KINH NGHIỆM VỀ DỰ BÁO VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ ƯU TIÊN CỦA MỘT SỐ NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI

Mục tiêu đặt ra là được tiếp cận với tri thức ẩn của công nghệ để có khả năng hình thành công nghệ và phát triển kết cấu hạ tầng cần thiết, tạo vị thế để đưa những sản phẩm tương lai ra

LỜI NÓI ĐẦU

Khoa học và công nghệ (KH&CN) đóng một vai trò trọng yếu đối với xã hội, kinh

tế và môi trường Sự khai thác công nghệ thành công đã trở thành nhân tố quan trọng để đạt được khả năng cạnh tranh Do vậy, cả những quốc gia phát triển lẫn đang phát triển đều có sự quan tâm và đầu tư lớn nhằm phát triển những năng lực nhận dạng những công nghệ mới đang nổi lên và thiết lập những lĩnh vực/mục tiêu ưu tiên để phân bổ ngân sách một cách tối ưu Dự báo và lựa chọn công nghệ ưu tiên đã đóng một vai trò rất quan trọng đối với công tác xây dựng chiến lược và kế hoạch phát triển KH&CN và nhận được sự quan tâm rất lớn của cả các Chính phủ lẫn doanh nghiệp

Để giúp bạn đọc có được hiểu biết về kinh nghiệm các nước trong hoạt động dự báo và lựa chọn những công nghệ được ưu tiên đầu tư nghiên cứu và phát triển (R&D),

Trung tâm Thông tin KH&CNQG biên soạn và xuất bản Tổng quan “ KINH NGHIỆM

VỀ DỰ BÁO VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ ƯU TIÊN CỦA MỘT SỐ NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI ”

Xin trân trọng giới thiệu

TRUNG TÂM THÔNG TIN KH&CN QUỐC GIA

I KHÁI QUÁT VỀ HOẠT ĐỘNG DỰ BÁO VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ CỦA CÁC NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI

1.1 KỸ THUẬT DỰ BÁO VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ ƯU TIÊN

1.1.1 Tầm quan trọng của dự báo và lựa chọn công nghệ ưu tiên

KH&CN đóng một vai trò trọng yếu đối với xã hội, kinh tế và môi trường, nó góp phần vào quá trình tạo ra của cải và cải thiện chất lượng cuộc sống Sự khai thác công nghệ thành công đã trở thành nhân tố quan trọng để đạt được khả năng cạnh tranh kinh tế Tuy nhiên, thế giới hiện đang thay đổi rất nhanh và phải đối mặt với những vấn đề môi trường toàn cầu, chẳng hạn như tình trạng ấm lên toàn cầu đang nổi lên thành mối đe dọa đối với sự tiến bộ Để đối phó với những thay đổi này, các hệ thống KH&CN cần phải có khả năng ứng phó và thay đổi bằng cách làm thích ứng những công nghệ hiện có hoặc phát triển và ứng dụng những công nghệ mới Một khía cạnh quan trọng của kinh tế tri thức là khả năng tiếp cận và ứng dụng những công nghệ đang nổi Những công nghệ đó tạo cơ sở cho một loạt những triển vọng thương mại khả dĩ

Có 2 loại hình chiến lược chủ yếu liên quan đến những công nghệ đang nổi lên Loại hình chiến lược thứ nhất dựa trên việc không tham gia phát triển những công nghệ đó do không muốn đầu tư hoặc thiếu năng lực Áp dụng chiến lược này nghĩa là phải chấp nhận tình trạng bị gạt ra ngoài lề, không chiếm hữu được những tri thức hàm chứa liên quan đến công nghệ, mà chỉ tiếp cận được với công nghệ nhờ mua công nghệ đó với giá do bên sở hữu công nghệ định ra Với công nghệ mua được, họ theo đuổi lợi ích thương mại bằng cách phát triển một loạt những ứng dụng thích hợp với điều kiện địa phương

Loại hình chiến lược thứ hai dựa vào việc đầu tư phát triển những công nghệ đang nổi

và cơ sở tri thức của chúng vào thời điểm khi những sản phẩm thương mại của chúng vẫn chưa thể dự đoán được chắc chắn Mục tiêu đặt ra là được tiếp cận với tri thức ẩn của công nghệ để có khả năng hình thành công nghệ và phát triển kết cấu hạ tầng cần thiết, tạo vị thế để đưa những sản phẩm tương lai ra thị trường, với ưu thế của người định giá công nghệ do mình chiếm lĩnh được

Để theo đuổi loại hình chiến lược thứ hai, điều chú trọng trước tiên là phải am hiểu về những sức mạnh có khả năng định hình dạng thức và những đặc trưng của các công nghệ đang nổi, làm sao để sự đầu tư vào những năng lực đó có thể được định hướng thích hợp nhất Đối với những nền kinh tế phát triển, những quyết định này phần lớn là do khu vực

tư nhân tự quyết, còn Chính phủ chỉ đầu tư hỗ trợ phát triển những kỹ năng và kết cấu hạ tầng cần thiết, đồng thời cung cấp thông tin về tiềm năng của những công nghệ đang nổi

để định hướng Đối với những nền kinh tế đang phát triển, với cơ cấu công nghiệp kém phát triển và nguồn lực hạn chế, áp lực đối với họ càng lớn hơn để đảm bảo làm sao những nguồn lực ít ỏi của mình dành cho phát triển công nghệ được hướng vào những lĩnh vực hoặc những mục tiêu có lợi nhất cho quốc gia

Do vậy, cả những quốc gia phát triển lẫn đang phát triển đều có sự quan tâm và đầu tư lớn để phát triển những năng lực cho hiểu biết tốt hơn về những sức mạnh có tác dụng định hình sự nổi lên của những công nghệ mới và để thiết lập những lĩnh vực/mục tiêu ưu tiên phát triển công nghệ phù hợp với các nhu cầu của mình Phát triển công nghệ chiến lược là rất quan trọng đối với khả năng cạnh tranh lâu dài của các nền kinh tế và vì thế nhận được sự quan tâm chiến lược của Chính phủ lẫn doanh nghiệp

