . Auto Sense sử dụng một giải băng ở ngực và một băng ở cánh tay để theo dấu hô hấp, nhịp tim và huyết áp , và có màn hình tích cực. Phần mềm gắn vào một điện thoại thông minh phân tích dữ liệu để tiết lộ, chẳng hạn khi tay nghiện ngập đang chửa trị hiện ở trong nhà, ngoài trời, nói chuyện hay hút thuốc. Trang bị với thông tin này, phần mềm có thể nhận diện căng thẳng và cư xử tự hủy mình và tiên đoán khi kẻ nghiện ngập đang mắc lại bệnh , báo cho anh ta hay người chửa trị anh ta là bệnh anh đang tăng gia .
AutoWitness và AutoSense, ngày nào đó, sẽ cung cấp thông tin cho các chức quyền thi hành luật pháp, và các nhà cung cấp chăm nom sức khỏe ngày nay cần nhiều sức lao động để thu thập. Trong khi đó, Kumar đang khởi công suy nghĩ về dự án tương lai: làm giảm bớt căng thẳng các người lái xe, khi đường kẹt xe.
8- Say mê nhiệt liệt kiểm soát
Tên là Ian Spielman, 34 tuổi. Lảnh vực khảo cứu là vật lý học. Thuộc Viện Quốc gia Hoa Kỳ về Tiêu chuẩn và Kỷ thuật. Sáng chói vì ông thao tác các nguyên tử làm lạnh gần nhiệt độ zêrô tuyệt đối hầu giúp tạo ra các siêu dẫn - superconductors nhiệt độ cao .
Bên ngoài labô ông ở khu túc xá Viện Quốc gia về Tiêu chuẩn và Kỷ thuật, nhà vật lý học Ian Spielman nhiệt thành nói về đột khởi ông vừa đăng tải liên quan đến vật lý học nguyên tử. Khảo cứu này giải quyết một vấn đề cả chục năm nay đã làm lúng túng những trí óc thông minh nhất trong lảnh vực. Ông giải thích là qua cách dùng sáng tạo phóng xạ tần số rađiô và ánh sáng laser, ông đã làm cho các nguyên tử trung hòa di chuyễn như là chúng đã giữ một tính điện - electrical charge , thao tác nhờ một từ trường hiện tại chưa có. Cái gì đây ?
Trên căn bản , Spielman xây đắp những hệ thống kiểu mẩu bắt chước các hiện tượng thực sự . Ở ca này, các nhà vật lý học muốn làm ra những siêu dẫn nhiệt độ cao hay conputer hạt lượng - quantum nhưng không hiểu rỏ vật lý học liên can. Spielman tạo ra những dụng cụ hinh dung tính trạng chất liệu tên gọi là sản phẩm đặc lại - condensate Bose- Einstein, những nhóm siêu lạnh nguyên tử rubidium đã đặc lại cho đến khi đa số chúng trưng bày những đặc tính hạt lượng tương tự, rồi thì kiểm soát cư xử các nguyên tử chính xác dùng phóng xạ và laser điện từ - electromagnetic. Khi có khả năng kiểm soát các nguyên tử, thì sẽ giúp tiết lộ vật lý học . Ở đây , Spielman có thể đem chúng ta tới gần thu hoạch một thực thể hiểu biết còn yếu kém - một anyon không- Abelian- có thể làm ra cái gì được biết là computer hạt lượng địa hình - topological quantum computer . Ở giới vật lý học, Spielman là một anh hùng.
Khi còn niên thiếu ở bang New Mexico, Spielman muốn trở thành một phi công hướng dẫn , nhưng lại theo cha đeo đuổi vật lý học. Tham vọng hoa tiêu phản lực có lẽ lạc đường cho một kẻ áo cài cúc nghiên cứu vật lý và toán tại viện đại học Oklahoma, đổ cử nhân và cưới cô bạn gái cùng một ngày và chuyễn đến Pasaden học tiến sĩ về vật lý các chất liệu đặc lại. .Thế nhưng khi Spielman thảo luận về công trình ông làm,thật hiển nhiên là ông có một tĩnh mạch giàu tính điên cuồng nội tạng, đánh mạnh vào những vấn đề vật lý theo một cách nổi điên, tàn nhẫn ; mãi cho đến khi la bô ông gạt bỏ các dữ liệu tốt đẹp. Theo Jim Eisenstein, nguyên là cố vấn cho Spielman làm PhD ở Viện Kỷ thuật California, Ian hoàn tất hai lần nhiều hơn các sinh viên khác trong cùng một thời gian .
Ngoài la bô, Spielnam giới hạn điên cuồng vào buổi ăn tối: Ông nói: tôi mua những thành tố tôi chưa bao giờ nghe nói tới. Tôi lựa chọn mua loại cần tây đỏ- hay rau đại hoàng - rhubarb, nay tôi đã biết và làm ra một cốc rượu ngũ vị với rau này.
