Khoa học và Đời sống

Thử nhìn xem họ đang làm gì cho tương lai phát triễn Hoa Kỳ?

            10 nhà  khảo cứu khoa học xuất sắc, năm 2011, ở các la bô Hoa Kỳ

                                         Gs Tôn thất Trình

       Sau đây là những lảnh vực những nhà khoa học xuất sắc, tương đối trẽ  tuổi dưới 40, đang khảo cứu  đầy sáng tạo ở các la bô Hoa Kỳ, chiếu theo số tháng 10 năm 2011 nguyệt san “ Khoa học phổ thông – Popular Science”:

 1-      Jaap de Roode, 34 tuổi, nhà Dược sĩ Bướm, viện đại học Emory :

               Quan sát cách nào các sâu bọ-côn trùng dùng cây cỏ - thực vật  cho thấy là tự chửa thuốc – self medication không phải chỉ dành riêng cho các động vật phức tạp. Nhà sinh học tiến trào  Jaap de Roode  nói :  tôi không  bắt đầu họat động với bướm chúa - monarchs  vì tôi thích lọai bướm này. Tôi đến với chúng vì chúng  chứa một ký sinh trùng  thật sự lạnh nhạt.  Ký sinh trùng này tên gọi là Ophryocystis  elektroscirrha , thường xoi lỗ trong da bướm, làm chúng  thất thóat những chất lỏng thân thể bướm.  Nhưng de Roode  nhận xét là bướm  ăn cây cỏ sửa – milkweed nhiệt đới  thì không bị ký sinh trùng lây nhiễm như thể các  bướm chúa ăn cây cỏ sửa đầm lầy – swamp milkweed ôn đới.  Điều này đưa ông tới gợi ý cho các bạn đồng nghiệp  là bướm chúa tự cứu chửa mình. De Roode nhớ lại: một nhà duyệt xét khảo cứu cho là ý kiến đáng nực cười. Không có cách gì các bướm có thể làm như vậy cả.  Cho đến lúc đó,  tự chửa thuốc  được xem như thể một tính trạng văn hóa phức tạp.  Chỉ một vài động vật, tỉ như tinh tinh – chimpanzee và voi, đã dược quan sát sử dụng y khoa.

           Để thử nghiệm giả thuyết, thọat tiên de Roode nhìn xem  các ấu trùng lây nhiễm  có thích gặm trệu trạo các lòai cỏ sửa nhiệt đới giết ký sinh trùng hơn là cỏ sửa đầm lầy không.  Chúng không gặm  như vậy, cho nên ông kết luận là các ấu trùng  không dùng các cỏ sửa nhiệt đới  làm thuốc. Nhưng khi ông so sánh hành vi các bướm cái trưởng thành lành mạnh với các bướm cái trưởng thành bị lây nhiễm, truyền  ký sinh trùng  khi đẻ trứng qua con cái, một khác biệt mau lẹ hiện ra. Các bướm cái bị lây nhiễm  thích đẻ trứng trên cỏ sửa nhiệt đới, cho thấy là chúng ưu  đải – lụa chọn chửa trị con cái. Theo Roode, các bướm mẹ, cách nào đó, đã  biết lựa chọn những gì tốt nhất.

          Khám phá của ông thách thức quan điểm  cho rằng chỉ có những động vật  có nhận thức phức tạp – cognitive complexity mới sử dụng y khoa.  Nếu các bướm, động vật  chỉ có hệ thống thần kinh đơn giản và không có cơ cấu xã hội,  cũng có thể  dùng y khoa ưu đải, có lẽ tự chửa đã lan khắp vương quốc động vật và các nhà khoa học hiện chưa có cơ hột tìm ra được.

 2-Eitan Grinspun, 36 tuổi, nhà vặn vẹo điện tóan, viện đại học Columbia :

 Đã làm cho các vật thể thực tiễn hơn trở thành phức tạp, đòi hỏi một  lọai hình học – geometry mới . Khi cố vấn cho Eitan Grinspun ở Viện Kỷ thuật California  hỏi ông giúp  đở phát triễn một phương cách tốt hơn làm kiểu mẩu cách nào lon bẻ cong lại khi bị nghiền nát, nhà tóan học trẻ tuổi  không nghĩ rằng đây là một dự án chánh.  Grinspun nói: ông ta  lừa tôi vào  một cái gì sẽ kéo dài, năm này qua năm khác.  Thế nhưng hành trình làm kiểu mẩu  một lon Coca cola  bị nghiền nát, lại có thể  cuối cùng tạo ra một lảnh vực hình học mới.

