Có thể bạn chưa biết: 5 nghiên cứu khoa học giúp cuộc sống trở nên ý nghĩa hơn

Vậy cụ thể các nghiên cứu khoa học này được ra đời từ đâu và nó có ý nghĩa như thế nào đối với cuộc sống. Chúng ta sẽ cùng Tạp chí Điện tử và Ứng dụng tìm hiểu.

1. Quản lý hệ thống hiệu quả với APM

APM hay còn được gọi là Quản lý hiệu suất tài sản là trọng tâm của phần mềm GE Digital. APM được thiết kế với mục đích theo dõi tình trạng của tuabin, hệ thống lắp đặt năng lượng mặt trời và máy điện hạt nhân, đồng thời phần mềm có thể giúp người dùng xếp hạng mức độ quan trọng của từng thiết bị, từ đó cung cấp biện pháp phù hợp để ngăn ngừa và giải quyết sự cố.

Công nghệ APM cũng dự đoán thời điểm có khả năng hỏng hóc của máy móc và giúp các doanh nghiệp cân nhắc việc bảo trì hoặc thay thế thiết bị.

Dữ liệu được thu thập từ ngân hàng đồng hồ đo trên tuabin khí được tích hợp vào phần mềm Quản lý Hiệu suất Tài sản (APM) của GE Digital. Hình ảnh trên: Người vận hàng sử dụng APM để tiến hành một phần của chương trình bảo trì. Nguồn: GE Digital.

Rahul Chadha - Phó Chủ tịch về Thiết kế giải pháp kỹ thuật số cho biết: dữ liệu từ các tuabin tương tự trên khắp thế giới được truyền tới GE với tổng số 30 tỷ dữ liệu mỗi ngày. Thuật toán của GE Digital được thiết kế để phân tích dữ liệu và đưa dự đoán về các sự cố có thể xảy ra, chẳng hạn như nhiệt độ nạp khí hoặc thời gian mở một van cụ thể so với các tiêu chuẩn mà nhóm GE đã phát triển bằng cách sử dụng các số liệu từ phần lịch sử của mỗi thiết bị.

Trong trường hợp phần mềm phát hiện ra một vấn đề tiềm ẩn, nó sẽ tự động gửi một cảnh báo và chuyển cho khách hàng để điều tra thêm về vấn đề. Đây là một công cụ mạnh mẽ có thể tính toán các biến thể về độ rung, nhiệt độ và các yếu tố khác mà vẫn dự đoán chính xác thời điểm có thể xảy ra việc tắt máy bất ngờ. “Nhờ phần mềm này, chúng tôi có thể đưa ra các đề xuất được tính toán kỹ lưỡng, đem lại lợi ích cho khách hàng” - Chris Held, cựu Giám đốc cấp cao của Nhóm giám sát và chẩn đoán từ xa của GE Power cho biết.

2. Vũ điệu đêm trăng

Nguồn: Trung tâm Nghiên cứu Ames của NASA

Các nhà khoa học của NASA đã tìm ra một lý thuyết mới về cách thức và tốc độ hình thành của Mặt trăng. Các nghiên cứu về nguồn gốc của Mặt trăng đã chỉ ra rằng, Theia - tiểu hành tinh có kích thước bằng sao Hỏa đã đâm vào Trái đất và Mặt trăng có thể hình thành ngay sau đó. Tuy nhiên, về thành phần và quỹ đạo của Mặt trăng lại chưa được tìm ra. Một cuộc mô phỏng mới đây của NASA dường như đã tìm ra được câu trả lời cho vấn đề trên.

Jacob Kegerreis, tác giả của một nghiên cứu trên Tạp chí Vật lý thiên văn cho biết: “Điều này sẽ mở ra một khởi đầu mới cho lý thuyết về sự tiến hóa của Mặt trăng”.

Các giả thuyết trước đây cho rằng phải mất nhiều tháng, thậm chí nhiều năm, các mảnh vụn của vụ va chạm mới có thể kết hợp và tạo ra Mặt trăng như ngày nay. Mặt khác, một mô phỏng khác lại cho thấy Mặt trăng có thể đã được hình thành chỉ trong vài giờ và hình thành quỹ đạo riêng. Mô phỏng này cũng giải thích tại sao thành phần của Mặt trăng lại tương đối giống với Trái đất và lý do quỹ đạo của Mặt trăng lại bị nghiêng.

3. Robot xúc tu có thể nắm lấy những vật dễ vỡ

Nguồn: Phòng thí nghiệm Microrobotics Harvard/Harvard SEAS

Các kỹ sư của Harvard đã chế tạo một robot trang bị phần xúc tu có thể kẹp các vật dễ vỡ. Việc lấy và giữ các vật dễ vỡ là một nhiệm vụ phức tạp, đòi hỏi robot cần được trang bị cảm biến, khả năng phản hồi và cả kỹ năng, kỹ thuật tiên tiến. Phát minh này đã cung cấp giải pháp đơn giản, nhẹ nhàng, giúp việc chọn lựa sản phẩm, thực hiện các thủ thuật y tế hoặc xử lý các đồ vật được tạo tác tinh xảo dễ dàng hơn.

