Vén màn bí mật những cỗ máy tương lai của năm 2100

Vậy những cỗ máy thay đổi tương lai vào năm 2100 sẽ như thế nào? Chúng sẽ làm cho cuộc sống của chúng ta tốt hơn, sạch, an toàn, hiệu quả và thú vị hơn như thế nào?

30 chuyên gia, nhà khoa học, kỹ sư, nhà tương lai học và các tổ chức trong năm lĩnh vực khác nhau, bao gồm biến đổi khí hậu, quân sự, cơ sở hạ tầng, giao thông vận tải và thám hiểm không gian trên toàn thế giới đã cùng thảo luận và đưa ra dự đoán về những cỗ máy sẽ thay đổi tương lai nhân loại vào năm 2100.

Công nghệ năng lượng mặt trời và nhiệt hạch

Vào năm 2100, mực nước biển trên thế giới được dự đoán sẽ tăng lên bất cứ nơi nào trong khoảng từ 1 feet đến 12 feet (khoảng 30cm-365cm), khiến hàng tỷ người gặp nguy hiểm. Bất chấp những lời cảnh báo thảm khốc và nỗi sợ hãi có cơ sở này, con người luôn có sở trường để thích nghi.

Đầu tiên là giải quyết vấn đề lớn nhất - ô nhiễm. Nếu nhiên liệu hóa thạch không còn tồn tại, thì điều gì sẽ cung cấp năng lượng cho thế giới của chúng ta vào năm 2100? Thủy điện, điện gió đều là những lựa chọn hiển nhiên, nhưng công nghệ năng lượng mặt trời và nhiệt hạch mới là hứa hẹn nhất.

Mặc dù năng lượng mặt trời đã là một bánh răng quan trọng trong bất kỳ mạng lưới năng lượng hiện đại nào hiện nay, nhưng vào năm 2100, năng lượng mặt trời có thể đóng một vai trò trung tâm hơn nhiều. John Mankins, cựu kỹ thuật viên trưởng của NASA giải thích rằng: "Một cỗ máy vệ tinh năng lượng mặt trời với nguồn năng lượng không dây tầm xa, cung cấp một lượng lớn năng lượng mặt trời giá cả phải chăng cho thị trường toàn cầu sẽ cung cấp năng lượng sạch cho hành tinh của chúng ta trong nhiều thập kỷ từ giờ".

Tuy nhiên, việc tiếp cận năng lượng mặt trời mới chỉ là bước đầu tiên, chúng ta vẫn cần tìm ra cách để lưu trữ nó. Theo giám đốc toàn cầu của tập đoàn thiết kế công trình xanh AECOM, Josh Sawislak cho biết vào năm 2100, họ có thể đã giải quyết được vấn đề này bằng cách biến mọi thứ trở thành bộ thu năng lượng mặt trời, từ sơn trên ngôi nhà của chúng tôi đến nhựa đường trên đường. Sau đó, con người sẽ lưu trữ năng lượng này trong một thiết bị năng lượng mặt trời nhỏ, di động có kích thước bằng một chiếc điện thoại thông minh thời hiện đại. Sawislak nói thêm: "Tôi sẽ có một thiết bị nhỏ để có thể chạy ô tô của mình, thay vì xăng".

Năng lượng của mặt trời sẽ rất hữu ích cho con người trong tương lai, đến mức năng lượng carbon sẽ biến mất, gần như hoàn toàn. Sawislak cho rằng: "Năng lượng dựa trên carbon vào năm 2100 sẽ giống như ánh sáng, khí đốt ngày nay. Bạn sẽ thấy nó .... chỉ ở những nơi đang cố gắng trở thành một phần của lịch sử". Cùng với sự sống được cung cấp năng lượng từ mặt trời của chúng ta, các thành phố nổi, hệ thống thoát lũ di động, đất tổng hợp và các tòa nhà sinh học cũng sẽ giúp bảo vệ hành tinh.