Có một số công cụ lập kế hoạch chiến lược có thể góp phần tạo lập những mối liên kết giữa các khu vực Chính phủ, hàn lâm và doanh nghiệp, cũng như để nhận dạng những lĩnh vực ưu tiên đầu tư Một số những công cụ này nằm trong nhóm gọi là Dự báo (Forecasting) và dựa vào sự ngoại suy xu hướng hoặc ứng dụng những mô hình để phát triển một tương lai độc nhất Những công cụ này thực chất giả định rằng tương lai là sự

tiếp nối của hiện tại, nghĩa là kinh tế, xã hội và công nghệ sẽ tiếp tục diễn ra theo mô thức

ổn định Ở cách tiếp cận này, những rủi ro liên quan đến những sự kiện bất ngờ thường là được giảm thiểu hoặc không xem xét đến

Một nhóm kỹ thuật hoàn toàn khác, đó là Technology Foresight (TF), tạm dịch là định trước/nhìn trước công nghệ, bao gồm cả dự báo lẫn lựa chọn những công nghệ ưu tiên phát triển TF liên quan đến việc phát triển một loạt những tương lai khả dĩ, nảy sinh từ tập hợp giả định khác nhau về những xu hướng và cơ hội đang nổi lên Nhóm kỹ thuật này không dựa vào việc ngoại suy những mô thức hiện có; nó thừa nhận công khai rằng tương lai là bất định và những sự kiện đột biến có thể và sẽ xảy ra Quan trọng nhất là vai trò của TF không chỉ nhằm chuẩn bị tốt cho tương lai, mà còn nắm lấy mọi cơ hội để định hình và sáng tạo tương lai

Nhiệm vụ then chốt của TF là tạo ra sự cân đối cần thiết giữa một bên là các chính sách của Chính phủ được hoạch định theo phương pháp từ trên xuống đối với hoạt động nghiên cứu và đổi mới và một bên là các sáng kiến từ dưới lên, do thị trường thúc đẩy Công tác này tiến hành để xếp hạng các lựa chọn và phát triển sự đồng thuận trong phạm

vi hệ thống đổi mới quốc gia (NIS) Theo quan điểm đã được sự nhất trí rộng rãi, việc cùng kết hợp để thực hiện công tác TF đã trở thành một công cụ chính sách quan trọng để kết nối, do vậy tăng cường được hiệu quả hoạt động của NIS

Công tác TF đặt ra mục đích khuyến khích để đưa ra được các quyết định tốt hơn, tạo điều kiện thuận lợi để thúc đẩy mọi người tư duy về con đường đi tới của đất nước và tăng cường sự chuẩn bị để đón nhận những thay đổi xảy ra Sức mạnh của công tác TF nằm ở khả năng kết hợp các quy trình phân tích và thông tin chính quy Do vậy, TF bao hàm một quá trình hệ thống, trong đó cố gắng quan sát để "nhìn thấy những hướng đi trong tương lai của KH&CN, kinh tế-xã hội, nhằm mục đích nhận dạng các lĩnh vực nghiên cứu chiến lược và các công nghệ lớn đang nổi lên có khả năng đem lại những lợi ích kinh tế-xã hội lớn nhất

TF được dùng để kết nối các bộ phận nằm trong NIS, thông qua truyền thông, hợp tác

và nối mạng những nhà phát triển, những nhà sản xuất và những nhà sử dụng công nghệ, đồng thời nêu bật nhu cầu phải tạo lập được các điều kiện chung, các quy định và kết cấu

hạ tầng tốt hơn để thực thi các lĩnh vực KH&CN được chọn làm ưu tiên

TF được sử dụng để giúp mọi người đều nhận thức được các công nghệ, thị trường

và chiến lược cho tương lai, thông qua sự tranh luận về chúng và tác động của chúng tới kinh tế-xã hội (với sự tham gia của xã hội dân sự) và thông qua sự hiểu biết tốt hơn về các động lực đem lại một số chức năng của NIS Nếu thực hiện tốt, TF sẽ đưa

ra một quy trình tư vấn mang tính tập thể, với những quy trình mà bản thân chúng cũng đóng vai trò quan trọng không kém so với sản phẩm do công tác này đem lại

1.1.2 Định nghĩa và yếu tố căn bản của TF

TF không phải là một kỹ thuật mới; nó đã được phát triển từ 30 năm qua và đã áp dụng những cách tiếp cận khác nhau Có thể phân biệt 3 thế hệ TF như sau:

- Thế hệ 1 - là những dự báo công nghệ được thúc đẩy bởi những nhà nghiên cứu;

- Thế hệ 2 - là những nhìn nhận về tương lai công nghệ được liên kết với thị trường và

được thúc đẩy bởi các nhà nghiên cứu và ngành công nghiệp;

- Thế hệ 3 - là những tiên định tương lai được liên kết với xã hội và được thúc đẩy bởi

các nhà nghiên cứu, ngành công nghiệp và các nhóm lợi ích

Nhiều định nghĩa khác nhau về TF đã được đề xuất và định nghĩa hiện nay được Trung tâm TF APEC sử dụng để phản ánh TF thế hệ 3 là:

"TF bao hàm những cố gắng có hệ thống để nhìn vào tương lai của KH&CN, xã

hội-kinh tế và những quan hệ tương tác của chúng để thúc đẩy lợi ích hội-kinh tế-xã hội và môi trường"

Định nghĩa này có một số hàm ý như sau:

1 Những cố gắng nhìn vào tương lai cần phải dựa vào sự phân tích kỹ lưỡng hiện trạng, những xu thế và tác động khả dĩ của những phát triển;

2 Những cố gắng này cần phải liên quan đến tầm trung hạn và dài hạn, thường là

10-20 năm;

3 TF là một quá trình chứ không phải là một tập hợp kỹ thuật và bao gồm sự tư vấn và tương tác giữa cộng đồng khoa học, những người sử dụng kết quả nghiên cứu và những nhà hoạch định chính sách;

4 Quá trình này cần đưa đến những hành động nhằm hình thành nên tương lai khả dĩ tốt nhất

Một đề xuất gần đây là có thể định nghĩa TF đơn giản là sự hiểu biết tương lai TF nhằm vào 3 thách thức lớn đặt ra bởi tương lai, gồm:

1 Sự phức hợp: Các quan hệ nhân quả không phải lúc nào cũng rõ ràng Những yếu tố

nhân quả có thể tương tác, vì vậy có thể có sự chậm trễ giữa nguyên nhân và kết quả hoặc

có thể có những khác nhau giữa các xã hội;