Hình học vĩ phân – differential geometry  cách nào các đường cong và mặt bằng – surfaces của một vật thể nào đó  sẽ  bị cong và nhăn nhúm.  Grinspun nói :  hình học vĩ phân này được xây đắp  cho những mặt bằng phẳng lì với chi tiết vô hạn.  Các máy computer  chỉ có thể xử lý  một số lượng chi tiết có hạn. Chẳng hạn, muốn mô tả một vònh tròn, các máy computer phải chia vòng tròn ra  một lọat  những cạnh  ngắn nối nhau , số cạnh càng nhiều thì vòng tròn càng phẳng lì hơn.  Mô tả tất cả đường cong  và nhăn nhúm ở một lon bị nghiền nát có thể chính xác, phải dùng một  số lượng đồ sộ sức lực  xử lý.  Cho nên Grinspu , một  người của một cặp duy nhất nhà tóan học ở lảnh vực có căn bản về khoa học computer , đặt mình vào địa vị  chuyễn dịch các  định lý – theorems  thành một bộ  chỉ thị  thanh lịch hơn  cho computer, giúp các vi xử lý – processors  hiện hửu  phá vỡ vô hạn thành những đơn vị phân lập ( tách biệt )  hiệu quả hơn nhiều.

Phương pháp Grinspun họat động bằng cách tập trung ở những nơi mà di chuyễn sẽ xảy ra và trong ca của các lon côca côla là nhữ ng nơi  lon xếp lại, khi bị vò nhàu.  Theo Grinspun,  có rất nhiều  vùng phẳng dẹt  không có  gì nhiều xảy ra. Nếu computer  trải dài chú ý đều như nhau ,  máy sẽ không đi tới những phần  thích thú, nơi các lằn nứt thành hình. Một khi Grunspun và  các đồng nghiệp thiết lập thể thức mới mẽ này, họ gọi là  hình học vĩ phân  phân lập – discrete,  thắc mắc từ các nhà vật lý học, kỷ sư  và  cổ vũ  bắt đầu đến.  Disney và  Weta Digital  dùng định lý của ông  làm cho vải vóc và tóc  di chuyễn một cách  thuyết phục hơn. Các nhà vật lý hộc viện MIT  đã tạo ra origami từ các  miếng plastic nhỏ và các giọt nước.  Các kỷ sư nay  đã tiên đóan chính xác hơn nhiều, cách nào dây cáp sẽ rơi xuống đáy - sàn biển.  Ông nói : đối với tôi, lảnh vực là một sân chơi. Tôi lấy  một  vấn đề  vật lý thích thú , tỉ như các sợi mì spaghetti di chuyễn. Quẳng chúng lên không khí, chúng rơi xuống đất và chúng vặn tréo và cuộn lại.  Tại sao chúng lại di chuyễn như vậy?   

3-      Tobias Ritter, 36 tuổi, viện đại học Harvard, ngành cơ học hóa học :

            Đang cố cột fluorine vào y khoa, làm y khoa hửu hiệu hơn. Sau 1200 cố  tâm  thất bại làm một việc gì, đa số sẽ bỏ đi.  Nhưng nhà hóa học Tobias Ritter, viện đại học Harvard vẫn kiên trì.  Ông nói: khảo cứu hóa học là 90 % thất bại .  Nhưng thành công khi nó tới  có thể rất to lớn.  Ca Ritter có nghĩa là những dược phẩm hửu hiệu hơn.

             Ritter  sinh quán ở Đức , đã nghiên cứu phối hợp fluor – fluorination , một tiến trình nối dính các nguyên tử fluor –fluorine với carbon từ năm 2007.  Các nhà chế tạo dược phẩm  đã biết từ lâu  là fluor làm cho thuốc  vững bền, uy vũ và xuyên mạnh ; nhưng các phương pháp tiêu chuẩn cột fluor không  đáng tin cậy và thường làm tổn hại  thuốc. Cố tìm ra một kỷ thuật phối hợp  fluor  là một trong những thách thức  khó khăn nhất  trong y khoa cận đại, theo lời Robert Grubbs  nhà hóa học đọat giải Nobel ở đại học Caltech. Nhưng Ritter vẫn tiếp tục.

