Một thiết bị bằng silicon được thiết kế để phân loại các thành phần trong dịch cơ thể nhằm mục đích phát hiện bệnh sớm - Ảnh: IBM

Theo trang tin Venturebeat, dự đoán này của IBM được gọi "IBM 5 in 5" (IBM 5 trong 5). Trong đó tập trung nói về tương lai của trí tuệ nhân tạo (AI) và sức khỏe tinh thần, phòng thí nghiệm trên một con chíp và những thiết bị cảm ứng thông minh có khả năng phát hiện sớm tình trạng ô nhiễm môi trường.

Những tiến bộ công nghệ đó có thể giúp chúng ta cải thiện canh tác nông nghiệp đáng kể, tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng, phát hiện ô nhiễm trước khi quá muộn và ngăn ngừa tình trạng suy giảm sớm sức khỏe thể chất cũng như tinh thần của con người.

"IBM 5 in 5" được đưa ra dựa trên các xu hướng xã hội và thị trường, cũng như những công nghệ mới nổi từ các phòng thí nghiệm của IBM trên toàn thế giới.

1. Với AI, ngôn ngữ của chúng ta chính là cửa sổ hé lộ tình trạng sức khỏe tinh thần

Ngày nay, 1/5 người trưởng thành ở Mỹ mắc một chứng bệnh nào đó về sức khỏe tinh thần. Trên toàn cầu, chi phí điều trị các chứng rối loạn tâm thần còn lớn hơn cả chi phí điều trị tiểu đường, rối loạn hô hấp và ung thư gộp lại.

Chỉ tính riêng ở Mỹ, các bệnh rối loạn tâm thần khiến đất nước này tổn thất một ngàn tỉ USD trung bình mỗi năm.

Nếu coi bộ não là một "hộp đen" mà chúng ta không hiểu hết, thì ngôn ngữ chính là chìa khóa để mở hộp đen đó. Trong 5 năm nữa, những gì chúng ta nói và viết sẽ được sử dụng như là các yếu tố chỉ thị cho thấy sức khỏe tinh thần và thể chất của ta.

Tại IBM, các nhà khoa học đang sử dụng những bản sao chép và cả những nội dung âm thanh trong các cuộc phỏng vấn về bệnh tinh thần, cùng với thuật toán machine learning để tìm ra những khía cạnh trong ngôn ngữ nhằm giúp bác sĩ dự đoán chính xác và theo dõi chứng loạn tinh thần, tâm thần phân liệt, điên loạn và trầm cảm.

Ngày nay, chỉ với khoảng 300 từ, các bác sĩ hoàn toàn có thể dự đoán được khả năng mắc chứng loạn tinh thần ở một người bệnh.

Trong tương lai các kỹ thuật tương tự cũng có thể sử dụng với các bệnh nhân bị Parkinson, Alzheimer, Huntington, PTSD, và thậm chí cả các rối loạn hành vi như tự kỷ và tăng động giảm chú ý (ADHD).

2. Siêu hình ảnh và AI hỗ trợ khả năng quan sát siêu nhân

Hơn 99,9% phổ điện từ không thể quan sát bằng mắt thường. Trong hơn 100 năm qua, các nhà khoa học đã phát minh ra các phương tiện có khả năng phát và cảm nhận được năng lượng tại nhiều bước sóng khác nhau.

Ngày nay con người đang dựa vào một vài trong số những công cụ này để chụp được các hình ảnh y khoa về cơ thể người, ví như chụp phần hốc bên trong răng, soi chiếu túi hàng ở sân bay hoặc hạ cánh máy bay trong sương mù.

Dẫu vậy thì các phương tiện này vẫn còn đang rất chuyên môn và đắt đỏ. Chúng mới chỉ có thể nhìn được trên những phần cụ thể của phổ điện từ.

Trong 5 năm nữa, các thiết bị sử dụng công nghệ siêu hình ảnh và AI sẽ giúp chúng ta mở rộng tầm nhìn ở cấp độ siêu đẳng hơn nữa bằng cách kết hợp nhiều dải phổ điện từ, từ đó có thể quan sát sâu hơn nữa, phát hiện những nguy cơ tiềm ẩn không được biết tới hoặc không thể quan sát.

Điều quan trọng hơn nữa là những thiết bị dạng này sẽ trở nên linh động, có thể mang theo, giá thành hợp lý và dễ sử dụng. Theo đó, khả năng quan sát siêu nhân sẽ trở thành một phần trong trải nghiệm hàng ngày.

3. Các công cụ soi chiếu vĩ mô (macroscope) giúp hiểu hơn độ phức tạp của Trái Đất

Ngày nay, thế giới thực tiễn chỉ giúp chúng ta có cái nhìn thoáng qua về hệ sinh thái phức tạp và kết nối lẫn nhau của chúng ta. Chúng ta thu thập vô số dữ liệu, nhưng hầu hết trong đó là không được tổ chức, hệ thống lại.