9- Chủ trì ngoài nổ
Tên là Sarah T Steward , 37 tuổi. Lảnh vực nghiên cứu : Khoa học hành tinh . Thuộc viện đại học Harvard. Sáng chói vì bà đã khám phá các bí mật của các hành tinh bằng cách tái tạo những đụng chạm lẫn nhau. Sarah nghĩ rằng bà đã trả lời được câu hỏi : cái gì làm vũ trụ thành hình như thế. Bà nói: mọi chuyện xảy ra khi những điều lớn chạy xô vào nhau , và không gian đầy đá nhào trộn nhau . Steward nghiên cứu những vết sẹo và hình dáng chúng . Những sẹo rỗ của hành tinh có thể dùng tiên đoán tuổi tác hành tinh- nếu hành tinh chứa nhiều sẹo và rất có thể sẹo quanh quẩn đó từ lâu rồi- và chu vi của nó có thể ám chỉ đến những gì có thể nằm dưới đất. Bà giải thích: tôi sử dụng hình dạng của miệng núi lữa để học hỏi về hành tinh phát sinh ra miệng núi lữa .
Steward cho rằng các chuyện sách của Orson Scott Card đã ảnh hưởng đến mối thích thú sớm sủa của bà về không gian, vì chúng nhấn mạnh đến « những điều điên cuồng có thể xảy ra ở đó ». Bà không chỉ nghiên cứu hiện tượng; bà còn làm ra hiện tượng. Ở tầng hầm xây cất Khoa học Trái Đất và Hành tinh của Harvard , Steward tái tạo những đụng chạm có thể làm ra hình dạng hệ thống thái dương ( mặt trời ) cách đây 4.5 tỉ năm, sử dụng một trọng pháo dài gần 7 m. Bà làm kiểu mẩu giả thuyết trên máy computer và thử nghiệm chúng với những mảnh đá hay nước đá nhỏ hơn trong la bô của bà. Tiến trình không phải chỉ đơn giản như đánh mạnh chúng vào nhau. Bà và các sinh viên cao học của bà dùng nhiều tuần lễ sửa soạn cho mỗi lần nổ chỉ một phần ngàn giây đồng hồ, xây dựng mục tiêu và lắp các kính quanh nó, tạo ra màn hình nhiệt độ, quang học và phóng xạ và làm ra một phòng chân không đặt trước, hầu bảo đảm là súng bắn đi 6000 dặm Anh( trên 9650km ) một giờ. Và một khi họ đã bấm cò, họ phải xây dựng lại tất cả - mọi điều - vì mọi dụng cụ trong nghiên cứu đã bị thổi bay đi hết. Bà nhìn nhận : Các thí nghiệm chúng tôi làm mất thì giờ và đắt tiền.
Steward yêu thích tán nhỏ nước đá, vì nó liên quan đến rất nhiều đụng chạm hình thành hành tinh. Năm 2009 , bà sử dụng nước đá để giải quyết một bí mật: máy dò tìm probe trên phi thuyền Voyager 1 khám phá là các miệng núi lữa trên các mặt trăng của Sao Mộc- Jupiter chứa bên trong chúng những miệng núi lữa nhỏ hơn, hình thành tinh tế hơn. Các nhà khoa học không giải thích nổi các hình thành này. Stewward làm mô hình những miệng núi lữa kỳ lạ này và bà qui định là khi đụng chạm, dù chỉ vài giây đồng hồ , các nước đá quanh đó tiến vào một giai đoạn khác, xa lạ rồi . Bà đẩy sâu hiểu biết của chúng ta về những mặt trăng từ xa, thiết yếu quan sát một thế giới khác, dù không rời la bô bà.
Bây giờ bà chú ý tới các hành tinh to lớn như Trái Đất, tên gọi là siêu Trái Đất- super Earth. Các nhà khoa học không hiểu là tại sao các hành tinh đụng chạm lại làm ra các siêu Trái Đất, trong khi các hành tinh khác chỉ tan vỡ ở tiến trình mà thôi. Steward nói: chúng tôi muốn biết cách nào làm ra chúng. Đôi khi, cách hay nhất là học hỏi cái gì đó cần phải được chính bạn làm ra hay phá hủy đi !
10 - Làm ra những mô hình
Tên là Iain Couzin, 36 tuổi . Lảnh vực sinh học. Thuộc viện đại học Princeton. Sáng chói vì ông tiết lộ lệ luật của nhóm. Những xáo trộn cuộc đời - đường xá chim bay , tia sáng bạc cá nhảy thoát- đều được tổ chức một cách huyền bí. Ian Couzin làm mô hình cư xử tập thể trong thiên nhiên , nhận diện các mô hình này một cách toán học. Và ông tìm thấy những mô hình hiện diện xuyên qua những đơn vị đời sống không liên quan gì tới nhau, dù chúng là sâu bọ hay là các tế bào ung thư.