         Một  cách tốt đẹp cột fluor vào một hợp chất hửu cơ  là sử dụng một xúc tác – catalyst.  Ritter và các đồng nghiệp bắt đầu thí nghiệm  với các xúc tác kim lọai, điều chỉnh các thành phần và thử lại sau mỗi phản ứng , khỏang 1200 cố  gắng trong một năm.  Cuối cùng khi sử dụng palladium  làm xúc tác, nhóm Ritter  đã thành công lần đầu tiên.    Lượng thuốc được phối hợp fluor chỉ ít ỏi,  1%  sản xuất lý thuyết  của phản ứng. Họ tiếp tục vặn vẹo các điều kiện phản ứng  chuyễn qua xúc tác oxid bạc và cải thiện năng xuất phản  ứng lên 90%. Ritter nói : khi đặt chân được vào ngưỡng cửa , mọi chuyện đều dễ dành hơn.

         Phương pháp phối hợp fluor của ông có thể làm cho các thuốc  chống trầm kha – depression và ung thư  trở nên tốt đẹp hơn, bằng cách cột  thuốc vào các mục tiêu ( ông đã  khởi sự  sáng lập một công ty thử nghiệm kỷ thuật ), đồng thời  cũng sẽ giúp các nhà khoa học nghiên cứu cách nào thuốc họat động.  Những phân tử  phối hợp fluor được sử dụng để  buộc thẻ các hợp chất ở các máy rà dò phát ra positron cắt lớp tia –X-  positron emission tomography (  PET ) scans . Vì chưng kỷ thuật Ritter buộc thẻ fluor  vào giai đoạn cuối của tổng hợp thuốc, các nhà khoa học có thể đủ khả năng theo dõi  lối đi các phân tử này, xuyên qua thân thể chúng ta.

4-      Hashim M. Al – Hashimi, 37 tuổi, nhà  vật lý sinh học, đại học Michigan  

              

              Cố  chận bắt  những phân tử vĩ mô – macromolecules di động, sẽ giúp  các nhà khảo cứu  làm ra những thuốc  chống HIV tốt hơn. Mỗi sáng tinh sương, trước bình minh nếu được, Hashim Al- hashim chạy bộ  gần 10 km dù mưa hay nắng, dù  nóng hè hay đông lạnh ngắt  bang Michi gan, Hoa Kỳ. Con đường ông lựa chọn sẽ là  đồi núi, có lý do: chính trên đỉnh đồi, khi cơ bắp đau nhức nhiều nhất và thân thể muốn rời bỏ, thì trí óc ông mới minh mẫn nhất.  Ông nói: đa số suy nghĩ của tôi là ở trên đỉnh đồi .     

              Và chính ngay ở một lúc chạy bộ đến đỉnh đồi, đã đưa ông tới sáng kiến to lớn nhất về  hình dung phân tử . Sử dụng một algorithm computer ông phát triễn và  máy chụp hình cộng hưởng từ tính hạt nhân – nuclear magnetic resonance imaging, Al –Hashimi ghi chép những uốn éo kích thước nguyên tử của RNA và DNA, từ lâu được xem ở ngành sinh học là những cơ cấu tương đối không uốn nắn được. Thay vì nắm chặc một dạng chủ yếu, Al-Hashimi tìm thấy là RNA cong lại và  ngọ nguậy thành một lọat hình dáng đóan được, khi những nguyên tử của nó xoay tròn quanh các mối nối. Mỗi dạng là một mục tiêu  tiềm thế  cho các thuốc tấn công RNA.  Dùng  phương pháp mới mẽ này, Al- Hashini đã xác định một phân tử gọi là netilmicin,  có thể làm ngưng  sao chép HIV  bằng cách cài then vào RNA,  nơi một trong những protêin thiết yếu của virus cũng cài then vào đó .

