Top 10 xu hướng công nghệ phát triển mạnh trong 5 năm tới

Công nghệ đang thay đổi thế giới một cách mạnh mẽ trên các phương diện cuộc sống đặc biệt là trong các hoạt động kinh doanh.

Dưới đây là 10 xu hướng công nghệ nổi bật trong 5 năm tới được chọn lọc từ  báo cáo “Top trends in Tech” của MC Kinsey & Company, Báo cáo toàn cảnh đổi mới sáng tạo mở Việt Nam 2021, do Trung tâm Hỗ trợ khởi nghiệp Quốc gia (NSSC) và BambuUP  phát hành năm 2021.

1. Tự động hóa và thực tế ảo (Automation & Virtualization)

Tự động hóa là việc tạo ra và ứng dụng các công nghệ để sản xuất, cung cấp hàng hóa và dịch vụ với sự can thiệp tối thiểu của con người.

Tự động hóa - bao gồm robot, trí thông minh nhân tạo và công nghệ thực tế ảo - hứa hẹn sẽ giúp các nước giải quyết tình trạng thiếu hụt lao động trong nhiều lĩnh vực, đạt năng suất tương đương hơn hàng tỷ lao động toàn thời gian, theo báo cáo vừa được Viện nghiên cứu toàn cầu McKinsey công bố.

Báo cáo chỉ rõ hiện nay chỉ 5% các ngành nghề có thể hoàn toàn tự động hóa, mặc dù hơn 60% công việc có thể được tự động hóa một phần.

Máy móc rõ ràng sẽ tác động đến hàng loạt lĩnh vực, tuy nhiên còn tùy quốc gia.

Sự tự động hóa dự kiến tập trung vào các nước có dân số lớn hoặc lương cao, hoặc cả hai như Trung Quốc, Ấn Độ, Nhật Bản, Mỹ.

Nếu các yếu tố này thuận lợi, hơn 50% công việc có thể tự động hóa vào năm 2025.

2. Tương lai của sự kết nối (Future of Connectivity)

Theo báo cáo Di động mới nhất (Mobility Report) của Ericsson, đến năm 2026, cứ 10 thuê bao di động thì có 4 thuê bao 5G.

Tốc độ tăng trưởng thuê bao và tốc độ mở rộng vùng phủ 5G hiện tại khẳng định rằng 5G là thế hệ công nghệ kết nối di động được triển khai nhanh nhất từ trước đến nay.

Theo ước tính của báo cáo, đến cuối năm 2020, hơn 1 tỷ người - 15% dân số thế giới - sẽ được phủ sóng 5G.

Đến cuối năm nay, dự kiến toàn thế giới sẽ có 220 triệu thuê bao 5G.

Đến năm 2026, dự báo 60% dân số thế giới sẽ được phủ sóng 5G và số lượng thuê bao 5G đạt 3,5 tỷ, chiếm 50% lưu lượng dữ liệu.

5G cũng sẽ là công nghệ phổ biến thứ nhì tại Đông Nam Á và châu Đại Dương vào năm 2026, chỉ sau LTE, với hơn 380 triệu thuê bao, chiếm 32% tổng số thuê bao di động.

Tại Đông Nam Á và châu Đại Dương, lưu lượng dữ liệu di động tiếp tục tăng ổn định với tốc độ tăng trưởng hàng năm (CAGR) đạt 33% trong giai đoạn dự báo.

Năm 2026, dự kiến tổng lưu lượng dữ liệu di động mỗi tháng sẽ lên tới 32 EB, tương đương 33 GB trên mỗi điện thoại thông minh.

Các nhà mạng ở những vùng địa lý khác nhau đưa ra những gói cước đa dạng và hấp dẫn, đáp ứng sự tăng trưởng nhu cầu tiêu thụ dữ liệu di động.

Dự kiến có tới 80% dân số thế giới sẽ được tiếp cận với 5G trước năm 2030.

3. Cơ sở hạ tầng phân tán (Distributed Infrastructure)

Điện toán đám mây phân tán là mô hình đám mây có sự kết hợp giữa nhiều vị trí vật lý triển khai các dịch vụ được phân phối trên đám mây.

Với các dịch vụ kết hợp đóng gói, các dịch vụ đám mây công cộng (thường bao gồm phần cứng và phần mềm cần thiết) giờ đây có thể được phân phối đến các vị trí thực tế khác nhau, chẳng hạn như điểm biên.

Trong đám mây phân tán, quyền sở hữu, vận hành, quản trị, cập nhật và phát triển của các dịch vụ vẫn thuộc trách nhiệm của nhà cung cấp đám mây công cộng ban đầu.

Đây là một sự thay đổi đáng kể từ mô hình hầu như tập trung của hầu hết các dịch vụ đám mây công cộng và mô hình liên quan đến khái niệm đám mây chung.

Nó sẽ dẫn đến một kỷ nguyên mới trong điện toán đám mây.

“Điện toán đám mây hứa hẹn rằng khách hàng sẽ đạt được lợi thế từ một số đề xuất chính.

Chẳng hạn như bằng cách chuyển trách nhiệm và công việc vận hành cơ sở hạ tầng phần cứng và phần mềm cho các nhà cung cấp đám mây.

Hay tận dụng tính đàn hồi của đám mây, hưởng lợi từ tốc độ đổi mới đồng bộ với đám mây công cộng nhà cung cấp, và nhiều hơn nữa “ đó là lời của ông David Smith chuyên gia phân tích đến từ Gartner.

Dự đoán trên 75% cơ sở dữ liệu của doanh nghiệp sẽ được thực hiện bằng điện toán đám mây trước năm 2025.

4. Thế hệ mới của điện toán (Next Generation of computing)

Máy tính lượng tử (còn gọi là siêu máy tính lượng tử) là một thiết bị tính toán sử dụng trực tiếp các hiệu ứng của cơ học lượng tử như tính chồng chập và vướng víu lượng tử để thực hiện các phép toán trên dữ liệu đưa vào.

Máy tính lượng tử có phần cứng khác hẳn với máy tính kỹ thuật số dựa trên tranzitor.

Trong khi máy tính kỹ thuật số đòi hỏi dữ liệu phải được mã hóa thành các chữ số nhị phân (bit), mà mỗi số được gán cho một trong hai trạng thái (0 và 1), tính toán lượng tử sử dụng các qubit (bit lượng tử) mà chúng có thể ở trong trạng thái chồng chập lượng tử.

Thế hệ siêu máy tính mới này sử dụng kiến thức về cơ học lượng tử (lĩnh vực vật lý nghiên cứu các hạt nguyên tử và hạ nguyên tử) để khắc phục những hạn chế của máy tính truyền thống.

Mặc dù trong thực tế, tính toán lượng tử phải đối mặt với các vấn đề rõ ràng liên quan đến khả năng mở rộng và tính không nhất quán nhưng nó có thể thực hiện nhiều hoạt động đồng thời và loại bỏ những hạn chế về khả năng xử lý.

Tính toán lượng tử hứa hẹn mở ra một cách hoàn toàn mới về xử lý thông tin.

Các máy tính lượng tử xử lý thông tin song song, nghĩa là nó không cần mất thời gian chờ đợi một chuỗi thông tin được xử lý trước khi chúng được tính toán.

Bit lượng tử – đơn vị thông tin của chúng, là một dạng lai có thể là một hoặc không cùng một lúc. Một phương thức lượng tử, hoặc qumode, mở rộng toàn bộ phổ của các biến giữa 0 và 1 – các giá trị đúng đến điểm thập phân.

Các nhà nghiên cứu đang thực hiện các lối tiếp cận khác nhau để tạo ra một cách hiệu quả số lượng các qumode cần thiết để đạt được các tốc độ lượng tử.

Thị trường máy tính lượng tử được dự đoán là đạt tới 1000 tỉ USD tổng giá trị tiềm năng của các trường hợp ứng dụng máy tính lượng tử ở quy mô toàn diện vào năm 2035.

Đây là một chủ đề nóng để cho các nhà đầu tư và nhà khoa học bởi tiềm năng của nó trong việc giải quyết những bài toán phức tạp.

5. Ứng dụng AI (Applied AI)

Ngày nay, hễ nhắc tới các thiết bị điện tử hay bất cứ thiết bị nào người ta đều nhắc đến trí tuệ nhân tạo được tích hợp trên thiết bị đó.

AI hay trí thông minh nhân tạo (Artificial intelligence – viết tắt là AI) là một ngành thuộc lĩnh vực khoa học máy tính (Computer science).

AI là trí tuệ do con người lập trình tạo nên với mục tiêu giúp máy tính có thể tự động hóa các hành vi thông minh như con người.

Trí tuệ nhân tạo khác với việc lập trình logic trong các ngôn ngữ lập trình là ở việc ứng dụng các hệ thống học máy (machine learning) để mô phỏng trí tuệ của con người trong các xử lý mà con người làm tốt hơn máy tính.

Cụ thể, trí tuệ nhân tạo giúp máy tính có được những trí tuệ của con người như: biết suy nghĩ và lập luận để giải quyết vấn đề, biết giao tiếp do hiểu ngôn ngữ, tiếng nói, biết học và tự thích nghi,…

Tuy rằng trí thông minh nhân tạo có nghĩa rộng như là trí thông minh trong các tác phẩm khoa học viễn tưởng, nó là một trong những ngành trọng yếu của tin học.

Trí thông minh nhân tạo liên quan đến cách cư xử, sự học hỏi và khả năng thích ứng thông minh của máy móc.

AI hiện tại được ứng dụng trong rất nhiều ngành nghề trong cuộc sống như: vận tải, sản xuất, y tế, giáo dục, truyền thông , dịch vụ…

Công nghệ AI trong tương lai sẽ giúp trên 75% tất cả các điểm chạm trên môi trường số sẽ được cải thiện về tính ứng dụng, cá nhân hoá và tăng tỉ lệ chuyển đổi.

6. Tương lai của chương trình máy tính (Future of Programming)

Với máy tính sử dụng các loại vật liệu xử lý thông tin trong tương lai, có thể được kì vọng là sẽ giải quyết phần lớn các vấn đề mà máy tính điện tử hiện tại đang tồn tại như:

Xử lý thông tin nhanh hơn với cùng kích thước và năng lượng, tiêu ngốn ít hơn trong quá trình xử lý thông tin.

Một điều dễ nhận thấy là công nghệ phần cứng thay đổi với tốc độ quá nhanh, trong khi đó, các công nghệ hay các ngôn ngữ lập trình gần như chẳng mấy thay đổi trong suốt nhiều năm.

Gần đây, các công ty công nghệ lớn đều muốn xây dựng lợi thế của riêng mình bằng cách tự xây dựng ngôn ngữ mới.

Nhưng đừng lo lắng, nếu bạn biết ngôn ngữ PHP thì về cơ bản, bạn đã biết ngôn ngữ Hack của Facebook, hoặc nếu bạn biết C++ thì sẽ chẳng khó khăn gì để học ngôn ngữ Swift của Apple…

Trong tương lai thế hệ máy tính và ngôn ngữ lập trình mới sẽ giúp giảm 30 lần thời gian cần thiết để phát triển phần mềm và phân tích.

7. Mô hình bảo mật (Trust Architecture)

Tập đoàn công nghệ Cisco dự đoán blockchain giải quyết nhiều vấn đề kinh tế và có thể chiếm 10% GDP thế giới trong vài năm tới.

Cisco mới đây công bố một báo cáo về công nghệ blockchain, lý giải tầm lớn rộng của sự đổi mới và tương lai của ngành công nghiệp này.

Đó là khi các ngành công nghiệp khắp nơi nghiên cứu sử dụng blockchain để gia tăng độ tin cậy và giải quyết các thách thức liên quan đến tính phức tạp, minh bạch và bảo mật.

Theo đó, 83% CEO tin tưởng sự đáng tin cậy là nền tảng của nền kinh tế kỹ thuật số và dự đoán thị trường blockchain đạt giá trị 9,7 tỷ USD vào 2021.

Cisco cũng dự đoán 10% GDP toàn cầu vào 2027 nằm ở blockchain.

Ngành công nghiệp blockchain ngày càng phát triển với vai trò tạo nền tảng cho kỷ nguyên của một nền kinh tế lập trình, được dự đoán mang đến hiệu quả và giá trị kinh doanh mới vượt quá 3.000 tỷ USD vào 2030.

“Giờ đây các tổ chức phải tăng cường quản lý dữ liệu và giao dịch giữa số lượng lớn các bên không tin cậy, tạo ra những thách thức xung quanh tính minh bạch, phức tạp và bảo mật”, báo cáo chỉ ra.

Công nghệ blockchain có thể mang lại lợi ích cho doanh nghiệp cũng như nền kinh tế toàn cầu trong một thế giới đang ngày càng được số hóa.

Theo đó, các ứng dụng phát triển dựa trên công nghệ blockchain có thể xây dựng nền tảng đáng tin cậy thông qua số hóa quy trình kinh doanh, mã hóa tài sản và các hợp đồng phức tạp.

8. Cách mạng sinh học (Bio Revolution)

Phương pháp giải trình tự gen thế hệ mới (next generation sequencing – NGS) ra đời giúp y học có thể ứng dụng trong chẩn đoán, điều trị và cải thiện tình trạng sức khỏe với chi phí rẻ, hiệu quả cao.

Sự tò mò về hệ gen người thúc đẩy con người tiến hành nghiên cứu.

Khởi đầu với sự phát hiện ra cấu trúc DNA, rồi tới những bước tiến dài đã đạt được trong hiểu biết phức tạp, đa dạng về hệ gen.

Một loạt các hóa chất và thiết bị được đổi mới hỗ trợ cho khởi đầu của dự án Hệ gen người.

Nhưng trở ngại về lưu lượng xử lý của giải trình tự khiến các nhà khoa học gặp phải khó khăn.

Để rồi, sự ra mắt của nền tảng giải trình tự gen hiệu năng cao đầu tiên ra đời năm 2000.

Phương pháp đó được đặt tên là phương pháp giải trình tự gen thế hệ mới NGS.

Với công nghệ hiện đại, phương pháp giải trình gen thế hệ mới có thể giải mã đồng loạt hàng triệu trình tự DNA cùng một lúc.

Điều này giúp nâng cao hiệu suất giải mã gen của động vật sống nói chung và con người nói riêng.

Sau hơn 10 năm ra đời, các kỹ thuật giải trình tự gen đã không ngừng phát triển và tăng lưu lượng xử lý, từ con số 100 lên tới 1000 lần, khiến việc xét nghiệm gen không còn phức tạp như trước.

Đồng thời các kỹ thuật này giúp giảm tới 45 lần chi phí để giải trình tự bộ gen người so với 10 năm trước.

9. Vật liệu thế hệ mới (Next-generation materials)

Một trong những thành quả khoa học đáng ngạc nhiên của công cuộc đổi mới vật liệu xây dựng là vật liệu xây dựng sống (Living Building Materials - LBM).

Số lượng bằng sáng chế vật liệu LBM mới đã tăng trưởng gấp 10 lần trong giai đoạn 2008-2018.

LBM là một lĩnh vực nghiên cứu đang được mở rộng nhanh chóng, phục vụ nhiều mục tiêu khác nhau, từ giảm phát thải carbon, tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên, phát triển các đặc tính sáng tạo đến tăng cường hấp thụ carbon.

Dưới đây là một số vật liệu LBM tiêu biểu:

Tại Đại học Colorado Boulder (Mỹ), phòng thí nghiệm Vật liệu Sống đã nghiên cứu ra một loại vật liệu xây dựng mới không chứa xi măng và có thể tái chế hoàn toàn.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng vi khuẩn lam, loại vi sinh vật màu xanh lục tương tự như tảo (sử dụng CO2 và ánh sáng mặt trời để phát triển) để sản xuất xi măng sinh học giúp cô lập CO2 trong cấu trúc.

Công nghệ này đã được công ty Biomason ứng dụng trong sản phẩm xi măng thương mại mang tên Biocement, từ đó tạo ra những công trình xây dựng bền vững từ vật liệu sinh học, an toàn và thân thiện với môi trường tự nhiên.

Bên cạnh vật liệu sống từ vi khuẩn, sợi nấm cũng được sử dụng trong sáng chế vật liệu sinh học với đặc tính cách nhiệt tốt, có khả năng chống cháy và không tạo ra khí độc.

Sợi nấm cũng là loại sinh vật sinh trưởng nhanh và tạo ra một dạng cấu trúc rỗng, nhẹ mà bền chắc.

Dựa vào đặc tính này, năm 2014, công ty kiến trúc The Living đã tạo ra Hy-Fi, công trình kiến trúc quy mô lớn đầu tiên được làm bằng gạch sợi nấm.

Sau quá trình "trồng" trong khoảng thời gian 5 ngày, những viên gạch hoàn chỉnh được xếp chồng lên nhau để tạo ra một cấu trúc gồm ba hình trụ hợp nhất.

Tại Học viện Bách khoa Worcester, một trong những trường đại học kỹ thuật và công nghệ đầu tiên của Hoa Kỳ, các nhà nghiên cứu đã phát triển một loại bê tông tự phục hồi biến CO2 trong khí quyển thành các tinh thể canxi cacbonat.

Các tinh thể canxi cacbonat có khả năng bịt kín các vết nứt nhỏ cỡ milimet và ngăn ngừa sự hư hại và hao mòn vật liệu.

Loại bê tông tự phục hồi đặc biệt này còn có độ bền gấp 4 lần bê tông truyền thống, từ đó kéo dài tuổi thọ của công trình xây dựng và tiết kiệm chi phí sửa chữa, bảo dưỡng.

Trong khi đó, phòng thí nghiệm Nghiên cứu Thiết kế tích hợp tại Đại học Bắc Carolina Charlotte (Mỹ) đã phát triển một hệ thống mặt tiền vi tảo có tên Biochromic Window.

Vi tảo này với khả năng có thể thay đổi linh hoạt để cải thiện chất lượng không khí trong nhà và sản xuất năng lượng tái tạo thông qua các bộ phản ứng quang học tích hợp.

Có thể thấy, công nghệ vật liệu xây dựng sống đã cho ra đời một thế hệ vật liệu vượt khỏi hình dung thông thường của con người về vật liệu xây dựng, không chỉ là vật liệu được tổng hợp từ nguyên liệu sinh học mà là loại vật liệu hình thành từ quá trình sinh trưởng của vi sinh vật.

10. Tương lai của công nghệ sạch (Future of clean Technologies)

Phát triển năng lượng xanh, còn gọi là năng lượng tái tạo, đang dần chiếm vị trí quan trọng trong sự phát triển kinh tế bền vững ở các nước.

Quá trình chuyển đổi sang năng lượng tái tạo là sự thay đổi về chính sách, cơ cấu, công nghệ từ sản xuất, tiêu thụ các nguồn năng lượng hóa thạch truyền thống (như than, dầu, khí tự nhiên) sang các nguồn năng lượng tái tạo, bền vững (như gió, mặt trời, nước, sinh khối, hydro, nhiên liệu sinh học…).

Việc đầu tư dài hạn vào năng lượng tái tạo có thể giúp ổn định giá năng lượng và giảm sự phụ thuộc của Liên minh châu Âu (EU), khi có tới 90% lượng khí đốt ở khu vực này được nhập khẩu.

Từ cuối năm 2018, kế hoạch “Năng lượng sạch cho toàn châu Âu” ra đời.

Theo đó, các thành viên EU dần chuyển đổi sang nền kinh tế có mức độ thải khí carbon thấp, an toàn sức khỏe cho người dân và góp phần tăng khả năng cạnh tranh cho nhiều ngành công nghiệp.

Đức có những bước chuyển mình mạnh mẽ trong việc đưa năng lượng tái tạo trở thành mục tiêu phát triển hàng đầu để thay thế khí đốt.

Tham vọng của Berlin là trở thành quốc gia đi đầu tại châu Âu trong lĩnh vực năng lượng tái tạo, nhất là khẳng định vị thế thống trị trong ngành điện gió.

Theo quy định trong Luật Năng lượng tái tạo (Luật EEG) của Đức, chậm nhất đến năm 2025, năng lượng tái tạo phải chiếm đến 40-45%; vào năm 2035, con số này là 55-60% trong cơ cấu năng lượng của quốc gia này.

Thay cho 20 nhà máy điện đốt than, Đức sử dụng năng lượng được sản xuất từ hơn 1 triệu tấm thu năng lượng mặt trời đặt trên các tòa nhà và dọc theo các xa lộ, bổ sung 30 terawatt giờ (TWh) vào mạng lưới điện của nước này.

Cho đến nay, khoảng 25% nguồn năng lượng của Đức được sản xuất từ các nguồn tái tạo như gió, mặt trời và năng lượng sinh khối, đạt tỷ lệ cao nhất trong các quốc gia công nghiệp hùng mạnh.

Tại Pháp, Bộ Môi trường tuyên bố ngừng trợ cấp cho việc lắp đặt các lò sưởi khí đốt dân dụng mới và tăng cường hỗ trợ sưởi ấm bằng năng lượng tái tạo, nhằm giảm sự phụ thuộc vào xuất khẩu nhiên liệu hóa thạch của Nga.

Để giảm nhu cầu khí đốt, Pháp sẽ đẩy nhanh việc thay thế các lò sưởi hiện nay sang hệ thống sưởi sử dụng máy bơm nhiệt và máy sưởi sinh khối, bao gồm cả các hệ thống hybrid.

Từ ngày 15-4 cho đến hết năm 2022, Pháp tăng trợ cấp thêm 1.000 EUR (1.102 USD) cho hệ thống sưởi ấm trong khu dân cư.

Mỹ luôn phụ thuộc rất nhiều vào nhiên liệu hóa thạch như khí tự nhiên, dầu và than đá để sản xuất năng lượng.

Tuy nhiên, xu hướng này hiện đang thay đổi nhanh chóng khi Mỹ đẩy mạnh thực hiện quy hoạch phát triển năng lượng sạch đến năm 2050.

Chính phủ Mỹ đã đầu tư rất lớn cho việc phát triển cơ sở hạ tầng các nhà máy sản xuất năng lượng tái tạo, cũng như các ngành công nghiệp sản xuất thay thế dần động cơ sử dụng năng lượng sạch.

Bang California (Mỹ) đã xây dựng 2 nhà máy điện mặt trời lớn nhất thế giới.

Đó là Trang trại Quang điện Topaz (công suất 550MW) và Nhà máy Ivanpah (công suất 392MW).

Thành phố Babcock Ranch ở bang Florida (Mỹ) đã trở thành một trong những thành phố bền vững và thân thiện với môi trường bậc nhất trên thế giới. Tại đây, 100% điện năng sử dụng đều từ năng lượng tái tạo và áp dụng theo công nghệ điện lưới thông minh.

Từ một đất nước chủ yếu dựa vào nguồn nhiên liệu hóa thạch, Trung Quốc xem việc phát triển nguồn năng lượng tái tạo là nhiệm vụ trọng tâm.

Điều đó được nhấn mạnh trong kế hoạch hiện đại hóa công nghiệp “Made in China 2025”, mục tiêu đưa Trung Quốc trở thành quốc gia hàng đầu trong lĩnh vực năng lượng tái tạo.

Trong tổng kết kế hoạch 5 năm từ 2016-2020, tổng đầu tư của Trung Quốc vào ngành công nghiệp này đã lên đến hơn 360 tỷ USD.

Với xu hướng năng lượng sạch phát triển mạnh mẽ lan tỏa ra toàn cầu, dự kiến trên 75% năng lượng trên thế giới sẽ được sản xuất với năng lượng tái tạo trước năm 2050.

Đây cũng chính là các xu hướng và tác nhân chính đang thúc đẩy những đổi mới và tạo ra những tác động đáng kể đến bối cảnh xã hội, năng suất kinh tế và tăng trưởng khu vực ở châu Á.