Lấy cảm hứng từ các xúc tu của sứa, phần kẹp bao gồm khoảng 10 ống cao su mỏng, dài 1 ft, được liên kết với nhau khi đã bơm căng. Một bên mặt của mỗi ống được làm bằng nguyên liệu cao su và dày hơn mặt còn lại của ống. Khi chúng chứa đầy không khí, các ống sẽ cuộn lại, lấy bất kỳ vật gì chúng có thể tiếp xúc, điều này sẽ mang lại sự vướng víu nhưng cũng tăng cường khả năng bám vật thể của robot.

Kaitlyn Becker, tác giả của nghiên cứu trên PNAS cho biết: “Chúng tôi đã thiết kế một bộ kẹp lớn cùng một chiến lược giúp nó có thể thích ứng với nhiều loại vật thể phức tạp”.

4. Cửa sổ có khả năng làm mát

Tấm phim cách nhiệt (được cầm ở trên cùng bên trái) giúp phòng luôn sáng và mát mẻ bằng cách cho phép ánh sáng đi vào, trong khi phản xạ ánh sáng mặt trời và tia cực tím, tỏa nhiệt ra không gian bên ngoài. Nguồn ACS Energy Letters.

Hệ thống làm mát cho các tòa nhà thường sử dụng khoảng 15% năng lượng trên toàn cầu. Các nhà khoa học tại Đại học Notre Dame đã tạo ra một tấm phim trong suốt phủ lên các cửa sổ bằng kinh để có thể làm giảm nhiệt độ bên trong các tòa nhà. Tấm phim sẽ lọc ra phần lớn bức xạ mặt trời làm nóng.

Trong ACS Energy Letters, các nhà nghiên cứu chia sẻ, họ đã phải đối mặt với yêu cầu tạo ra một lớp phủ có khả năng vừa ngăn chặn tác động của tia cực tím và tia hồng ngoại vừa đem lại ánh sáng cho căn phòng.

Đội ngũ nghiên cứu đã sử dụng trí tuệ nhân tạo để kiểm tra hiệu quả của các vật liệu khi được xếp trên một tấm kính. Họ ước tính rằng ở những vùng khí hậu khô nóng như Phoenix, các cửa sổ được trang bị lớp phủ này có thể giảm 31% nhu cầu làm mát ở bên trong.

5. Thiếu ngủ ảnh hưởng như thế nào đến hiệu suất làm việc?

Nguồn: GE Reports

Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đã tài trợ 3,4 triệu USD cho GE Research và Đại học Uniformed Services University (USU) - Trường Đại học Khoa học sức khoẻ của chính phủ Mỹ - để tiến hành một nghiên cứu nhằm thu được những kiến thức mới về ảnh hưởng của thiếu ngủ đến hiệu suất làm việc của con người và sức khỏe trí não.

Nhóm nghiên cứu sử dụng hệ thống chụp cộng hưởng từ (MRI) hiệu suất cao, mang tính thử nghiệm của GE có tên MAGNUS - viết tắt của Microstructure Anatomy Gradient for Neuroimaging with Ultrafast Scanning.

Ra mắt lần đầu năm 2020, MAGNUS là một thiết bị chụp não không xâm lấn với sản phẩm là những hình ảnh cực kỳ chi tiết. “Những ảnh chụp MRI này có độ rõ nét và chất lượng vô cùng tuyệt vời” - Luca Marinelli, nhà khoa học cấp cao tại GE Research đồng thời là người đứng đầu nghiên cứu cho hay.

Marinelli và các đồng nghiệp tại GE Research đang nghiên cứu cách để tận dụng công nghệ MRI tân tiến này. Về cơ bản, máy MRI sử dụng từ trường và sóng điện từ để tạo ra hình ảnh chi tiết về các cấu trúc bên trong cơ thể. Khi chụp, bệnh nhân thường nằm lên bàn máy và được đưa vào một khung máy hình trụ.

Trong khi đó, MAGNUS được thiết kế riêng để chụp não. Ở hệ thống hiện đại này, GE tập trung phát triển một trong những thành phần quan trọng của máy MRI là cuộn gradient (gradient coil). Thay vì phải đưa cả cơ thể vào khung máy hình trụ, người bệnh sẽ đặt đầu vào giữa các cuộn gradient có đường kính chỉ bằng một cái bánh pizza lớn.

Theo cấu tạo của máy MRI, cuộn gradient chịu trách nhiệm định hình từ trường bên trong máy để mã hoá vị trí không gian và độ tương phản của hình ảnh. Các cuộn gradient của MAGNUS nhanh và mạnh gấp ba lần so với máy MRI thông thường. Nhờ đó, hình ảnh thu được có độ phân giải cao và nhạy bén với những cấu trúc không gian như sợi trục và các đặc điểm cấu tạo vỏ não tinh vi ở mức độ mà thường chỉ có thể thu được trong những nghiên cứu trên động vật hoặc khám nghiệm tử thi.

Cuộn gradient của hệ thống MAGNUS do đội ngũ của GE phát triển dưới sự dẫn dắt của Thomas Foo, nhà khoa học trưởng về sinh học và vật lý ứng dụng. Cấu trúc bất đối xứng mang tính đột phá của cuộn gradient cho phép MAGNUS đạt hiệu suất cực cao khi chụp não.