Trên thực tế ước tính 80% thời gian làm việc với dữ liệu của các nhà khoa học là để làm sạch dữ liệu thay vì phân tích hay tìm hiểu thông tin từ các dữ liệu đó.

Nhờ sự kết nối các thiết bị trong Internet of things (Internet của Mọi vật), các nguồn dữ liệu mới sẽ được thu thập từ hàng triệu vật dụng có kết nối mạng, từ tủ lạnh, bóng đèn, dụng cụ theo dõi nhịp tim cho tới các thiết bị cảm ứng từ xa như máy bay không người lái, camera, vệ tinh….

Hiện đã có hơn 6 tỉ thiết bị có kết nối mạng, tạo ra hàng chục Exabyte dữ liệu mỗi tháng, tốc độ tăng trưởng là hơn 30% mỗi năm. Sau khi số hóa thành công thông tin, các giao dịch thương mại và các tương tác xã hội, hiện tại chúng ta đang trong quá trình số hóa thế giới thực tế.

Trong 5 năm nữa, chúng ta sẽ sử dụng các thuật toán machine learning và phần mềm để tổ chức thông tin về thế giới thực tiễn, giúp chúng ta có thể nhìn thấu và hiểu rõ kho dữ liệu phức tạp, khổng lồ do hàng tỉ các thiết bị nối mạng cung cấp.

4. Các phòng thí nghiệm "trên một con chip" sẽ giúp dò tìm bệnh tật ở cấp độ nano

Việc phát hiện bệnh tật sớm luôn rất quan trọng. Trong hầu hết các trường hợp, càng sớm được phát hiện, bệnh càng có cơ hội cứu chữa hoặc kiểm soát tốt hơn.

Tuy nhiên các bệnh kiểu như ung thư hay Parkinson rất khó phát hiện. Chúng thường ẩn náu sâu bên trong cơ thể người trước khi phát lộ ra ngoài những triệu chứng.

Thông tin về tình trạng sức khỏe của chúng ta có thể trích xuất từ những thành phần sinh học rất nhỏ trong các loại dịch cơ thể như nước bọt, nước mắt, máu, nước tiểu và mồ hôi. Các kỹ thuật khoa học hiện có đang đối mặt với thách thức của việc phân tích các thành phần sinh học siêu nhỏ này.

Tuy nhiên trong 5 năm tới, các phòng thí nghiệm y học mới trên một con chip sẽ hoạt động như là những thám tử sức khỏe sử dụng công nghệ nano. Chúng có thể dò tìm những manh mối bệnh tật trong các dịch cơ thể và thông báo với chúng ta lúc nào cần phải tới gặp bác sĩ.

Công nghệ phòng thí nghiệm trên một con chip sẽ vươn tới cái đích cuối cùng là được tích hợp trong một dụng cụ cầm tay tiện dụng, cung cấp phương pháp kiểm tra mau chóng và thường xuyên với sức khỏe của họ.

Trong 5 năm tới, mạng lưới của những thiết bị cảm ứng giống như con chip rất nhỏ này sẽ giúp kiểm soát tốt hơn môi trường - Ảnh: IBM

5. Các cảm ứng thông minh phát hiện ô nhiễm môi trường với tốc độ tia chớp

Hầu hết các chất gây ô nhiễm đều không thể quan sát bằng mắt thường cho tới khi những hậu quả của chúng đã ở mức không thể bỏ qua.

Chẳng hạn như khí methane, một thành phần chính trong khí đốt tự nhiên và thường được coi là nguồn năng lượng sạch. Nhưng nếu khí methane bị rò rỉ vào không khí trước khi sử dụng, nó sẽ khiến nhiệt độ Trái Đất nóng lên.

Khí methane ước tính là nhân tố lớn thứ hai gây ra tình trạng nóng lên toàn cầu sau khí carbon dioxide (CO2).

Trong năm năm tới, các công nghệ cảm ứng mới, giá thành hợp lý, sẽ được triển khai ở gần các khu mỏ khai thác khí đốt tự nhiên, quanh các khu vực lưu trữ và dọc theo các tuyến đường ống phân phối khí đốt. Từ đó sẽ giúp ngành công nghiệp khai thác khí đốt có thể phát hiện những rò rỉ theo thời gian thực.

Mạng lưới các cảm ứng không dây được kết nối với đám mây sẽ giúp theo dõi liên tục hạ tầng khai thác khí đốt rộng lớn, phát hiện rò rỉ chỉ trong vài phút thay vì vài tuần, giảm thiểu ô nhiễm và lãng phí.