2 Bất định: Nhiều mối quan hệ là quá phức hợp để khám phá toàn bộ, thậm chí

những mối quan hệ đơn giản cũng có thể liên quan tới độ bất định cao, nếu như cơ

sở tri thức còn chưa tồn tại hoặc nếu con người bất lực trước kết quả sẽ xảy ra;

3 Không rõ ràng: Có thể có những diễn giải khác nhau đối với cùng một thông tin và

dữ liệu do có những quyền lợi và niềm tin khác nhau

1.1.3 Những cấu phần của TF

Một đặc điểm quan trọng trong việc thành lập quá trình TF là xác định mục đích, vì điều này quyết định bản chất của mối liên hệ với quá trình đưa ra quyết định Có 6 mục đích khả dĩ gồm:

1 Lập phương hướng - những định hướng rộng về chính sách khoa học và phát triển

một lịch trình về các phương án tùy chọn;

2 Xác định những ưu tiên - một mục đích quan trọng của TF và động lực của nhiều

nước để tiến hành là dựa trên sự hạn chế về nguồn lực và những yêu cầu ngày càng tăng đối với các nhà nghiên cứu;

3 Phân tích dự báo - nhận dạng những xu hướng đang nổi lên và những hàm ý lớn đối

với việc đề ra quyết định tương lai;

4 Tạo ra sự đồng thuận - thúc đẩy sự nhất trí cao hơn của các nhà khoa học, các cơ

quan cấp vốn và những nhóm lợi ích đối với những nhu cầu hoặc cơ hội đã nhận dạng;

5 Cố vấn - thúc đẩy những quyết định chính sách phù hợp với những ưu tiên của các

nhóm lợi ích cụ thể trong hệ thống R&D;

6 Truyền thông và giáo dục - thúc đẩy truyền thông nội bộ trong giới khoa học, thúc

đẩy truyền thông bên ngoài với những người sử dụng nghiên cứu và giáo dục rộng rãi hơn công chúng, các chính khách và quan chức

Như vậy, có một số hoạt động có thể tụ họp lại trong một dự án TF, một số là tương đối cũ, một số khác mới được đưa ra Có một quan điểm rộng khắp cho rằng bối cảnh kinh tế, thể chế và văn hóa của những quốc gia khác nhau có thể ảnh hưởng đến việc lựa chọn giữa các cách tiếp cận quốc gia, do vậy các quốc gia khác nhau áp dụng những kỹ thuật khác nhau

Trong quá trình tiến hành dự án TF, cần duy trì triển vọng cân đối giữa "sức đẩy của khoa học" và "sức kéo của nhu cầu thị trường"

- Những nhân tố đẩy của khoa học bao gồm việc tạo ra những cơ hội công nghệ hoặc thương mại mới nhờ nghiên cứu khoa học, và sức mạnh và những nguồn lực khai thác chúng;

- Những phát triển của công nghệ và sản xuất có thể tạo ra ứng dụng các kết quả nghiên cứu hiện có hoặc những kết quả mới thông qua cơ chế sức kéo của nhu cầu Các nhân tố nhu cầu bao gồm những ưu tiên và nhu cầu của cộng đồng rộng hơn

Do bản chất tương tác của TF, nên những đầu ra của quá trình thường cũng có thể quan trọng như những sản phẩm của TF Những lợi ích mà TF đưa lại gồm:

- Giao thiệp - đưa những nhóm người riêng rẽ lại với nhau và cung cấp cho họ một cơ

cấu để tương tác và giao thiệp;

- Tập trung - về lâu dài, những thành viên tham gia sẽ nhìn tiếp vào tương lai nhờ đã

kinh qua quá trình TF;

- Phối hợp - tạo khả năng cho những nhóm khác nhau hình thành các quan hệ đối tác

R&D hiệu quả;

- Đồng thuận - nhờ đã tạo ra một bức tranh rõ nét về những phương hướng khác nhau

trong tương lai và những ưu tiên nghiên cứu;

- Cam kết - tạo ra sự cam kết đối với những kết quả ở những người sẽ chịu trách nhiệm

thực hiện những thay đổi;

- Am hiểu - khuyến khích những người tham gia hiểu được những thay đổi đang diễn

ra trong kinh doanh hoặc trong ngành chuyên môn ở cấp toàn cầu và đề ra sự kiểm soát nào đó với những sức khỏe này

Mức độ thành công của TF có thể được đo và đánh giá căn cứ vào 6 tiêu chí này Kinh nghiệm chỉ ra rằng TF có thể được tiến hành ở một số cấp, từ những cơ quan chịu trách nhiệm điều phối chính sách KH&CN quốc gia, tới các hiệp hội ngành nghề, các doanh nghiệp hoặc tổ chức nghiên cứu

Những điểm quan trọng cần lưu ý để một dự án TF được thực hiện thành công là:

- Mục đích của TF phải được vạch rõ ngay từ đầu;

- Tất cả những người sử dụng R&D, thực hiện R&D và cấp vốn đều được thu hút vào quá trình

- Luồng ý kiến cố vấn "từ dưới lên" ít nhất cũng được chú ý bằng với luồng "từ trên xuống";

- Cơ chế thực hiện phải có sẵn để những quyết định đưa ra trong quá trình có thể và sẽ được thực hiện;

- Quá trình TF nhạy cảm với những bất ngờ, bởi vậy các kế hoạch có thể được cải biến;

- Quá trình không phải là "làm một lần là xong", mà lặp lại theo định kỳ để xem xét những phản hồi và những phát triển mới

- Pha hậu TF - Trình báo cáo cho những nhà hoạch định chính sách/những nhà đưa ra quyết định và các nhóm lợi ích, tiếp tục làm việc với các thành viên về những sản phẩm của công trình và công bố rộng rãi những kết luận (Đây là pha khó nhất nhưng cũng quan trọng nhất)

1.1.4 Các phương pháp luận TF

1 Khảo sát Delphi

(Tên gọi Delphi là lấy từ một địa danh ở đền Apollo, cổ Hy Lạp, theo truyền thuyết là nơi gặp gỡ của các vị thần để trao đổi về những điều tiên tri của mình)

