Cách mạng công nghiệp 4.0: Những lĩnh vực được trông đợi nhất

Có phải là chúng ta đang hướng tới một thế giới hoàn toàn tự động?

Thời gian qua, Đảng và Nhà nước ta đã lãnh đạo, chỉ đạo các cấp, các ngành đẩy mạnh ứng dụng, phát triển khoa học, công nghệ và đổi mới sáng tạo, nghiên cứu nắm bắt, nâng cao năng lực tiếp cận và chủ động tham gia cuộc cách mạng này.

Chúng ta có thể vận dụng chủ trương sáng suốt này để giải quyết một số vấn đế cấp bách của đất nước như thực hiện đề án đô thị thông minh, nắm bắt internet vạn vật (Internet of Things - IoT) và một số ứng dụng trong cuộc sống,

Làn sóng kết nối mới đang vượt ra ngoài khỏi máy tính xách tay và điện thoại thông minh, nó hướng tới những chiếc xe được kết nối, nhà thông minh, thiết bị đeo được kết nối, đô thị thông minh và chăm sóc sức khỏe được kết nối. Về cơ bản đó là một cuộc sống kết nối. Theo báo cáo của Gartner, đến năm 2020 các thiết bị được kết nối đối với tất cả các công nghệ sẽ đạt tới 20,6 tỷ. Có phải là chúng ta đang hướng tới một thế giới hoàn toàn tự động?

Nếu bạn đang tự hỏi IoT sẽ có tác động gì đến nền kinh tế thì theo báo cáo của Cisco, IoT sẽ tạo ra 14,4 nghìn tỷ đô la giá trị trên tất cả các ngành trong thập kỷ tới. Chính xác IoT sẽ mang lại một làn sóng, không ai có thể thấy trước.

Bây giờ, chúng ta sẽ liệt kê ra một vài lĩnh vực mà IoT được chờ đợi nhiều và các công ty đang chuẩn bị để làm chúng ta ngạc nhiên với các thiết bị thông minh do họ sản xuất.

1. Nhà thông minh

Nhà thông minh (Smart Home) là tính năng liên quan đến IoT được tìm kiếm nhiều nhất trên Google. Thử tưởng tượng bạn có thể bật điều hòa trước khi về nhà hoặc tắt đèn ngay cả khi bạn đã rời khỏi nhà? Hoặc mở khóa cửa cho bạn bè để đến ở tạm thời ngay cả khi bạn không ở nhà. Đừng ngạc nhiên với các công ty hình thành IoT đang xây dựng các sản phẩm để làm cho cuộc sống của bạn đơn giản và thuận tiện hơn.

2. Thiết bị đeo

Các thiết bị đeo được cài đặt với các cảm biến và phần mềm thu thập dữ liệu và thông tin về người dùng. Dữ liệu này sau đó được xử lý trước để trích xuất những hiểu biết thiết yếu về người dùng.

Những thiết bị này bao gồm rộng rãi các yêu cầu về thể dục, sức khỏe và giải trí. Điều kiện tiên quyết của công nghệ internet vạn vật cho các ứng dụng của thiết bị đeo là phải có hiệu suất năng lượng cao hoặc tiêu thụ năng lượng cực thấp và kích thước nhỏ.

Đây là lĩnh vực mà những nhà chế tạo Việt Nam đang học hỏi và có thể sẽ tạo ra các sản phẩm “make by Vietnam” trong tương lai không xa.

3. Ô tô được kết nối

Một chiếc xe được kết nối là một phương tiện có khả năng tối ưu hóa hoạt động, bảo trì cũng như tạo sự thoải mái cho hành khách sử dụng cảm biến trên tàu và kết nối internet.

Hầu hết các nhà sản xuất ô tô lớn cũng như một số công ty khởi nghiệp dũng cảm đang làm việc trên các giải pháp xe hơi được kết nối. Các thương hiệu lớn như Tesla, BMW, Apple, Google đang nỗ lực mang đến cuộc cách mạng tiếp theo đối với ô tô. Một số công ty lớn của Việt Nam cũng sẽ hòa vào xu hướng đó.

4. Internet công nghiệp

Internet công nghiệp tạo tiếng vang mới trong lĩnh vực công nghiệp, còn được gọi là Internet kết nối vạn vật công nghiệp (IIoT). Nó đang trao quyền cho kỹ thuật công nghiệp với các cảm biến, phần mềm và phân tích dữ liệu lớn để tạo ra những cỗ máy tuyệt vời.

Triết lý cơ bản đằng sau IIoT là, máy móc thông minh chính xác và nhất quán hơn con người trong việc giao tiếp thông qua dữ liệu. Và, dữ liệu này có thể giúp các công ty phát hiện và lọc ra sự thiếu hiệu quả để giải quyết vấn đề sớm hơn.

IIoT có tiềm năng lớn về kiểm soát chất lượng và tính bền vững. Các ứng dụng như theo dõi hàng hóa, trao đổi thông tin theo thời gian thực về hàng tồn kho giữa các nhà cung cấp và nhà bán lẻ và giao hàng tự động sẽ làm tăng hiệu quả của chuỗi cung ứng. Theo GE, năng suất công nghiệp cải tiến sẽ tạo ra 10 nghìn tỷ đến 15 nghìn tỷ GDP trên toàn thế giới trong 15 năm tới. Đây là hướng đi mà Việt Nam đang lựa chọn để phát triển.

5. IoT trong nông nghiệp

Nông nghiệp thông minh là một trong những lĩnh vực phát triển nhanh nhất của IoT. Nông dân đang sử dụng những thành tựu sâu sắc mang nhiều ý nghĩa từ dữ liệu để mang lại lợi tức đầu tư tốt hơn. Cảm nhận độ ẩm và chất dinh dưỡng của đất, kiểm soát việc sử dụng nước cho sự phát triển của cây và xác định phân bón tùy chỉnh là một số cách sử dụng đơn giản của IoT.

6. Bán lẻ thông minh

IoT cung cấp cơ hội cho các nhà bán lẻ kết nối với khách hàng để nâng cao trải nghiệm tại cửa hàng. Điện thoại thông minh sẽ là cách để các nhà bán lẻ duy trì kết nối với người tiêu dùng ngay cả khi ra khỏi cửa hàng. Tương tác thông qua điện thoại thông minh và sử dụng công nghệ Beacon có thể giúp các nhà bán lẻ phục vụ người tiêu dùng tốt hơn. Họ cũng có thể theo dõi đường đi của người tiêu dùng bên trong một cửa hàng để cải thiện cách bố trí cửa hàng và đặt các sản phẩm cao cấp ở khu vực có lưu lượng cao.

7. Sử dụng năng lượng thông minh

Lưới điện của tương lai sẽ chỉ được thiết kế thông minh mà còn có độ tin cậy cao. Khái niệm lưới điện thông minh đang trở nên rất phổ biến trên toàn thế giới.

Ý tưởng cơ bản nằm phía sau khái niệm lưới điện thông minh là việc thu thập dữ liệu theo kiểu tự động và phân tích hành vi người tiêu dùng hoặc nhà cung cấp điện để cải thiện hiệu quả cũng như sử dụng điện một cách kinh tế.

Lưới điện thông minh cũng sẽ có thể phát hiện các nguồn mất điện nhanh hơn và đến các cấp hộ gia đình cá thể thông qua bảng điều khiển năng lượng mặt trời, làm cho hệ thống năng lượng có thể được phân phối thật hợp lý.

8. IOT trong chăm sóc sức khỏe

Việc chăm sóc sức khỏe được kết nối vẫn là người khổng lồ đang ngủ yên và đã bắt đầu thức giấc trong các ứng dụng IoT. Khái niệm về hệ thống chăm sóc sức khỏe được kết nối và các thiết bị y tế thông minh mang tiềm năng to lớn không chỉ cho các công ty mà còn đem lại sự phong phú trong cuộc sống của mọi người nói chung.

Nghiên cứu cho thấy IoT trong chăm sóc sức khỏe sẽ phát triển rất lớn trong những năm tới. IoT trong chăm sóc sức khỏe là nhằm mục đích trao quyền cho mọi người sống cuộc sống lành mạnh hơn bằng cách đeo các thiết bị được kết nối. Dữ liệu được thu thập sẽ giúp phân tích cá nhân hóa sức khỏe một cá thể và cung cấp các chiến lược phù hợp để giúp chống lại bệnh tật.

9. Trong gia cầm và chăn nuôi

 Giám sát chăn nuôi là những gì liên quan về chăn nuôi và tiết kiệm chi phí trong chăn nuôi. Sử dụng các ứng dụng IoT để thu thập dữ liệu về sức khỏe của gia súc và gia cầm, người chăn nuôi biết sớm về tình trạng bệnh tật của con vật để có thể rút ra giải pháp phòng chống và giúp ngăn chặn số lượng lớn gia súc bị bệnh.

Với sự giúp đỡ của dữ liệu thu thập, người chăn nuôi có thể tăng sản lượng gia cầm và gia súc một cách bền vững.

10. Công nghệ nano

Hiện nay chúng ta đã có thể viết toàn bộ 24 tập của bách khoa toàn thư Brittanica trên đầu một cái ghim.

Ngày nay, công nghệ nano là cốt lõi của mọi ngành công nghiệp tiên tiến, từ chip máy tính đến các thế hệ vật liệu nano mới giúp mang lại các tính chất đặc biệt như siêu cường độ hoặc diện tích bề mặt nhiều hơn cho pin mặt trời. Thiết kế mọi thứ ở quy mô phân tử đang mở ra những khả năng có vẻ giống khoa học viễn tưởng hơn là thực tế khoa học.

Các ứng dụng trong tương lai hiện nay nằm trong phạm vi phát triển từ nanorobots có thể điều trị ung thư bằng cách tấn công các khối u ở cấp độ phân tử, có thể lập trình.

11. Bộ gen

Vào đầu thế kỷ này, sau hơn một thập kỷ và tiêu tốn mất vài tỷ đô la, các nhà khoa học đã lập bản đồ thành công bộ gen của con người. Ngày nay, genomics là công nghệ tiến bộ nhanh nhất trong tất cả. Tạp chí Nature gần đây đã công bố một cỗ máy sẽ sớm có mặt trên thị trường có thể giải mã bộ gen trong 15 phút với giá 900 đô la.

Các nhà khoa học cũng đang xây dựng một cơ sở dữ liệu về các protein mà gien mã hóa, được gọi là ENCODE, mở khóa những bí mật về cách thức hoạt động của máy móc sinh học. Điều đó mở ra cánh cửa cho một loạt các liệu pháp mới, chẳng hạn như các cơ quan tổng hợp, có thể kéo dài cuộc sống và giảm chi phí chăm sóc sức khỏe.

Ngoài ra còn có các ứng dụng quan trọng ngoài y học, tìm cách tạo ra các sinh vật như tảo, có thể tạo ra các hợp chất quan trọng, như nhiên liệu để chạy xe của chúng ta. Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đã đặt ra yêu cầu sản xuất 17% lượng dầu tiêu thụ hiện tại của chúng ta theo cách này vào năm 2022.

Vì vậy, tính đến việc chăm sóc sức khỏe chiếm gần 10% tổng GDP của các nền kinh tế tiên tiến (và gần gấp đôi so với ở Mỹ) và thêm vào đó là thị trường khổng lồ cho dầu mỏ, genomics được coi là một ngành thực sự có triển vọng rất lớn.

12. Trí tuệ nhân tạo (AI)

Ngày nay, chúng ta hiếm khi có thể vượt qua một ngày bình thường mà không cần sử dụng trí thông minh của máy. Máy tính tổ chức hậu cần khi chúng ta gửi một kiện hàng, đảm bảo rằng các sản phẩm phù hợp có trên kệ khi chúng ta đến cửa hàng, tổ chức các chuyến bay trực tuyến cho chúng ta và giúp có thể ra lệnh bằng giọng nó để gửi tin nhắn chính xác trên điện thoại thông minh.

Khi sức mạnh xử lý trở nên dồi dào và rẻ tiền, nơi máy tính đáp ứng hoặc vượt quá khả năng của con người cho các nhiệm vụ chung. Chẳng hạn, trong Thử thách đô thị DAPRA, ô tô tự điều hướng các đường phố trong thành phố. Ray Kurzweil tin rằng máy tính sẽ đủ khả năng mô phỏng bộ não của con người trong vòng 20 năm.

13. Robotics

Robotics hiện đang bước vào thời kỳ hoàng kim. Microsoft đang xây dựng một nền tảng lập trình tiêu chuẩn cho công nghệ. Các công ty như Willow Garage đang quảng bá một nền tảng nguồn mở. Chính phủ Hoa Kỳ đã tạo ra một Sáng kiến Robot quốc gia để thúc đẩy sự đổi mới lớn hơn.

 Bây giờ đã có robot trong chiến trường giúp giải cứu những người lính bị thương ở những nơi nguy hiểm, trong khi một thiết kế robot tương tự có thể giúp bệnh nhân từ giường đến xe lăn. Có một bàn tay khéo léo có thể nhặt một bóng đèn mà không làm vỡ nó, hay một cánh tay siêu tốc có thể di chuyển 200 vật thể mỗi phút và thậm chí là một robot phục vụ đời sống thông thường.

Một điều mà robot không thể làm là tự mình đưa ra những đánh giá quan trọng, tuy nhiên khi AI mạnh mẽ trở thành hiện thực, robot có lẽ cũng sẽ làm được điều đó.

14. Năng lượng dựa trên công nghệ

Năng lượng là một thành phần khổng lồ khác của đời sống kinh tế, chiếm khoảng 10% GDP toàn cầu. Thế kỷ 21, chúng ta sẽ ngày càng dựa vào năng lượng dựa trên công nghệ, với ưu điểm sẽ không chỉ sạch hơn, mà còn rẻ hơn và phong phú hơn.

Hiện tại, hiệu suất pin mặt trời là khoảng 15% và chỉ đủ cạnh tranh với tỷ lệ lưới điện hiện tại. Tuy nhiên, một nhà máy mới hiện đại sẽ đạt được hiệu suất 21% và các công nghệ thử nghiệm đã đạt đến hiệu suất 34%. Thêm vào đó là lợi ích song song trong sản xuất và lắp đặt chi phí và năng lượng mặt trời có thể bằng một nửa giá than vào năm 2030. Khai thác năng lượng mặt trời là thế mạnh trời cho của Việt Nam.

Nhưng điều đó chỉ là một nửa câu chuyện. Công nghệ sản phẩm mới hơn cũng hiệu quả hơn nhiều. Màn hình phẳng mới tuyệt vời sử dụng ít hơn 50% năng lượng của loại cũ và thế hệ bộ OLED tiếp theo thậm chí sẽ cải thiện xa hơn điều đó.

Thêm vào đó là xu hướng tương tự về gió, nhiên liệu dựa trên tảo, nhà máy hạt nhân thế hệ thứ 4 (không cần chôn chất thải) và năng lượng dựa trên công nghệ sẽ là một ngành tăng trưởng khổng lồ trong nhiều thập kỷ tới.

Giải pháp cho đô thị thông minh

Bây giờ, chúng ta thử đề cập tới một lĩnh vực cụ thể là xây dựng các đô thị thông minh. Để hình thành và phát triển có hiệu quả đề án đô thị thông minh, cũng như cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, cần phải thông qua các công nghệ ICT (Information and Communication Technologies) hiện đại. Ví dụ như mạng lưới IoT và điện toán đám mây, đi kèm big data… đó là các công cụ mạnh giúp cho chính quyền đô thị cung cấp tốt dịch vụ và tiện ích cho các cộng đồng dân cư.

Tuy nhiên, điều quan trọng hơn chính là các giải pháp thực thi phải hướng đến sự đồng thuận cao nhất của các bên liên quan trong cộng đồng, làm sao để các dữ liệu tích hợp thu được từ cộng đồng mang tính tích cực. Dữ liệu được thu thập và phân tích sẽ giúp cải thiện các chính sách và dịch vụ công của thành phố. Từ đó, dữ liệu dùng chung này sẽ giúp giải quyết tốt hơn các nhu cầu của người dân và doanh nghiệp, môi trường sống ngày càng hoàn thiện.

Đối với các tiêu chí để đánh giá đô thị thông minh, cần chú ý trước mắt sáu thành tố. Thứ nhất là kinh tế thông minh, bao gồm tinh thần khởi nghiệp, tính sáng tạo, tính linh hoạt thích ứng với biến đổi thị trường, khả năng hội nhập quốc tế, khả năng chuyển đổi số, du lịch trang trại thông minh…

Thứ hai là môi trường thông minh. Cần tạo môi trường đầu tư hấp dẫn, lưới điện và mạng lưới cung cấp internet thông minh, khắc phục ô nhiễm, bảo vệ môi trường, xử lý rác theo công nghệ thông minh, biến rác thành năng lượng cũng như tìm kiếm các dạng năng lượng sạch và thông minh khác. Môi trường thông minh phải ứng phó hiệu quả với ngập lụt, giao thông thuận lợi, phòng cháy chữa cháy từng bước bằng công nghệ hiện đại, hiệu quả và thân thiện môi trường, không gây hư hỏng các mạch điện tử, đồng thời còn phải quản lý tài nguyên bền vững.

Thứ ba là quản lý thông minh, tức sự tham gia của người dân trong các quyết sách, dịch vụ công, dịch vụ xã hội, tính minh bạch, chính sách và tầm nhìn.

Thứ tư là sự cơ động thông minh. Chính quyền điện tử với quyết sách thông minh, giám sát, dự báo ngập lụt và điều phối phương tiện giao thông tránh ùn tắc bằng hệ thống ITS (Intelligent Transportation Systems); các kết nối thuận lợi với quốc tế bằng năng lực của hạ tầng công nghệ thông tin với băng thông lớn, thu thập số liệu tự động; theo dõi tức thời bằng công nghệ nhận dạng đối tượng bằng sóng vô tuyến RFID (Radio Frequency Identification).

Thứ năm là cuộc sống thông minh với hệ thống giao thông an toàn, hữu hiệu, tiện lợi, truy xuất nguồn gốc thực phẩm nhanh chóng, tiện ích văn hóa - giáo dục - y tế, an toàn cá nhân, chất lượng nhà ở, sinh hoạt, tính kết nối chặt các bên liên quan với cộng đồng, môi trường làm việc an toàn, an ninh mạng được bảo đảm…

Và thứ sáu là người dân thông minh. Đó là chất lượng thật của bằng cấp, khả năng tự học hỏi suốt đời của mỗi cá nhân, tính đa dạng về văn hóa và sắc tộc, tính sáng tạo, tính năng động của công dân, sự tham gia tích cực vào hoạt động cộng đồng.

Trong xây dựng đô thị thông minh thành công, rất cần sự minh bạch và chia sẻ thông tin, tham gia đồng bộ của bốn tác nhân, bao gồm chính quyền; nhà khoa học (các viện, trường); giới doanh nghiệp, kể cả các định chế tài chính trong và ngoài nước cùng các tổ chức xã hội.

Và đặc biệt là người dân có ý thức góp sức cùng chính quyền xây dựng cộng đồng ngày một văn minh, hiện đại hơn. Có thể nói, điều tiên quyết để đề án thành công chính là người dân được tham gia quản lý đô thị, cải cách hành chính và giám sát chính quyền.

Việc xây dựng đô thị thông minh đòi hỏi phải thiết lập ban chỉ đạo dưới sự lãnh đạo của người đứng đầu các địa phương và rất cần phải nghĩ đến việc tham gia ngay từ đầu của người dân.

Tóm lại. thành phố thông minh là một ứng dụng mạnh mẽ của vạn vật kết nối (IoT) tạo ra sự tò mò trong hầu hết người dân trên thế giới. IoT sẽ giải quyết các vấn đề lớn mà người dân sống ở các thành phố phải đối mặt như ô nhiễm, tắc nghẽn giao thông và thiếu nguồn cung cấp năng lượng…

Bằng cách cài đặt các cảm biến và sử dụng các ứng dụng web, người dân có thể tìm thấy các chỗ đậu xe miễn phí có sẵn trên toàn thành phố. Ngoài ra, các cảm biến có thể phát hiện các vấn đề giả mạo chỉ số đồng hồ, trục trặc chung và bất kỳ vấn đề lắp đặt nào trong hệ thống điện.

Phần kết

Công nghệ không hoạt động trong chân không, nhưng ở bên trong các hệ sinh thái. Động cơ đốt trong được phát triển vào thế kỷ 19 đã tạo ra ngành công nghiệp ô tô thống trị thế kỷ 20. Đến lượt mình, ô tô đã tạo ra vùng ngoại ô, trạm xăng, trung tâm mua sắm và tầm quan trọng chiến lược làm thay đổi hành vi của các quốc gia lớn.

Theo cách tương tự, các ngành công nghiệp của thế kỷ 21 sẽ đan xen. Những tiến bộ của thế kỷ 20 trong công nghệ thông tin đang cung cấp năng lượng cho công nghệ nano, genomics và AI mạnh mẽ. Đến lượt những thứ này đang tạo ra năng lượng tiên tiến và robot, điều này sẽ làm thay đổi văn hóa và xã hội hoàn toàn giống như ô tô và dầu mỏ đã làm cách đây một thế kỷ.

Cách chúng ta tư duy, định hình và xây dựng là cách chúng ta sống. Công nghệ thế kỷ 21 đã giúp giảm nghèo toàn cầu, điều này đang thúc đẩy mọi người đến các trung tâm đô thị và tạo ra căng thẳng khi các nền văn hóa trộn lẫn và không thể tránh khỏi xung đột. Trên hết, sự khác biệt chính giữa thế kỷ này và trước kia sẽ là tốc độ, và các công nghệ mới là phi tuyến và phát triển theo cấp số nhân.

Cơ sở hạ tầng viễn thông nước ta được xây dựng khá tốt. Kinh tế số được hình thành, phát triển nhanh, ngày càng trở thành bộ phận quan trọng của nền kinh tế; công nghệ số được áp dụng trong các ngành công nghiệp, nông nghiệp và dịch vụ; xuất hiện ngày càng nhiều hình thức kinh doanh, dịch vụ mới, xuyên quốc gia, dựa trên nền tảng công nghệ số và internet đang tạo nhiều cơ hội việc làm, thu nhập, tiện ích, nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân. Việc xây dựng Chính phủ điện tử, tiến tới Chính phủ số được triển khai quyết liệt.

Những chuẩn bị này và các giải pháp khắc phục đồng bộ khác sẽ đem lại những bước tiến nhanh trong kinh tế-xã hội- mức sống, giúp đuổi bắt kịp sự phát triển theo xu thế chung của thế giới và giúp nâng chất cho cuộc sống toàn dân. Ngày mai tốt đẹp bắt đầu từ những tiếp cận thông minh, đột phá và quyết đoán của chúng ta ngày hôm nay.

TSKH Trần Quang Thắng
Phó Chủ nhiệm CLB các nhà kinh tế
Viện trưởng Viện Kinh tế và Quản lý TP.HCM