             Ngay cả Al – Hashimi cũng luôn luôn di động. Ông sinh ra ở xứ Li băng ( Lebanon ) trước khi nội chiến và gia đình ông trốn ra  nước Hy Lạp  sau đó.  Rồi họ sang sinh sống ở Ý, Jordan, Wales và Anh Quốc.  Ngay sau khi ông làm PhD ở đại học Yale , một  bạn đồng nghiệp la bô hình dung  một protêin, tên gọi là myoglobin, không thể khít vào  bất cứ một hình thể DNA đơn giản nào cả thảy. Theo Al- Hashimi, tuồng như rỏ rệt là  protêin này đang di động  - mọi sự ở sinh học đều di động -  nhưng lúc đó  đa số các nhà sinh học không nhận thức được  là phân tử vĩ mô  sinh học đi động bao xa.  Rồi ông nhận thức  là làm tiết lộ  di động phân tử  sẽ là đề tài ông tụ điểm.

      Nay ông đã sống 9 năm ở thành phố Ann Arbor , lâu hơn mọi thành phố khác, cố vấn những nhà khoa học ở hảng công nghệ sinh học Nymirum  vừa mới bắt đầu và cố gắng nhìn xem  những vùng lớn hơn của những phân tử DNA . Ông nói rằng, ngừng chân  là một cái gì có vẽ lạ lùng và ông vẫn còn chạy bộ mỗi buổi sáng. Tốt nhất  là khi trời còn tối om.  Ông nói thêm:  rồi có một cái gì cần nhìn xem. Và chỉ có bạn và trí óc của bạn !

5-      Susannah Tringe, 38 tuổi, nhà đào mỏ bùn cặn Hệ Gen học,  Liên Viện Hệ Gen Bộ Năng Lượng Hoa Kỳ 

 Đang rà dò những hệ gen  của toàn thể một hệ thống sinh thái- ecosystems, có cơ giúp các nhà khoa học hiểu biết tịch thu tạm thời carbon.  Susannah Tringe dùng đa số thời gian họat động ở đất đầm lầy – wetlands hiển nhiên, u ám  Châu Thổ Sacramento-  San Joaquin,  miền Bắc bang Ca li – Hoa Kỳ. Những cộng đồng  vi trùng  phồn thịnh ở đó,  có thể là  chìa khóa để hiểu rỏ cách nào  các đất đầm lầy  làm dịu bớt hay gia tăng  các mức khí nhà kiếng  trong khí quyễn chúng ta.  Tringe đã làm liệt kê dấu tay di truyền  tòan thể vi trùng hệ thống sinh thái,  hầu qui định cách nào các đất đầm lầy này họat động và  chúng ta có thể nào  may mặc chúng  trong lúc phục hồi các đất đầm lầy thóat thủy ( tháo nước )  để hấp thu  nhiều khí nhà kiểng hơn là chúng phát thải khí ra.

Bà là một nhà vật lý sinh học  theo huấn luyện  và là một tay  ác ôn chơi trò ô chữ  khi rảnh rỗi.  Tringe tụ điểm gần gũi nhất trên các vi trùng đất đầm lầy, và đất dai , cây cỏ vi trùng sống trên chúng. Nghiên cứu sinh học tập thể  hệ thống sinh thái, theo lời bà, sẽ giúp  bà hình dung là các đầm lầy có kéo  ra khỏi khí quyễn  carbon không hay , như trong một vài ca,  chúng sản xuất ra thặng dư methane và các khí nhà kiếng khác ? . Nhưng thủ tục này  đặt ra nhiều vấn đề chuyễn vận. Một chén bùn đục có thể chứa hàng ngàn lòai vi trùng và thật khó lòng cách ly mỗi một lòai và liệt kê các genes cá nhân của chúng.

Thay vào đó, Tringe trích chiết  DNA  của mọi vi trùng tòan cả mẩu, qui định xem genes nào hiện diện. Bà nói:  nếu nhiều sinh vật  trong môi trường có gen(e) , đây có thể rất quan trọng . Khi bà tìm thấy nhiều  genes ở một mẩu vi trùng làm mã số cho  những tiến trình hướng dẫn tồn trử  carbon chẳng hạn, thì đó là một chỉ dẫn tốt là các vi trùng, không phải  đám cây cỏ -thực vật, mới quan trọng cho việc tịch thu tạm thời  carbon dioxide.

Bộ Năng Lượng Hoa Kỳ mới đây, đã thưởng cấp không 2.5 triệu đô la Mỹ   để bà tiếp tục klhảo cứu  các hệ thống sinh thái đất đầm lầy, mục đích cố tìm  phương cách tốt nhất phục hồi chúng. Tule, một cây thường dùng  để phục hồi đất đầm lầy  chứa đựng ở rễ những vi trùngsản xuất methane , như bà đã  khám phá ra. Thay Tule  bằng một cây khác có thể giảm bớt được rò rĩ khí nhà kiếng.  Nếu chúng ta   phục hồi được mọi đất đầm lầy đã tháo nước ở châu thổ Sacramento,  theo lời bà, thì cũng không khác chi  thay mọi lọai xe SUV ở bang Ca Li bằng các xe ô tô lai  (chạy điện và chạy xăng ) – hybrids vậy đó !

       

6-      Hatice Altug, 33 tuổi, quang tử học nanô,  nhà ngang bướng ánh sáng, viện đại học Boston :

                 Khảo cứu sử dụng những chip kim lọai  và ánh sáng, sẽ giúp các  bác sĩ lâm sàng  thêm khả năng dò ra virus ngay cả ở nhừng bệnh viện nông thôn.  Một trong những thách thức thực thi y khoa ở  các nước chậm tiến- đang mở mang là  chẩn bệnh  mau lẹ đáng tin cậy các bệnh lây nhiễm.  Đem tới cách chẩn bệnh virus mau lẹ  cho dân gian còn qúa  thiếu giúp đở, kỷ sư  Hatice Altug  và nhóm khảo cứu của bà ở viện đại học Boston đã tạo ra và thử nghiệm một máy dò sinh học – biosensor, dò được những sinh vật gây bệnh với ánh sáng  trực tiếp chính xác.

               Thành phần trung ương  của máy  dò sinh học Altug  là một miếng kim lọai đục hàng triệu lỗ kích thước 300 nanômét.  Altug phủ đầy trên tấm kim lọai các kháng thể và chiếu trên chúng ánh sáng , có làn sóng đặc thù. Các electron  trên tấm kim lọai  tương tác với ánh sáng và  cọng hưởng (dội tiếng, vang âm ), rồi tái phóng xạ  ánh sáng cùng một màu sắc phía mặt  sau của tấm kim lọai.  Sơn phủ bằng các kháng thể  đứng đắn, tấm kim lọai sẽ chụp bắt  các hạt tử virus  của một mẩu huyết thanh – serum máu, khi  nó chảy qua những lỗ bé tí ti.

         Một khi đã kẹt, các virus  sẽ thay đổi tần số vang âm  các electron của tấm kim lọai ,đủ cho ánh sáng nhìn được tái phóng xạ thay đổi màu sắc.  Tháng 7 năm 2011,  các Viện Y tế Quốc Gia Hoa Kỳ  tưởng thưởng  cho không nhóm Altug 5 triệu đô la Mỹ trong 5 năm, để kiện tòan  dùng các máy dò sinh học này tại bệnh viện.

        Sinh học là mới mẽ cho Altug. Bà rời bỏ  nước bà sinh trưởng là Thỗ nhĩ Kỳ - Turkey  năm 2000, để  theo học viện đại học Stanford  và chỉ khi  bắt đầu ở viện đại học Boston năm 2007 , bà mới  ứng dụng  ngành công nghệ chuyên môn của bà vào các vấn đề sinh học. Theo  Moskovits , nhà khảo cứu vật liệu  và phó viện trưởng viện đại học  City College ở New York, bà là một  người hội nhập – integrator.  Bà lấy những kỷ thuật phát triễn riêng rẽ  và nung nấu  chúng lại với nhau thành những linh kiện  lạ lùng này.

        7 – Gaby Maimon, 36 tuổi, nhà khoa học dây thần kinh, viện đại học Rockefeller

         Quan sát  nảo bộ của ruồi trái cây có thể  làm rỏ thêm mối nối giữa các gen và cư xữ của chúng.  Gary Maimon có thể đọc trí óc của ruồi trái cây.  Khi các cánh ruồi  vo vo  dưới kính hiển vi, ông xem xét  những dây thần kinh, nơ ron – neurons  bốc cháy trong óc nhỏ như hột  cây thuốc phiện. Làm như vậy, ông có khả năng biết rỏ cách nào  vài nơ ron bốc cháy  tương ứng với  vài cư xữ.  Mục đích của ông là gỡ rối  chính xác  cách nào họat hóa  gen( es ) và nơ ron kích động các rối lọan cư xử , tỉ như  bệnh vùi mình vào cảm nghĩ mình – autism và ADHD .

         Hầu hòan thành những nhìn sâu xa này, cần đủ khả năng nghiên cứu  nơ ron ruồi , khi ruồi còn tỉnh giấc, và cư xử như lúc ruồi bình thường khi đập cánh.  Ông dựng lên một bệ  plastic,  giữ các đầu ruồi  bất động  trong một bồn nước mặn – nơi ông có thể nhét  các điện cực khi mỗ xẽ  nảo chúng- giúp  cánh vẫn khô và đập tự do, khi chúng «  bay »    xuyên qua một môi trường  bắt chước.  Ghi chép họat động nơ ron của ông, những ghi chép lần đầu tiên  của những sâu bọ họat động, còn sống  thay vì đã bị thuốc mê,  giúp ông nhìn được tế bào nào  đang họat động, như khi ruồi  làm những quyết định đơn giản, chẳng hạn  quay phải hay quay trái  lúc bay.

       Maimon, sinh trưởng ở Israel,  luôn luôn tỏ ra tò mò về những cư xử phức tạp. Tại trường cao học ông họat động với khỉ, nhưng ông  thất vọng về bước tiến  họat động chậm chạp  cho nên khi đậu xong tiến sĩ, ông quay  sang sâu bọ. Ông đã biết ruồi trái cây có 100 000 nơ ron  và thao tác di truyền được dễ dàng, có cơ giúp ông liên hệ họat hóa  gen với chức năng dây thần kinh và  các cư xử phức tạp.

      Ở dự án kế tiếp, Maimon sẽ ghi chép họat động của những nơ ron này ở nhiều con ruồi khác nhau, hầu xem thử  biến thiên tế bào, có làm chúng cư xử khác biệt nhau không ? Sau đó, ông sẽ tìm trong hệ gen chúng những mã số xây dựng lên các tế bào này .  Khảo cứu  có thể tiết lộ  cách nào chúng – và chúng ta – làm ra các lựa chọn.  Khảo cứu sẽ cần nhiều  bàn tay vững chắc và nhiều cuộc mổ xẽ kích thước ruồi  và ông  nay đã có các thủ tục  mỗ xẽ rồi. Mưu mẹo ? «  bạn không được uống cà phê  sáng hôm đó ! » . 

8-      Justin Kasper, 33 tuổi, thợ lặn mặt trời, Trung tâmVật lý Thiên văn Harvard Smithsonian :

Một máy dò thăm - probe  kháng nhiệt lượng  bay gần mặt trời, sẽ tiết lộ vật lý học của plátma – plasma mặt trời .  Tháng 7 năm 2010,  một đồng nghiệp chạy lẹ vào  phòng sở Justin Kasper tại Trung tâm  Vật lý Thiên văn – astrophysics Harvard – Smithsonian tại Cambridge, bang Massachusetts- Hoa Kỳ . Ông trình bày cho Kasper một viđêô viễn vọng kính,  một cái gì chưa từng thấy: một sao chổi đâm sầm vào mặt trời. Quan sát thật đáng ngạc nhiên.  Nhưng điều gì đã khiến Gasper chú ý trước khi đụng độ là khi một hơi thở  đám mây  lạ lùng  chỉ dẫn  là sao chổi  đụng nhằm một vật liệu  chưa bao giờ được quan sát cả.

Để giải đáp, trong nhiều câu hỏi  cái gì đã gây ra hơi thở đám mây, Gasper họa ra kiểu  một dụng cụ, sẽ đến gần mặt trời hơn trước.  Chén Thăm dò  Mặt trời - Solar Probe Cup  sẽ múc từng mảnh  quầng – corona  và gió mặt trời, liên tục đo lường tốc độ, nhiệt độ, tỉ trọng mặt trời.  Thông tin này sẽ giúp  các nhà vật lý học thiên văn điều tra tại sao  plasma quầng  lại nóng đến như thế - đến 1 triệu  độ -   và tại sao plasma lại trở thành  gió mặt trời  một triệu dặm Anh ( trên 1.6 triệu Km ), và hơi thở  bí hiểm  là gì đây ?  Kasper nói:  Ai biết  điều chúng ta không làm ra được, vì lẽ  chúng ta ở xa quá ?                              