Thuật ngữ Phương pháp Delphi đề cập đến vô số những quy trình giao thiệp nhóm để

dự báo và đề ra quyết định Khái niệm cơ bản của nó xuất hiện vào thập niên 50 của thế

kỷ trước, tại tổ chức Ran Corporation, là kết quả của công trình nghiên cứu được Không lực Mỹ tài trợ, để tìm ra những phương thức đúng đắn trong việc sử dụng những ý kiến tư vấn của các chuyên gia Quá trình điều tra khảo sát này sử dụng ý kiến của các chuyên gia để nhận dạng những phát triển công nghệ khả dĩ trong 10-20 năm tới và ước tính khả năng xảy ra cũng như thời gian thực thi chúng Phương pháp bao gồm việc gửi phiếu điều tra tới một ban chuyên gia lớn, lặp lại nhiều lần để thúc đẩy sự tương tác nhóm Các thành viên của ban chuyên gia thường đưa ra những ước tính với sự khác nhau rất nhiều

ở mỗi câu hỏi khi bắt đầu quy trình, nhưng cùng với diễn tiến của quá trình, những ước tính đó bắt đầu hội tụ lại Tuy nhiên, một điều quan trọng cần ý thức được là đôi khi những người ngoài cuộc lại thấy được tương lai tốt hơn so với đa số

Kỹ thuật Delphi có một số ưu điểm Một là, nó cho phép tổng hợp quan điểm của một

số lượng lớn chuyên gia Hai là, nó thích hợp để xem xét những thay đổi dài hạn, kể cả những thay đổi có thể xảy ra Ba là, nó rất công hiệu để đem lại những lợi ích quy trình (như sự đồng thuận và sự tập trung) Cuối cùng là, nó có thể áp dụng cho những quốc gia khác nhau, do đó cho phép nhà nghiên cứu so sánh những kết quả để nhận dạng tác động của mọi ảnh hưởng quốc gia Một trong những nhược điểm là những khảo sát quy mô lớn thường tốn kém và cần nhiều thời gian, đồng thời cần sự tham gia của một số lượng lớn chuyên gia nắm những kết quả có tầm quan trọng về thống kê

Kỹ thuật này được áp dụng nhiều ở châu Á, nhất là Nhật, Hàn Quốc và Thái Lan, cũng như ở châu Âu như Đức và Pháp

Phương pháp thống kê được dùng trong khảo sát Delphi

Trọng lượng và mức độ chuẩn y của các chuyên gia

Có 2 giả thiết trong khảo sát Delphi: (1) Những phán xét của những chuyên gia rất quen thuộc với công nghệ có tầm quan trọng hơn nhiều so với những chuyên gia chỉ quen thuộc công nghệ, vì những phán xét phụ thuộc rất nhiều vào kiến thức chuyên ngành của chuyên gia Bởi vậy, những ý kiến của những chuyên gia không quen thuộc với công nghệ có thể loại bỏ trong quá trình xử lý dữ liệu (2) "Mức độ đóng góp vào tăng trưởng kinh tế", "mức độ đóng góp vào cải thiện chất lượng cuộc sống" và "mức độ đóng góp vào việc đảm bảo an ninh quốc gia" được coi là có tầm quan trọng như nhau khi cân nhắc

về tầm quan trọng của chủ đề công nghệ

Phán xét của những chuyên gia đã tham gia vào lĩnh vực nghiên cứu một thời gian dài

rõ ràng là đáng tin cậy hơn những chuyên gia khác Bởi vậy, trọng lượng phán xét chuyên gia được phân thành 4 mức: "rất quen thuộc", "quen thuộc", "biết một số" và "không biết" Mức độ chuẩn y tri thức được tính là tỷ lệ giữa số lượng những chuyên gia đã trả lời câu hỏi trên tổng số toàn bộ các chuyên gia đã trả lời và được tính theo công thức sau:

E = Oi1x4 + Oi2x2 + Oi3x1 + Oi4x0

1x4 + E2x2 + E3x1 + E4x0

Trong đó Oi1 - số những người trả lời (câu hỏi về chủ đề rất quen thuộc với chủ đề

công nghệ), Oi2 - số những người trả lời câu hỏi về chủ đề (quen thuộc), Oi3… (biết một

số về chủ đề công nghệ), Oi4… (không biết) E1, E2, E3, E4 là số những người trả lời tự đánh giá là mình "rất quen thuộc", "quen thuộc", "biết một số" và "không biết" đối với chủ đề tương ứng

2 Tư vấn

Kỹ thuật này sử dụng cách tiếp cận ở phạm vi rộng khắp cộng đồng để phát triển những triển vọng của các tương lai được trông đợi, có khả năng xảy ra và được ưa thích, xét về dài hạn Những tương lai được trông đợi là dựa trên cơ sở phân tích của các chuyên gia về những xu thế hiện nay và ngoại suy Những tương lai khả dĩ cung cấp một loạt những phương án tùy chọn đối với thế giới, có thể có những thay đổi lớn theo thời gian Những tương lai được ưa thích là những tương lai cộng đồng muốn đạt tới; chúng bao hàm những giá trị và kỳ vọng cá nhân, những chiến lược của các công ty và các tổ chức cộng đồng và những kế hoạch của Chính phủ Bằng cách so sánh những phương án,

có thể nhận dạng những vấn đề then chốt đối với sự thay đổi, cần phải giải quyết trong quá trình phát triển chiến lược quốc gia để đạt tới một tương lai mong muốn, đồng thời đối phó với những thay đổi khả dĩ

Kỹ thuật này có tác dụng tốt để đem lại những lợi ích của quá trình, như thúc đẩy sự giao thiệp, phối hợp, cam kết và am hiểu Cũng như phương pháp Delphi, phương pháp này cũng tốn kém và mất nhiều thời gian, vì phải tư vấn rất nhiều người Nhưng khác với Delphi, nó có xu hướng mang tính đặc thù với từng quốc gia và từng nền văn hóa, vì vậy không thể so sánh kết quả nhận được

Kỹ thuật tư vấn đã được sử dụng ở Ôxtrâylia và Hà Lan Công trình TF gần đây ở Anh gồm cả kỹ thuật tư vấn lẫn khảo sát Delphi