Couzin là phụ tá giáo sư ở khoa sinh học sinh thái và tiến trào, Viện đại học Princeton, chụp hình các cư xử động vật và phân tích chiều dài cảnh trong phim trên máy computer ,để nhận xét tiến trình lấy quyết định tập thể của động vật và cách nào các cá nhân ảnh hưởng đến việc này. Kể từ thời Aristotle, cái chúng ta gọi là lý thuyết trổi dậy đã cho thấy là những cư xử đơn giản, có thể sản xuất ra những thành quả phức tạp. Nhưng Couzin điểm chấm những cơ chế đặc thù, những đám mây châu chấu hay những đàn cá tránh các bắt mồi.
Khi còn là một trẻ em ở xứ Tô Cách Lan- Scotland, Couzin đã bị chóe mắt vì động vật ,nhưng vì có 3 anh em dị ứng với tất cả những gì điên tiết, đa số các sinh vật đều bị cấm xem. Ông nói : vì thế tôi ngã về sâu bọ. Các anh em không bị chúng dị ứng, cho nên tôi thả chúng vào mọi nơi.
Một đêm , ông nhìn thấy môt phim tài liệu trên ti vi về một nhà sinh học theo dõi kiến đi xuyên qua Trung Mỹ Châu. Sau cử nhân đại học, ông tìm kiếm ngôi sao ở đại học Bath , Anh Quốc để làm tiến sĩ- phD . Dưới tay nhà sinh học Nigel Franks, nay thuộc viện đại học Bristol, kiến là đầu đề đầu tiên hệ thống động vật cho Couzin. Nhưng ông nói : tôi chỉ quan sát được một con kiến mỗi lần. Một tụ họp, tổ kiến thực thi nhiều nhiệm vụ khác nhau cùng một lúc , theo ông gỉải thích, và con người không thể quan sát được. Vì là một nhà sinh học, ông không có những dụng cụ ông cần, để quan sát các cư xử tập thể; cho nên ông tự làm lập trình cho riêng mình. Sử dụng nhãn quan trên computer, theo ông, có thể giúp nhìn thấy những dữ liệu cần thiết.
Ông cũng còn quan sát những thần dân của ông một cách trực tiếp ( ở Anh quốc . la bô ông chứa một loại lối đi của châu chấu và ở Princeton ông duy trì một bể cạn cá dễ chụp hình đểông ghi chép cách chúng di động ), nhưng ông nhìn sâu bên trong nhờ dùng những PC uy vũ và các phần mềm đặt kiểu trước. Bằng cách làm mô hình cư xử của hàng loạt v sinh vật và so sánh những mô hình này theo trừu tượng, Couzin bắt đầu nhận diện vài nguyên tắc căn bản xuue^n qua thiên nhiên. Châu chấu , chẳng hạn , tuồng như xếp thẳng hàng theo những nguyên tắc giống như các hạt từ tính làm. Thật tế, ông đã học cách tiên đoán chính xác về cư xử theo nhóm, có thể không cần đến nhiều thông tin cá nhân. Châu chấu và tế bào ung thư : không cần để ý tới những gì chúng liên can. Tập hợp đủ chúng, và như các mô hình Couzin trình bày, chúng có khuynh hướng cư xử giống như nhau, khi tập hợp. Như ông lưu ý : chuyễn tiếp sinh học từ hổn loạn đến trật tự tuồng như chỉ đòi hỏi vài nguyên tắc căn bản.
Khám phá của Couzin có thể có nhiều sử dụng thực tế. Các nhà chuyên môn ở những lảnh vực như nhân chủng học, y khoa và động vật học, nay thường xuyên hỏi ông về những viễn cảnh cho khảo cứu của họ. Một nhà khảo cứu Viện Đại học Kỷ thuật Massachusetts- MIT và Trung tâm Ung thư Harvard , nhờ ông nìn xem di căn - metastasis ung thư và Couzin đang cộng tác với một nhà khảo cứu Viện đại học London về tế bào di cư.
Gần đây, Tường trình của Viện Hàn lâm Khoa học Hoa Kỳ đã chấp nhận bài ông viết về ảnh hưởng của đứt quảng sinh thái cho di cư động vật. Mô hình computer Couzin, thật ra có thể nhận diện không những tổ chức nhóm, mà còn cả cách nào chúng tan rã . Sau đây là tin tức xấu: sửa chửa sinh thái đòi hỏi phục hồi nó lại theo tình trạng tốt hơn trước, khi di cư bị gạt bỏ đi. Có lẽ công trình Couzin sẽ giúp tạo ra một quân đoàn dò la các mô hình có thể nhặt ra chính những gì thiên nhiên đã trình bày cho chúng ta từ lâu rồi.
( Irvine
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét