Khoa học robot cao cấp 
Ngày nay, các robot đang được sử dụng nhiều hơn ở tất cả các lĩnh vực từ nông nghiệp chính xác cho đến chăm sóc người bệnh. Sự phát triển nhanh công nghệ robot làm cho sự hợp tác giữa người và máy móc trở thành sớm trở thành hiện thực. Hơn nữa, do tiến bộ công nghệ khác, robot đang trở nên thích nghi và linh hoạt hơn, với thiết kế cấu trúc và chức năng của nó được lấy cảm hứng từ các cấu trúc sinh học phức tạp (mở rộng của quá trình mô phỏng sinh học, trong đó mô hình và các chiến lược của tự nhiên được bắt chước lại).

Hình 5: Robot giúp chăm sóc người bệnh.

Vật liệu mới:

Với thuộc tính mà mà chỉ cách đây vài năm vẫn còn được coi là viễn tưởng, những vật liệu mới đang được đưa ra thị trường. Về tổng thể, chúng nhẹ hơn, bền hơn, có thể tái chế và dễ thích ứng. Hiện nay có các ứng dụng cho các vật liệu thông minh tự phục hồi hoặc tự làm sạch, các kim loại có khả năng khôi phục lại hình dạng ban đầu, gốm sứ và pha lê biến áp lực thành năng lượng và nhiều vật liệu khác nữa.

3.2 Kỹ thuật số

Từ Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư, sự hội tụ giữa ứng dụng vật lý và ứng dụng kỹ thuật số là sự xuất hiện Internet của vạn vật (IoT). Mô tả đơn giản nhất, có thể coi IoT là mối quan hệ giữa vạn vật (các sản phẩm, dịch vụ, địa điểm, v.v…) và con người thông qua các công nghệ kết nối và các nền tảng khác nhau.

Cảm biến và các giải pháp kết nối thế giới thực vào mạng không gian ảo đang phát triển với tốc độ đáng kinh ngạc. Các cảm biến nhỏ hơn, rẻ hơn và thông minh hơn đang được lắp đặt trong nhà, quần áo, phụ kiện, các thành phố, mạng lưới giao thông và năng lượng  cũng như các quy trình sản xuất. Ngày nay, có hàng tỷ thiết bị trên toàn thế giới như điện thoại thông minh, máy tính bảng và máy tính được kết nối internet. Số lượng thiết bị được dự kiến sẽ tăng đáng kể trong vài năm tới, ước tính vài tỷ đến hơn một nghìn tỷ thiết bị. Điều này sẽ thay đổi hoàn toàn cách thức mà chúng ta quản lý chuỗi cung ứng bằng cách cho phép chúng ta giám sát và tối ưu hóa tài sản và các hoạt động đến một mức rất chi tiết. Trong quá trình này, IoT sẽ tác động làm biến đổi tất cả các ngành công nghiệp, từ sản xuất đến cơ sở hạ tầng đến chăm sóc sức khỏe.

Hình 6: Internet của vạn vật

3.3 Sinh học

Những đổi mới trong lĩnh vực sinh học nói chung và di truyền nói riêng thật sự đáng kinh ngạc. Trong những năm gần đây, chúng ta đã và đang thành công trong việc giảm chi phí và dễ dàng hơn trong việc giải trình bộ gen và mới đây là việc kích hoạt hay chỉnh sửa gen. Phải mất hơn 10 năm, với chi phí 2,7 tỉ USD để hoàn thành Dự án Hệ gen người. Hiện nay, một gen có thể được giải mã trong vài giờ với chi phí không tới một ngàn USD. Với sức mạnh của máy tính, các nhà khoa học không còn phải dùng phương pháp thử, sai và thử lại; thay vào đó họ thử nghiệm cách thức mà các biến dị gen gây ra các bệnh lý đặc thù.

Sinh học tổng hợp là bước tiếp theo. Công nghệ này sẽ giúp chúng ta có khả năng tùy biến cơ thể bằng cách sửa lại DNA. Đặt những vấn đề đạo đức qua một bên, sinh học tổng hợp sẽ phát triển hơn nữa, những tiến bộ này sẽ không chỉ tác động sâu và ngay tức thì về y học mà còn về nông nghiệp và sản xuất nhiên liệu sinh học.

Hình 7: Công nghệ sinh học giúp con người chỉnh sửa mã gen mình

4. Những sản phẩm xuất hiện vào năm 2025

Theo báo cáo của Diễn đàn Kinh tế Thế giới công bố tháng 9 năm 2015 đã xác định 21 sản phẩm công nghệ sẽ định hình tương lai kỹ thuật số và thế giới siêu kết nối. Đó là những sản phẩm mà mọi người kì vọng sẽ xuất hiện trong 10 năm bắt nguồn từ những thay đổi sâu sắc của Cuộc cách mạng công nghiệp thứ tư. Các sản phẩm này được xác định thông qua một cuộc khảo sát được tiến hành bởi hội đồng nghị sự toàn cầu của Diễn đàn Kinh tế thế giới, trong đó có hơn 800 giám đốc điều hành và chuyên gia từ các lĩnh vực thông tin và công nghệ truyền thông tham gia.
Sau đây là 21 sản phẩm được sắp xếp theo số lượng ý kiến giảm dần:

Hình 8: Blockchain miễn phí, an toàn, dễ dàng sử dụng

- 10% dân số mặc quần áo kết nối với internet.

- 90% dân số có thể lưu trữ dữ liệu không giới hạn và miễn phí (có kèm quảng cáo).

- 1 nghìn tỷ cảm biến kết nối với internet.

- Dược sĩ robot đầu tiên ở Mỹ.

- 10% mắt kính kết nối với internet.

- 80% người dân hiện diện số trên internet.

- Chiếc ô-tô đầu tiên được sản xuất hoàn toàn bằng công nghệ in 3D.

- Chính phủ đầu tiên thay thế điều tra dân số bằng các nguồn dữ liệu lớn.

- Chiếc điện thoại di động cấy ghép vào người đầu tiên được thương mại hóa.

- 5% sản phẩm tiêu dùng được sản xuất bằng công nghệ in 3D.

- 90% dân số dùng điện thoại thông minh.

- 90% dân số thường xuyên truy cập internet.

- 10% xe chạy trên đường ở Mỹ là xe không người lái.

- Cấy ghép đầu tiên gan làm bằng công nghệ in 3D.

- 30% việc kiểm toán ở công ty được thực hiện bằng trí tuệ nhân tạo.

- Lần đầu tiên chính phủ thu thuế qua một blockchain.

- Hơn 50% lượng truy cập internet ở nhà liên quan đến các thiết bị dân dụng.

- Trên toàn cầu những chuyến đi du lịch hay công tác thực hiện qua các phương tiện chia sẻ nhiều so với các phương tiện cá nhân.

- Thành phố đầu tiên với hơn 50.000 người không có đèn giao thông.

- 10% tổng sản phẩm nội địa toàn cầu được lưu trữ trên blockchain.

- Máy trí tuệ nhân tạo đầu tiên được sử dụng cho một hội đồng quản trị công ty.

Giải thích về blockchain:

Blockchain, thường được mô tả như là một “đầu mối phân phối”, là một giao thức an toàn trong đó một mạng các máy tính cùng nhau xác thực một giao dịch trước khi được lưu trữ và chấp thuận. Công nghệ làm cơ sở cho blockchain tạo ra sự tin tưởng bằng cách cho phép những người không biết nhau (về căn bản không thể tin tưởng) cộng tác với nhau mà không cần phải thông qua một nhà chức trách trung tâm trung lập - nghĩa là một người ủy thác hoặc đầu mối trung tâm. Về bản chất, blockchain là giao thức có khả năng chia sẻ, lập trình, mã hóa an toàn do đó trở nên đáng tin cậy bởi không có bất kì người dùng nào có thể điều khiển được và có thể được kiểm tra bởi tất cả mọi người.

Cho đến nay Bitcoin vẫn là ứng dụng blockchain nổi tiếng nhất nhưng công nghệ này sẽ sớm có thêm nhiều ứng dụng khác. Nếu tại thời điểm này, blockchain được dùng để ghi lại các giao dịch tài chính được thực hiện với các tiền tệ kỹ thuật số như Bitcoin, trong tương lai công nghệ này sẽ được dùng loại giao dịch khác nhau như giấy khai sinh, giấy chứng tử, chức danh, tước vị sở hữu, giấy đăng ký kết hôn, các bằng cấp giáo dục, bồi thường bảo hiểm, thủ tục y tế và lá phiếu bầu cử. Một số quốc gia hoặc tổ chức đang điều tra tiềm năng của công nghệ blockchain. Ví dụ, Chính phủ Honduras sử dụng công nghệ này để xử lý quyền sử dụng đất trong khi quốc gia Isle of Man đang thử nghiệm việc sử dụng nó trong việc đăng ký công ty.

5. Định hướng của Việt Nam 10 năm tới:

Trong bối cảnh Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 đang diễn ra trên toàn cầu nên chăng chúng ta cần phải có chiến lược phát triển ngành tự động hóa và công nghệ cao với 5 nội dung:
- Hợp tác mạnh mẽ giữa khoa học công nghệ và sản xuất, kinh doanh.

- Đẩy mạnh đổi mới công nghệ trong khu vực doanh nghiệp tư nhân.

- Triển khai ứng dụng mạnh mẽ và rộng rãi các công nghệ mới.

- Hợp tác quốc tế trong nghiên cứu phát triển và chuyển giao công nghệ.

- Ưu tiên tài trợ cho các tổ chức, cá nhân có thành tích khoa học công nghệ xuất sắc.

Cùng với đó là hai nhóm giải pháp cho các doanh nghiệp tại Việt Nam:
Nhóm giải pháp kết nối theo chiều đứng:

- Tích hợp công nghệ thông tin: cần phát triển những giải pháp CNTT mới, tích hợp từ các nhà cung ứng: cảm biến, hệ thống điều khiển, mạng truyền thông, các ứng dụng kinh doanh và chăm sóc khách hàng

- Khoa học phân tích và quản lý dữ liệu: FIR sẽ tạo ra một lượng lớn dữ liệu. Thu thập, phân tích và xử lý dữ liệu lớn sẽ tạo ra những tri thức mới, hỗ trợ việc đưa ra quyết định và tạo lợi thế cạnh tranh.

- Ứng dụng trên mây: Hệ thống mạng dựa trên các giải pháp đám mây tạo cơ hội tuyệt vời để lưu trữ và sử dụng hiệu quả các dữ liệu lớn được tạo ra bởi FIR. Các giải pháp dựa trên đám mây sẽ trở nên ngày càng quan trọng đối với FIR.

- Hiệu quả hoạt động: FIR tạo ra những cơ hội mới để nâng cao hiệu quả hoạt động. Các phân tích hiệu quả, đánh giá và áp dụng các dữ liệu thu thập được từ máy móc và cảm biến cho phép nhanh chóng đưa ra quyết định để cải thiện an toàn, hiệu quả hoạt động, quy trình làm việc, dịch vụ và bảo trì.

- Tổ chức học hỏi: Các doanh nghiệp phải trở thành các tổ chức học hỏi.
Nhóm giải pháp tích hợp theo chiều ngang:

- Tối ưu hóa mô hình kinh doanh: Để đạt được điều này, các công ty cần phải phát triển các kỹ năng mới, cho từng cá nhân cũng như cho tổ chức. Nếu chỉ tiếp cận vấn đề từ một phía sẽ dễ tạo ra các phản ứng tiêu cực trong hệ thống tổ chức. Ngược lại nếu tiếp cận từ hai phía sẽ có tác động tích cực tới người lao động.

- Chuỗi cung ứng thông minh: FIR sẽ tạo ra một mô hình chuỗi cung ứng mới gắn kết chặt chẽ hơn với nhu cầu của khách hàng. Chuỗi cung ứng mới này sẽ tạo ra một cơ sở dữ liệu duy nhất, làm cho chuỗi cung ứng thông minh hơn, minh bạch hơn và hiệu quả hơn ở mọi giai đoạn, từ khi phát sinh nhu cầu cho đến khi giao hàng.

- Hậu cần thông minh: Trong thời đại số, các quá trình hậu cần sẽ phải trở nên thông minh hơn trong mạng lưới chuỗi giá trị toàn cầu. Bao gồm cả hai quá trình quản lý cung ứng vật tư và phân phối sản phẩm.

- Quản lý an ninh mạng: FIR đã đẩy cao mức độ chia sẻ thông tin từ đó tạo ra một nhu cầu rất lớn về an ninh mạng.

- Mô hình thuế mới: Công nghệ in 3D trong tương lai sẽ cho phép sản xuất trên khắp các quốc gia và châu lục, không có còn biên giới quốc gia nữa. Điều này sẽ tạo ra một  nhu cầu mới về các quy định hải quan, thuế giá trị gia tăng mới.

- Hệ thông quản lý sở hữu trí tuệ mới:  Quản lý sở hữu trí tuệ cũng sẽ phải thay đổi để phù hợp với FIR. Những mô hình kinh doanh mới và các mô hình hợp tác mới xuất hiện yêu cầu phải có những giải pháp tốt hơn trong vấn đề sở hữu trí tuệ thời đại số.

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

[1] Klaus Schwab 2016: The Fourth Industrial Revolution, 2016.
[2] Hermann, Pentek, Otto, 2015: Design Principles for Industrie 4.0 Scenarios, 2015.
[3] Mike Gault, Forget Bitcoin - What Is the Blockchain and Why Should You Care?, 2015.
[4] Bill Lydon, Industry 4.0 - Only One-Tenth of Germany’s High-Tech Strategy, 2014.
[5] Roland Berger, Think Act Industry 4.0, 2014.
[6] Deloitte, Industry 4.0 - Only One-Tenth of Germany’s High-Tech Strategy, 2015.

1Phạm Tuấn Anh, 1Huỳnh Thanh Công, 2Phạm Minh Khôi
1Khoa Kỹ thuật giao thông, Đại học Bách khoa TP.HCM
2Trung tâm Phát triển Công nghệ và Thiết bị Công nghiệp Sài Gòn