3 Xây dựng kịch bản

Phương pháp này sử dụng cách tiếp cận tập trung hơn để phát triển những kịch bản cho tương lai và đánh giá những hàm ý của chúng Những nhóm nhỏ các chuyên gia và những người liên quan xem xét hiện trạng R&D ở một lĩnh vực và nhận dạng những phát triển khả dĩ của công nghệ ở một lĩnh vực cụ thể trong vòng ví dụ như 10-20 năm tới Tiếp đó, họ nhận dạng những động lực thay đổi và những bất định Những động lực đó

có thể phân thành 5 nhóm: S-xã hội, T-công nghệ, E-Kinh tế, E-môi trường và P-chính trị (gộp lại thành STEEP) Tiếp đó, những nhóm đó được suy đoán về những bất định có thể hoặc thậm chí không thể xảy ra, có khả năng làm thay đổi mô thức phát triển, chẳng hạn như dịch bệnh, chiến tranh, thảm họa thiên nhiên - Tiếp theo, những kịch bản được xây dựng bằng cách sử dụng những tổ hợp của những điều này để đưa ra các bức tranh gắn kết về những tương lai khác nhau Nhờ xem xét những kịch bản này, có thể nhận dạng những điểm quyết định quan trọng để làm cơ sở phát triển chiến lược, cho phép ứng phó linh hoạt với sự thay đổi lớn

Kỹ thuật xây dựng kịch bản đã được các công ty/tổ chức nghiên cứu sử dụng để phát triển chiến lược kinh doanh và bổ sung cho công tác lập ra những ưu tiên Kỹ thuật này

có công dụng tốt để đem lại những lợi ích của quá trình

4 Phân tích patent

Đây là cách tiếp cận mang tính ngắn hạn, sử dụng các cở dữ liệu patent để nhận dạng những công nghệ đang nổi lên và những khả năng ứng dụng chúng cho những lĩnh vực khác Đây là một kỹ thuật nổi tiếng, được ứng dụng trong lập kế hoạch đổi mới công ty

và phân tích đối thủ cạnh tranh, nhưng cũng cần phải thận trọng khi ứng dụng cho TF, vì phần lớn dữ liệu quốc gia đều thiên về quốc gia khởi xướng và không thể dùng để so sánh quốc tế Có lẽ nên coi đây là kỹ thuật nằm trong nhóm kỹ thuật Dự báo, chứ không phải

là của TF, vì nó ít cân nhắc đến những yếu tố bất định

Ưu điểm chính của kỹ thuật phân tích patent là có thể thực hiện với những cơ sở dữ

liệu online ở quy mô thường xuyên với phí tổn và công sức bỏ ra không lớn lắm Kỹ thuật này được nhiều công ty công nghệ cao của Đức áp dụng

5 Xác định những công nghệ trọng yếu cần được đầu tư và phát triển

Kỹ thuật này sử dụng một nhóm nhỏ những chuyên gia được lựa chọn, hoạt động theo kiểu ad-hoc, để xây dựng danh mục những công nghệ chung liên quan đến công cuộc phát triển kinh tế tương lai của một ngành hoặc một quốc gia Kỹ thuật này đã được ứng dụng để xác định những công nghệ trọng yếu cho ngành công nghiệp và quốc phòng của

Mỹ, cũng như cho công cuộc phát triển KH&CN của Pháp

Ưu điểm chính của kỹ thuật này là tương đối dễ thực hiện, nhưng cũng có một vài nhược điểm, như độ chính xác và mức độ cụ thể không được cao

1.2 HOẠT ĐỘNG DỰ BÁO VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ ƯU TIÊN CỦA CÁC NƯỚC (Bắc Mỹ, châu Âu, châu Á)

Hoạt động dự báo và lựa chọn công nghệ đã được tiến hành mạnh mẽ ở các châu lục

Ở Bắc Mỹ, Canada và Mỹ đã sử dụng kỹ thuật này để xây dựng chiến lược và kế hoạch phát triển KH&CN Năm 1997, Canada có công trình nghiên cứu phát triển chiến lược KH&CN dài hạn, dựa vào kỹ thuật TF Hai công trình dự báo quy mô lớn, mang tầm quốc tế của Mỹ là “TẦM NHÌN CỦA CÔNG NGHIỆP CHẾ TẠO TỚI NĂM 2020” và

“CUỘC CÁCH MẠNG CÔNG NGHỆ TOÀN CẦU 2020” đã có công dụng định hướng cho các nước để phát triển ngành chế tạo và KH&CN

Năm 1996, Cục Thiết kế kỹ thuật và Chế tạo của Hội đồng Nghiên cứu Mỹ đã thành lập Ủy ban về những thách thức tương lai của công nghiệp chế tạo Nhiệm vụ của Ủy ban này là nghiên cứu để nhận dạng những thách thức lớn đặt ra cho các xí nghiệp chế tạo tới năm 2020 và những công nghệ cần được ưu tiên R&D để đối phó với những thách thức

đó Ngoài việc xem xét những công trình dự báo đã hoàn thành, như Nền công nghiệp chế tạo thế hệ mới, hoàn thành vào năm 1997, Tầm nhìn công nghệ 2020, hoàn thành vào năm 1996, Ủy ban đã sử dụng những phương pháp sau để dự báo và lựa chọn:

 Tổ chức hội nghị gồm những thành viên (chủ yếu là đến từ Mỹ) có tri thức rộng lớn và sâu sắc về ngành chế tạo Hội nghị đã nghe các báo cáo và thảo luận về những xu hướng tương lai trong kinh tế, thực tiễn kinh doanh, những quan tâm môi trường và những vấn đề của ngành chế tạo;

 Khảo sát Delphi quốc tế đã được tiến hành (trên 40% chuyên gia chế tạo là của nước ngoài,

Dựa trên những thông tin đã thu thập, những báo cáo bổ sung của những nhà lãnh đạo các ngành chế tạo và quá trình xem xét, thảo luận kỹ lưỡng, Ủy ban đã xây dựng và công

bố Báo cáo về Tầm nhìn của công nghiệp chế tạo tới năm 2020 Ủy ban châu Âu (EC) đã dựa trên chính Báo cáo này để xây dựng Lộ trình phát triển các công nghệ chế tạo để các nước thành viên của mình thực hiện

Dự báo về cuộc Cách mạng công nghệ toàn cầu 2020 do RAND-một tổ chức của Mỹ, chuyên nghiên cứu và phân tích các vấn đề chính sách và các giải pháp để ứng phó hữu hiệu với những thách thức đặt ra cho nghiên cứu KH&CN, khảo sát và công bố Khởi

thủy của công trình là vào năm 2001, với Báo cáo đưa ra, nhan đề Cuộc Cách mạng Công nghệ Toàn cầu 2015: Sự kết năng của các công nghệ sinh học, công nghệ vật liệu và công nghệ nano với công nghệ thông tin, để phục vụ cho Dự án “Các xu thế toàn cầu

2015” (Global Trends 2015) của Hội đồng Tình báo Quốc gia Mỹ (NIC) Tháng 4/2006,

RAND lại công bố một Báo cáo tiếp theo: Cuộc Cách mạng Công nghệ toàn cầu 2020: Phân tích sâu về các xu thế, động lực, rào cản và hàm ý xã hội của công nghệ sinh học, công nghệ vật liệu, công nghệ nano và công nghệ thông tin, được hoàn thành cũng theo

sự đặt hàng của NIC, phục vụ cho Dự án” Lập bản đồ tương lai toàn cầu” của cơ quan

này Đây là dự báo mới nhất của RAND về cuộc Cách mạng công nghệ toàn cầu diễn ra

hiện nay cho đến năm 2020, với những tác động KT-XH của nó và sự khác biệt giữa các nước trên toàn cầu về khả năng chiếm lĩnh và thực hiện các ứng dụng công nghệ do cuộc Cách mạng này đưa lại

Các đặc khu kinh tế-công nghệ của Trung Quốc đã dựa vào các Báo cáo nói trên và đặt hàng cho tổ chức RAND của Mỹ để đề ra những hướng công nghệ cần ưu tiên ứng dụng

và thúc đẩy từ nay tới năm 2020, nhằm thực hiện những nhiệm vụ chiến lược và những nhu cầu phát triển của Trung Quốc RAND đã hoàn thành công trình này vao đầu năm

2009, với Báo cáo Áp dụng cuộc Cách mạng toàn cầu 2020 vào hoàn cảnh thực tiễn Trung Quốc, trong đó khuyến nghị 7 lĩnh vực công nghệ nên được ưu tiên ứng dụng và

thúc đẩy R&D tại 2 đặc khu kinh tế-công nghệ Trung Quốc

Tại châu Âu, Chính phủ từng quốc gia, như Anh, Pháp, Đức, Đan Mạch, Hà Lan cũng đã tiến hành các hoạt động dự báo và lựa chọn ưu tiên để hỗ trợ việc lập kế hoạch KH&CN quốc gia Năm 2006, lần đầu tiên Chính phủ Đức đã phát triển một chiến lược quốc gia toàn diện cho tất cả các Bộ thực hiện nhằm đưa đất nước lên vị trí hàng đầu thế giới ở những thị trường quan trọng nhất trong tương lai Tất cả các ngành có ảnh hưởng tới R&D đều sẽ được hiệu chỉnh để hướng tới một mục tiêu đã xác định rõ ràng: đưa chính sách đổi mới lên hàng đầu và là tâm điểm của các hoạt động của Chính phủ Chiến lược công nghệ cao thiết lập những mục tiêu cho 17 lĩnh vực mũi nhọn của tương lai - những lĩnh vực sẽ tạo ra những việc làm mới và thịnh vượng cho đất nước - và lập ra cho mỗi mục tiêu một lịch trình rõ ràng trên cơ sở xét đến kinh phí nghiên cứu và những điều kiện thịnh hành Hoạt động dự báo và lựa chọn công nghệ hiện đã được mở mang thành những cuộc khảo sát toàn châu Âu, được EU tiến hành để phát triển Khu vực Nghiên cứu châu Âu và cũng vươn thành những cuộc khảo sát khu vực, thường là xuyên quốc gia Phương pháp TF cũng được sử dụng ngày càng nhiều ở khu vực các nước thành viên trong Diễn đàn Kinh tế châu Á-TBD (APEC) Chính phủ Hoàng gia Thái Lan đã thành lập Trung tâm Technology Forresight của APEC có trụ sở đặt tại Bangkok, với nhiệm vụ

là truyền bá TF ra toàn khu vực, hỗ trợ và thúc đẩy các quốc gia thành viên tiến hành hoạt động này Trung tâm không chỉ hỗ trợ cho các nền kinh tế thành viên của APEC trong việc tiến hành TF cho riêng từng nước, mà còn tiến hành những công trình khảo sát ở cấp

đa quốc gia TF đã đóng góp vào phát triển chiến lược và chính sách đối với những vấn

đề rộng lớn xuyên qua ranh giới quốc gia Một số công trình nổi bật gồm: “Cung cấp và quản lý nước sạch”, “Công nghệ phục vụ học tập và văn hóa”, “Những siêu thành phố lành mạnh”, “Công nghệ nano-công nghệ của thế kỷ 21” Trung tâm đã đi tiên phong

trong lĩnh vực TF đa phương Những tổ chức khác cũng góp phần hỗ trợ những công trình TF đa phương gồm Viện nghiên cứu công nghệ triển vọng, có trụ sở đóng tại Seville, Tây Ban Nha và Tổ chức Phát triển của Liên Hợp Quốc, có trụ sở đóng tại Viên,

Áo

Nhật Bản và Hàn Quốc, với kinh nghiệm lớn về phát triển công nghiệp dựa vào công nghệ và với những công trình khảo sát TF, đã có khả năng vạch ra những công nghệ quan trọng tiềm tàng trong tương lai với mức độ chi tiết đáng kể, kể cả những thành tựu công nghệ và thị trường khách quan Năng lực này đã tăng cường rất nhiều độ chính xác và độ tin cậy của những phát hiện trong các cuộc khảo sát Delphi, và năng lực này chỉ phát triển được dần theo thời gian Đây có thể được coi là một cấu phần quan trọng trong kết cấu hạ tầng của nền kinh tế tri thức được sự hỗ trợ bởi công nghệ

Ở Nhật Bản, cứ 4-5 năm một lần, Hội đồng Chính sách KH&CN quốc gia lại công bố những công trình Dự báo và lựa chọn công nghệ cho Nhật Bản với tầm thời gian là 30 năm Công trình khảo sát Delphi lần thứ 7 được công bố vào năm 2001 đề cập tới các công nghệ tương lai của Nhật Bản tới năm 2030, phục vụ cho công tác xây dựng Kế hoạch cơ bản về KH&CN lần thứ 2 Tổng cộng 1065 chủ đề công nghệ đã được đưa ra,

nằm trong 6 lĩnh vực công nghệ lớn và 16 tiểu lĩnh vực Những công nghệ liên quan tới thông tin, tới sự sống, tới Trái đất và môi trường đã là những công nghệ giành được ưu tiên cao nhất để thúc đẩy R&D Tuy nhiên, sau năm 2010, vị trí ưu tiên của những công nghệ liên quan tới thông tin đã có sự thay đổi lớn, với sự tài trợ giảm xuống chỉ còn một nửa Sở dĩ như vậy vì nhiều chuyên gia tin rằng những lĩnh vực mới nổi lên khi những công nghệ liên quan đến thông tin ngày càng trở nên mang tính cơ sở và hòa nhập cùng với những lĩnh vực khác sẽ không còn nằm trong khung khổ “những công nghệ liên quan đến thông tin” nữa, và do vậy làm giảm bớt tầm quan trọng của những công nghệ này Những công nghệ liên quan đến sự sống, Trái đất và môi trường vẫn nằm trong số những công nghệ ưu tiên cao nhất sau năm 2010 Công trình khảo sát TF lần thứ 8 đã được hoàn thành vào năm 2005, nhằm mục đích cung cấp thông tin cho quá trình lập Kế hoạch cơ bản về KH&CN lần thứ ba, giai đoạn 2006-2010, tầm nhìn tới 2015 Công trình khảo sát này gồm 4 thành phần: Công trình phân tích Delphi vẫn được thực hiện giống như những cuộc khảo sát trước đây, nhưng còn có 3 công trình bổ sung nữa để giúp cho công tác phân tích là: (1) Khảo sát về những nhu cầu KT-XH (tư duy về những xã hội tương lai và những nhu cầu của chúng), (2) Khảo sát về những lĩnh vực nghiên cứu đang phát triển nhanh (để tìm những lĩnh vực công nghệ đang nổi lên thông qua quá trình phân tích cơ sở

dữ liệu các trích dẫn), và (3) Phân tích kịch bản (để tạo ra những kịch bản khác nhau dựa trên quan điểm của những chuyên gia am hiểu sâu sắc thời cuộc) Do vậy, công trình lần thứ 8 cung cấp một cách nhìn toàn diện về tương lai của KH&CN tới năm 2035, từ nghiên cứu cơ bản đến tác động xã hội, từ những quan điểm mang tính chủ quan và tiêu chuẩn đến những triển vọng mang tính khách quan và ngoại suy Trong đợt khảo sát Delphi lần này, 13 lĩnh vực đã được đưa ra để thăm dò ý kiến chuyên gia (gồm CNTT-TT; điện tử; khoa học sự sống; y tế/chăm sóc sức khỏe/phúc lợi; khoa học nông/lâm/ngư nghiệp/thực phẩm; khoa học tiên phong (không gian, đại dương và Trái đất); năng lượng/tài nguyên; môi trường; công nghệ nano/công nghệ vật liệu; chế tạo; kết cấu hạ tầng công nghiệp; kết cấu hạ tầng xã hội công nghệ xã hội) Xuất phát từ nhu cầu tạo dựng những hệ thống toàn diện, tạo khả năng để công nghệ đáp ứng các nhiệm vụ xã hội, đã bổ sung thêm lĩnh vực công nghệ xã hội Ngoài ra, cũng

đã bổ sung thêm lĩnh vực kết cấu hạ tầng công nghiệp, bao hàm những công nghệ không thuộc công nghiệp chế tạo để mở rộng các lĩnh vực quản lý và phân phối trước đây, đồng thời các lĩnh vực khoa học Trái đất và khoa học không gian đã được kết hợp vào lĩnh vực khoa học tiên phong mới Lĩnh vực dịch vụ đã được phân bổ vào các lĩnh vực CNTT-TT, y tế/chăm sóc sức khỏe/phúc lợi và công nghệ xã hội

Ở Hàn Quốc, những cuộc khảo sát Delphi đã được thực hiện vào năm 1994 và 1999, gần đây nhất là vào năm 2004 Những cuộc khảo sát này phần lớn là làm theo mô hình của Nhật Bản, nhưng đã có một loạt chủ đề được xây dựng một cách độc lập Trong Dự

án 1994, 1127 chủ đề công nghệ đã được đưa ra để đánh giá lựa chọn, trong đó chỉ có 25% là tương tự với những chủ đề của Nhật Bản

Tầm nhìn 2025 là kết quả của Dự án hoàn thành vào năm 2004, đã nhận dạng 40 nhiệm vụ và đưa ra 20 khuyến nghị để giúp Hàn Quốc vươn tới một nền kinh tế tiên tiến

và thịnh vượng thông qua công cuộc phát triển KH&CN Mục tiêu đặt ra cho 3 giai đoạn tới 2025 là như sau:

 Giai đoạn 1 (tới 2005)

Đưa năng lực KH&CN của Hàn Quốc lên mức cạnh tranh với 12 quốc gia dẫn đầu thế giới và vượt những nền kinh tế châu Á bằng cách huy động các nguồn lực,

mở rộng kết cấu hạ tầng công nghiệp hóa và cải tiến những luật định liên quan;

 Giai đoạn 2 (tới 2015): Trở thành trung tâm nghiên cứu của khu vực châu Á TBD,

tích cực tham gia vào các công trình nghiên cứu khoa học quốc tế và tạo lập một

môi trường thuận lợi để xúc tiến R&D;

 Giai đoạn 3 (tới năm 2025): Đảm bảo sức cạnh tranh KH&CN với các quốc gia

thuộc nhóm G7 ở những lĩnh vực đã lựa chọn bằng cách thúc đẩy những ngành đặc thù

Gần đây, cả Trung Quốc và Ấn Độ đều đã thực hiện những dự án TF, hỗ trợ cho việc lập kế hoạch KH&CN và kinh tế

Trong khoảng thời gian 2002-2005, Trung Quốc đã tiến hành Dự án TF dựa vào khảo sát Delphi, chú trọng vào 6 lĩnh vực công nghệ: CNTT-TT, CNSH, công nghệ vật liệu, năng lượng, môi trường và tài nguyên và chế tạo tiên tiến Những khảo sát này đã xem xét thời gian thực thi những công nghệ cụ thể, những hệ quả đối với kinh tế-xã hội và môi trường, khoảng cách trình độ giữa Trung Quốc và những quốc gia dẫn đầu, cơ sở R&D ở Trung Quốc, tác động đối với các ngành công nghiệp công nghệ cao và truyền thống Trên cơ sở cân nhắc những tiêu chí như vậy, dự án đã nhận dạng những ưu tiên cho nghiên cứu và đầu tư phát triển công nghệ