   Chén Thăm dò Mặt trời  sẽ bay  ở sứ mệnh  đầu tiên của NASA gọi là Solar Probe Plus, năm 2018.  Khí nó đến Mặt Trời, nó sẽ phải chịu đựng những nhiệt độ đến  2550^o F . Kasper và nhóm của ông đã bắt đầu nâng cấp  một máy dò – detector  ion qui ước  bằng cách làm  co rúm lại chén thu thập plasma (  để nó sẽ hấp thu ít nhiệt lượng hơn )  và  và khắc ăn mòn những mạng lưới cứng cáp hơn, trên tungsten  và sapphir kháng nung chảy.

Một khi Chén đã cất cánh, cuộc gặm  nhắm dữ liệu khởi sự. Kasper có nhiều lý thuyết  về những di chuyễn plasma  máy dò của ông có thể bộc lộ. Nhưng đôi khi ngay cả những lý thuyết  hay nhất  cũng không đóan trước được  tình trạng hiện tại của  plasma sẽ như thế nào. Kasper nói tiếp: chúng tôi cố gắng  dựng lên những khí cụ đầy khả năng,  theo sức mình, vì lẽ rất ít khi chúng tôi tìm ra những gì  chúng tôi chờ đợi.  Đây là  một phần cuộc vui.

9 – Alessandra Luchini, 34 tuổi,  nhà chụp bắt hóa học , khoa học vật liệu  , viện đại học George Mason .

 Sập bẩy và  bảo tồn các dấu chuẩn sinh học – biomarkers sẽ giúp các bác sĩ y khoa dò ra ung thư sớm hơn.  Khi Alessandra Luchini còn là một cô gái đang lớn lên  ở nước Ý,  cô thăm viếng viện Bảo Tàng Galileo  ở thành phố Florence ( tiếng Ý là Firenze ), nơi cô nhìn thấy  viễn vọng kính Galileo sáng chế ra 4 thế kỷ trước, năm 1610.  Cô kinh ngạc  về tính chất đơn giản của viễn vọng kính này.  Tuy nó chỉ là  một cặp 2 miếng  kính cong, bất cứ ai cũng có thể nhìn thấy được những thế giới mới.

Nam 2005, bà Luchini, nay là một kỷ sư, sang Mỹ học, nhờ một trợ cấp của Sở Y tế Quốc gia Ý,  để nghiên cứu những phương cách dò ra các dấu hiệu phân tử  của ung thư.  Vài bệnh sớm giải tỏa ra những ám chỉ  về sự chúng hiện diện trong các chất lỏng thân thể. Những dấu  chuẩn sinh học này  rất phù du – enzymes của chúng ta sẽ  nhai hết chúng trong vài phút- cho nên phần lớn các la bô  không dò ra được chúng. Nếu các bác sĩ  có cách nào chụp bắt và ổn định những dấu chuẩn sinh học này, họ sẽ dò ra các bệnh  mau lẹ hơn và khởi sự chửa trị ở những giai đọan  mà cơ hội  phục hồi cao hơn nhiều.  Giải pháp Luchini  là xây dựng một bẩy  hạt tử  nanô –nanoparticles trap . Luchini nói: nó tương tự  một bẩy bắt cá hết sức nhỏ.  Hạt tử nanô tròn vo này, cần đến 2 năm mới hòan tất,  dùng hydrogel  làm xương sống. Bên trong, một lưới polymer đan chéo nhau sẽ giữ mồi bẩy, tỉ như acid hay chất nhuộm, hút dẫn những dấu  chuẩn sinh học khác nhau.  Khi các cán sự la bô pha trộn những hạt tử nanô trong mẩu máu tươi, nó sẽ bẩy sập những dấu chuẩn và bảo vệ chúng khỏi bị enzymes phá hủy. Rồi mẩu có thể thử nghiệm khi rảnh rỗi. Cho đến nay, Luchini đã  dùng bẩy  hạt tử nanô để  sản xuất chẩn đóan  sớm  các bệnh lây nhiễm tỉ như bệnh  Lyme và bệnh lao. ( Bẩy cũng có thể  tiết lộ sự hiện diện  của hormon tăng trưởng con người  trong nước tiểu, và như vậy cống hiến một cách mới làm hiện ra  những cách các lực dùng thuốc kích thích bất hợp pháp ).  Bà và nhóm bà cũng đang dùng các bẩy nanô, hầu tìm kiếm những dấu chuẩn sinh học  ung thư da hiện diện trong mồ hôi người.