Mặc dù việc thao túng bầu khí quyển và môi trường trên quy mô lớn vẫn còn gây tranh cãi, nhưng nhiều nhà khoa học cho rằng rất đáng để khám phá nếu chúng ta muốn có hy vọng giữ cho trái đất thân thiện với con người. Mặc dù ý tưởng về những "cỗ máy khổng lồ giải phóng ô nhiễm" và "bơm hỗn hợp cứu mạng" nghe có vẻ tuyệt vời, nhưng tầm nhìn đó đi kèm với rất nhiều cảnh báo. Mối quan tâm lớn là hậu quả thảm khốc do thao túng bầu khí quyển của chúng ta. Vào năm 2007, các nhà nghiên cứu Harvard đã kết luận rằng kỹ thuật địa lý hiện nay quá rủi ro - nhưng còn trong thế kỷ 22 thì sao? Một chiếc máy như vậy sẽ như thế nào?

"Có thể chúng sẽ là những phi đội máy bay không người lái lớn bay qua bầu khí quyển trên cao và thải ra hàng tấn vật chất giống như bụi cực nhỏ lên bầu trời phía trên chúng ta? Hoặc có thể đó sẽ là những cỗ máy có thể loại bỏ hiệu quả khí nhà kính không chỉ từ các nguồn điểm, mà còn từ khí quyển trên quy mô đủ lớn để ngăn chặn và đảo ngược biến đổi khí hậu toàn cầu", theo Lisa Alvarez-Cohen, giáo sư kỹ thuật môi trường tại Berkeley, Hoa Kỳ. Nhưng chúng ta không phải đợi một thế kỷ mới cho loại công nghệ này. Trên thực tế, nó đã hoạt động.

Sự trỗi dậy của các binh lính robot

Đến năm 2100, tỷ lệ tử vong của con người có thể giảm do sự phụ thuộc ngày càng nhiều vào trí tuệ nhân tạo, tự động hóa và vũ khí chính xác hơn.

Sự kết hợp giữa tâm trí con người và máy móc này có vẻ giống như khoa học viễn tưởng, nhưng theo DARPA (Cơ quan chỉ đạo các dự án nghiên cứu quốc phòng tiên tiến) thì "mức độ cộng sinh người-máy sẽ mạnh mẽ chưa từng có với giao diện giữa các hệ thống này và người vận hành chúng liền mạch nhất có thể"

Cùng với AI (trí tuệ nhân tạo0, tự động hóa sẽ thay thế cuộc sống của con người cho phần cứng máy móc. Giống như máy bay không người lái quân sự ngày nay, các hệ thống máy bay không người lái có độ bền lâu sẽ có thể thực hiện các cuộc tấn công mà không gây nguy hiểm đến tính mạng. Bước tiến lớn sẽ là thiết kế một loại vũ khí chính xác hơn, linh hoạt hơn mà không gây ra sát thương lớn.

Theo Gil Metzger, Giám đốc nghiên cứu ứng dụng của Lockheed Martin: "Vũ khí sẽ nhỏ hơn, nhanh hơn, linh hoạt hơn và ít gây chết người hơn. Chúng có thể hoàn thành nhiệm vụ với xác suất thành công cao hơn, nhưng về cơ bản ít thiệt hại vật chất và thương vong hơn".

Nhưng không phải ai cũng tin rằng AI (trí tuệ nhân tạo) trong quân sự và tự động hóa là một điều tốt. Mankins cho rằng thật nguy hiểm khi tưởng tượng ra một thế kỷ 22 mà các chính phủ trên thế giới bị máy móc hóa với thẩm quyền và khả năng buộc cá nhân con người tuân thủ bằng vũ lực. Giống như một tương lai bị thống trị bởi Gort (một robot hư cấu hình người xuất hiện lần đầu trong bộ phim khoa học viễn tưởng The Day the Earth Stood Still của hãng 20th Century Fox năm 1951 và sau đó được làm lại vào năm 2008) hoặc Skynet (Là một trí thông minh nhân tạo do con người tạo ra và đã điều khiển đội quân robot quay lại huỷ diệt chính con người từ những người đã tạo ra nó)".

Không chỉ những người lính sẽ thay đổi trong thế kỷ mới, vũ khí cũng sẽ gần như không thể nhận ra. Iain McKinnie, điều hành phát triển kinh doanh hệ thống và cảm biến laser tại Lockheed Martin cho rằng thiết bị laser và năng lượng trực tiếp là những vũ khí được lựa chọn trong tương lai vì độ chính xác của chúng: "Chi phí thấp cho mỗi lần bắn và một băng đạn gần như vô hạn — tất cả đều nằm trong một vũ khí nhỏ gọn hơn một súng AK-47".

McKinnie cho biết thêm "nếu chúng ta tiến gần hơn đến việc sử dụng máy phát điện 50 kW để cung cấp năng lượng cho chùm tia laser 50kW thì vào năm 2100, chúng ta sẽ có thể tưởng tượng đến việc sở hữu "vũ khí laser cầm tay ".

Vào tháng 11/2021, Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Không quân đã trao hợp đồng cho Lockheed Martin về "thiết kế, phát triển và sản xuất tia laser sợi quang công suất cao" với kế hoạch thử nghiệm nó trên một máy bay chiến đấu chiến thuật.

Xây dựng, sửa chữa cơ sở hạ tầng dựa trên công nghệ nano và ngầm sâu dưới lòng đất

Hãy tưởng tượng hàng nghìn, thậm chí hàng triệu chiếc máy nhỏ bé làm việc cùng nhau trong một "bầy đàn" để sửa chữa một cây cầu một cách nhanh chóng và chính xác hoặc xây dựng cơ sở hạ tầng khẩn cấp trong trận lũ lụt lớn. Đó là tiềm năng trong tương lai của công nghệ nano.

Nhưng trong khi những cỗ máy nhỏ bé này hoạt động để sửa chữa, thì cuối cùng một hệ thống vận chuyển đã lỗi thời cần được thay thế. Đến năm 2100, các hệ thống đường sắt tốc độ cao hoàn toàn mới - hay thậm chí là đường siêu tốc - sẽ thay thế hệ thống hiện tại và lỗi thời. Các hệ thống đang trong giai đoạn sản xuất đầu tiên, như hệ thống từ L.A đến San Francisco, mới chỉ là bước khởi đầu. Vào cuối thế kỷ này, các tuyến đường sắt và đường hầm sẽ chạy khắp đất nước với hệ thống giao thông tốc độ cao chạy dọc theo một hệ thống cơ sở hạ tầng được bảo trì, do tư nhân tài trợ. Đến năm 2100, có khả năng bạn sẽ có thể đi từ D.C. đến New York trong vòng chưa đầy 30 phút.

Mặc dù rất nhiều công nghệ tương lai này giúp giải quyết các vấn đề lớn, nhưng việc có thể khai thác hoàn toàn các nguồn tài nguyên bị khóa trong đại dương của chúng ta có thể có tác động rộng rãi nhất. Mặc dù 71% bề mặt Trái đất được bao phủ bởi nước, nước sạch vẫn là một vấn đề lớn. Hơn 96% nước của hành tinh là không thể uống được do bị nhiễm mặn hoặc bị ô nhiễm. Nhưng theo giáo sư Alvarez-Cohen cho rằng thế kỷ tới sẽ phát triển một loại máy lọc nước với hiệu suất tối đa, có thể chấm dứt cuộc khủng hoảng nước toàn cầu.

Với một nhu cầu chính được giải quyết, một nhu cầu khác của con người cũng cần sửa - nhà ở. Theo hầu hết các ước tính, trái đất sẽ là nơi cư trú của 11 tỷ người vào năm 2100, để lại rất ít không gian cho con người sinh sống và phát triển. Nhưng dưới chân chúng ta vẫn còn nhiều không gian và những cỗ máy khoan lớn đào hầm dưới các đô thị lớn đã được Elon Musk đưa vào thực hiện, sẽ giúp việc xây dựng cơ sở hạ tầng dưới lòng đất tương đối nhanh và tiết kiệm chi phí.

Điều này sẽ mở ra nhiều không gian hơn cho con người sinh sống trong tương lai.Hệ thống kiến trúc hạ tầng ngầm đáng tin cậy và được bảo vệ tốt hơn khỏi các yếu tố. Nó cũng tránh bị tiếng ồn từ trên bề mặt và sự chia rẽ gây ra bởi các cầu vượt và đường cao tốc chia cắt các khu dân cư thành hai.

Vận chuyển bằng tên lửa

Mặc dù mọi người luôn kêu gọi về một tương lai với ô tô bay, nhưng cuộc cách mạng giao thông vận tải trên không thực sự sẽ không có người lái. Đến thế kỷ 22, cách tiếp cận thực tế này tuân theo sự tiến hóa tự nhiên của nó, nơi các máy bay sẽ được điều khiển từ xa hoặc hoàn toàn tự động.

Theo Cựu Bộ trưởng giao thông Hoa Kỳ, Elaine Chao thì vào năm 2100, bà thấy trước những chiếc taxi bay không người lái sẽ chia sẻ bầu trời với máy bay có người lái. Điều này sẽ đẩy nhanh tốc độ di chuyển bằng đường hàng không đến mức cực nhanh. "Chúng ta sẽ có thể đi khắp thế giới trong một phần nhỏ thời gian hiện tại ... Hoàn toàn có khả năng mọi người có thể đi làm xuyên quốc gia trên một tên lửa, kết nối người Mỹ với các cơ hội toàn cầu". Loại hình du hành tên lửa liên lục địa này cũng là một giấc mơ khác được Musk's SpaceX chia sẻ, khi công bố kế hoạch tạo ra một hệ thống có thể đưa bạn đến bất kỳ nơi nào trên thế giới trong vòng chưa đầy một giờ.

Nhưng hầu hết con người sẽ gặt hái được những lợi ích từ các kế hoạch vận chuyển có cơ sở hơn một chút. Ví dụ, phương tiện giao thông tự lái sẽ dẫn đến ít tắc ngẽn giao thông hơn, ít tai nạn hơn và ít cơ sở hạ tầng hơn. Nhưng quyền tự chủ sẽ không chỉ định hình lại cách con người di chuyển mà còn cả cách mọi thứ di chuyển. Jaimee Lederman, nhà nghiên cứu lập kế hoạch vận tải tại UCLA, dự đoán rằng trong 80 năm tới, một phần lớn hàng hóa của chúng tôi sẽ được vận chuyển bằng máy bay không người lái hoặc bằng phương tiện khí nén trên không.

Không gian vũ trụ: Ngôi nhà mới của nhân loại

Ngày nay, làm việc và sống trong không gian vũ trụ là 'đặc quyền số ít'. Nhưng đến năm 2100, nó sẽ là một thói quen hàng ngày.

Được tưởng tượng từ ít nhất là vào cuối thế kỷ 19, thang máy lên vũ trụ là khái niệm khá đơn giản, nhưng thực tế lại khó khăn. Ý tưởng cơ bản là một chiếc ô tô được buộc vào một đường cực kỳ chắc chắn (có lẽ được làm bằng ống nano carbon) bằng nam châm mạnh hoặc robot cho phép nó leo hàng nghìn dặm vào không gian. Những 'chiếc thang máy' này sẽ làm cho việc đi lại trong không gian rẻ hơn, dễ dàng hơn và thường xuyên hơn.

Mặc dù có những dự án đang ở giai đoạn đầu, nhưng vấn đề chính là không có vật liệu buộc dây đủ mạnh, bền, đủ nhẹ và đủ rẻ. Tuy nhiên, những vấn đề này sẽ được giải quyết vào năm 2100 và 'thang máy không gian' sẽ tạo cơ hội cho một lượng lớn dân số vượt lên trên khỏi Trái đất ra ngoài vũ trụ.

Những chiếc thang máy này sẽ không chỉ dành riêng cho du lịch vũ trụ, chúng sẽ được sử dụng để đi lại hàng ngày. Đến năm 2100, sẽ có các thuộc địa tự cung tự cấp trên mặt trăng, và tham vọng hơn là sao Hỏa. Mặc dù số lượng họ vẫn có thể nhỏ - có thể chỉ vài trăm người - nhưng họ sẽ yêu cầu máy móc có thể khai thác tài nguyên sẵn có và tự sửa chữa.

Khai thác tiểu hành tinh, một dự án mà NASA đã triển khai từ rất lâu và để đi từ tiểu hành tinh này đến tiểu hành tinh tiếp theo, mọi người sẽ đi trên những con tàu vũ trụ được sản xuất hoàn toàn trong không gian.Trong khi thang máy không gian sẽ giúp cung cấp các thuộc địa trên sao Hỏa và khai thác các tiểu hành tinh, thì những tiến bộ trong động cơ đẩy sẽ giúp chúng ta khám phá sâu hơn vào thiên hà hơn bao giờ hết. Công nghệ hạt nhân và chùm tia laser được định hướng mạnh mẽ sẽ dẫn đầu trong việc giảm đáng kể thời gian di chuyển đến những điểm xa nhất của Dải Ngân hà.

Đạo luật Ủy quyền năm ngoái của NASA, được bảo trợ bởi Thượng nghị sĩ Ted Cruz và được Tổng thống ký thành luật, viết rằng "công nghệ đẩy tiến bộ sẽ cải thiện hiệu quả của các chuyến đi đến sao Hỏa ... giảm rủi ro sức khỏe của phi hành gia và giảm phơi nhiễm phóng xạ, vật tư tiêu hao và khối lượng vật liệu cần thiết cho cuộc hành trình. " Ron Litchford, nhà công nghệ chính của NASA về động cơ đẩy cho biết đây là bước đệm đầu tiên, "Có vẻ như Hoa Kỳ đã sẵn sàng chuyển sang mục tiêu chính sách không gian là đạt được sự khám phá của con người đối với hệ mặt trời vào năm 2100."

Litchford giải thích rằng nó sẽ là sự kết hợp của một hệ thống năng lượng vũ trụ hạt nhân nhỏ gọn và "các mảng laser công suất cao, rất lớn để truyền năng lượng khắp hệ mặt trời" sẽ giúp chúng ta tiến sâu hơn vào vũ trụ nhanh hơn nhiều. Ông ước tính rằng trong thế kỷ tới, chúng ta sẽ có thể di chuyển tới 10 đến 20% tốc độ ánh sáng, hoặc nhanh hơn khoảng 3 lần so với tàu Parker Solar Probe ( vận tốc đạt 692.000 km/h) ra mắt vào cuối năm nay.

Suy rộng hơn nữa, những công nghệ đẩy mới này có thể dẫn chúng ta đến việc thiết lập một thuộc địa của con người trên 'mặt trăng' Europa của sao Mộc. Trong khi đó, các tàu thăm dò không gian nhỏ không người lái — hậu duệ thế kỷ 22 của Voyager và New Horizons — sẽ đi sâu hơn vào vũ trụ của chúng ta, vươn xa tới tận Alpha Centauri (hệ sao gần nhất và hệ hành tinh gần nhất với Hệ Mặt trời của Trái Đất ở 4,37 năm ánh sáng từ Mặt Trời). Theo các chuyên gia, những tàu thăm dò này thậm chí có thể sẽ nhỏ hơn thẻ tín dụng, chạy bằng pin hạt nhân có kích thước bằng một phần tư. Máy ảnh sẽ chỉ lớn hơn một chút so với cái mà chúng ta hiện có trên iPhone của mình, nhưng sẽ gửi lại hình ảnh cận cảnh của một hành tinh với độ phân giải cao.

Vào năm 2100, máy móc có thể giúp chúng ta trả lời câu hỏi lớn nhất của nhân loại: "Chúng ta có cô đơn không?"