Bước tiếp tục của Luchini là sửa đổi các hạt tử nanô để chúng có thể  bẩy sập những dấu chuẩn sinh học trong thân thể, giúp các bác sĩ  một cái nhìn đúng thời gian, việc gì đã xảy ra bên trong các bệnh nhân.

10 – Chad Jenkins , 37 tuổi, nhà huấn luyện rôbốt , viện đại học  Brown  

Nguồn đám đông giúp cho rôbôt học làm những  nhiệm vụ phức tạp như con trẻ làm vậy đó. Khi còn là trẻ em nghiện Atari, mọi điều Chad Jenkins ước muốn  là ngày nào đó  sẽ trở thành một nhà họa kiểu  trò chơi viđêô.  Nhưng khi vào học  ban cao học đại học, ông chuyễn tham vọng qua rôbôt.

Jenkins  nhắm làm lập trình các rôbôt để chúng học cách các trẻ em  làm :  ngang qua bắt chước và  lặp lại.  Để dạy cho  rôbôt ảo dạng người đầu tiên  của ông  cách nào làm Cabbage Patch, ông lập trình nó để nghiên cứu nó di chuyễn và  lặp  lại. Nay ông chuyễn chú tâm vào  những nhiệm vụ phức tạp hơn, tỉ như dọn bàn ăn hay sửa sọan bửa cơm. Then chốt là lặp lại. Càng quan sát và thể thức  càng lớn hơn cho một nhiệm vụ nào đó rôbôt quan sát, thì rô bôt lại  sẽ càng có khả năng tốt hơn, hiểu biết tính chất nằm dưới  chính hành động mình.

Cách dạy này  chứa nhiều lặp lại. Thay vì múa nhảy mọi điều hay tự dọn bàn, Jenkins đã hình dùng một cách làm nguồn đám đông – crowdsourcing  công trình . Những kẻ sử dụng chọn lọc trước sẽ ghi vào trang web la bô Brown của ông và xuyên qua những bấm phím đơn giản, hướng dẫn một rôbôt, chẳng hạn PR2, một rô bôt  dạng người  do hảng Willow Garage tại Thung Lũng Silicon Valley làm ra, suốt cả công việc.   Thay vì quan sát người đó, rôbôt sẽ học hỏi  bằng cách quan sát chính mình, ghi chép  mọi di chuyễn và hành động mình, và sử dụng algorithm học hỏi để khám phá cách nào hửu hiệu nhất hòan thành nhiệm vụ.  Cuối cùng, sau khi ai đó chứng minh cho PR2  cách nào lượm và đặt yên một cốc rượu vang, rôbôt sẽ đủ khả năng  chủ trì nó.

La bô huấn luyện của Jenkins  cũng sẽ được thử nghiệm những ứng dụng  và nhiệm vụ mới cho các rôbôt. Đa số rôbôt chạy bằng những mã số đặc thù, nhưng Jenkins làm các rôbôt của ông chạy theo một ngôn ngữ Web chung ; thế cho nên nhiều nhà phát triễn sẽ có khả năng lập trình chúng. Theo nhà rôbot học- robotics  Brian  Gerkey của Willow Garage, Jenkins đã dân chủ hóa đường vào cho rôbôt. Dù cho Jenkins chưa chắc chắn là ứng dụng nào các khối quần chúng cắt tiết – geek masses sẽ họa kiểu ra sao, cha sinh của  3 rôbôt,  đã  có ý nghĩ  nhiệm vụ cho chính ngay nhà mình : tôi muốn có một rô bôt lựa chọn các đồ chơi và đem chúng đi xa .              

                                                      

( Irvine, Nam Cali ngày 18 tháng 10 năm 2011 )