Ở Ấn Độ, Hội đồng Thông tin và Đánh giá Công nghệ (TIFAC) đã xây dựng một tầm nhìn dài hạn cho Ấn Độ tới năm 2020 ở những lĩnh vực công nghệ quan trọng đang nổi lên 17 lĩnh vực công nghệ đã được nhận dạng và đóng vai trò quan trọng Phương pháp luận được Hội đồng áp dụng bao gồm việc phân tích những động lực và xu thế, được tăng cường thêm bởi những phương pháp luận TF khác nhau Những báo cáo Tầm nhìn Công nghệ 2020 đã được xuất bản năm 1996 Kể từ đó, một Chương trình được liên tục cập nhật những báo cáo này và soạn ra những báo cáo chi tiết hơn về những phân ngành cụ thể Những Báo cáo gần đây nhất đã đề cập đến xu hướng phát triển của pin nhiên liệu, chip sinh học vi mạng, chất dẻo phân hủy bằng sinh học, composit tiên tiến và cây trồng biến đổi gen Một số Báo cáo trong đó đề cập đến tiềm năng của những công nghệ mới Một số khác quan tâm nhiều hơn đến việc cung cấp cho những thị trường tiềm năng được

dự đoán là sẽ tăng trưởng mạnh ở Ấn Độ và tìm cách dỡ bỏ những rào cản có thể gây trở ngại cho quá trình tăng trưởng

Ở cấp tổng quát, những ưu tiên của Nhật, Hàn Quốc, Trung Quốc và Ấn Độ có một mức độ gần giống nhau Cả 4 nước đều nhấn mạnh rất nhiều đến những phát triển mới của CNTT và các khoa học về sự sống, cùng thừa nhận về những nhu cầu và cơ hội ở những lĩnh vực vật liệu mới, năng lượng và môi trường

Tuy nhiên, sự chú trọng cụ thể lại hơi khác nhau giữa 4 nước, phản ánh sự khác nhau

về năng lực và giai đoạn phát triển công nghệ Trong khi cả Trung Quốc và Ấn Độ đều chú trọng vào phát triển tiếp công nghệ vật liệu bán dẫn và phần mềm, thì Nhật và Hàn Quốc coi những công nghệ đó thực sự đã quá trưởng thành, bởi vậy nếu tiếp tục đầu tư thì lợi nhuận thu được sẽ suy giảm Cho nên, chú trọng của Nhật và Hàn Quốc phần lớn

là vào những ứng dụng mới của CNTT, chẩn đoán y học và chăm sóc sức khỏe và nhằm giải quyết những thách thức để tăng hiệu quả tài nguyên và bảo vệ môi trường

Tương tự, cũng có sự khác biệt rõ nét giữa sự chú trọng của Hàn Quốc vào những vật liệu mới, chẳng hạn như bộ nhớ nguyên tử và vi cảm biến cho những hệ thống giác quan nhân tạo với sự chú trọng của Trung Quốc vào vật liệu sắt thép xây dựng và Ấn Độ chú trọng vào nam châm đất hiếm, gốm cấu trúc

Công trình của các nước đều nhận dạng những phát triển mới của công nghệ năng lượng là có tầm quan trọng, nhưng sự chú trọng lại khác nhau Ấn Độ chú trọng vào cải tiến công nghệ phát điện thông thường Trung Quốc kết hợp sự quan tâm vào than, hạt nhân và các nguồn thực vật Nhật chú trọng vào công nghệ pin nhiên liệu, tàng trữ an toàn phế thải hạt nhân của nhà máy điện nguyên tử, thực chất chúng đều là vấn đề môi trường

Cùng là những mối quan tâm đến môi trường, nhưng mỗi quốc gia lại có nhu cầu và sự chú trọng khác nhau Nhật Bản chú trọng vào cải thiện công nghệ tái chế các vật liệu sản xuất, Trung Quốc chú trọng đến vấn đề cung cấp nước sạch và xử lý nước thải, ô nhiễm không khí, còn Ấn Độ chú trọng hơn đến công tác quản lý tài nguyên

II DỰ BÁO VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ ƯU TIÊN PHÁT TRIỂN TỚI NĂM 2020 CỦA MỸ

2.1 NHỮNG CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO ĐƯỢC ƯU TIÊN PHÁT TRIỂN ĐẾN NĂM 2020 CỦA MỸ

2.1.1 Những công nghệ để tiến hành đồng loạt tất cả các nguyên công chế tạo (Concurrent Manufacturing)

Các công nghệ mới sẽ phải hỗ trợ cho các khái niệm tổ chức mở, có thể tạo khả năng cho các đơn vị công tác được phân bố rộng khắp về mặt địa lý, với những thành viên tham gia có tính đa văn hoá và đa ngành, làm việc đồng loạt và thích ứng nhanh chóng với sự thay đổi

Mức độ hoạt động đồng loạt trong tương lai sẽ cần đến những tiến bộ công nghệ ở 4 lĩnh vực then chốt:

(1) Năng lực lập mô hình hệ thống

Mô hình các hệ thống có khả năng tổng hợp mọi khía cạnh của một doanh nghiệp chế tạo, sẽ đảm bảo mọi quyết định hoạt động đều góp phần vào giải pháp khả thi, thậm chí tối ưu Lập mô hình và mô phỏng toàn bộ doanh nghiệp chế tạo sẽ được sử dụng trong khâu lập kế hoạch đồng thời, ở quy mô toàn doanh nghiệp và để đưa ra các quyết định hoạt động ở thời gian thực (Real time) Mô hình các hệ thống trong tương lai sẽ cần phải kết hợp mọi khâu chế tạo, bao gồm các thiết bị, quy trình và các phương thức mọi người tương tác với chúng trong các hệ thống sản xuất (chẳng hạn như các giao diện người-máy

và các quy trình/phân hệ giúp nâng cao hiệu quả con người và thúc đẩy vận dụng trí tuệ Những vấn đề này phức tạp và bao gồm những cân nhắc về khả năng nhận thức và học hỏi của mọi người

(2) Phương pháp luận thiết kế kiểu môđun và có khả năng thích ứng

Để hỗ trợ việc chế tạo đồng thời, các thiết kế sẽ phải sẵn sàng thích ứng với một phạm

vi rộng các sản phẩm, quy trình và các tham số quy trình Các phương pháp luận thiết kế

sẽ dựa vào các “thư viện”, trong đó lưu trữ những môđun thiết kế có khả năng tái sử dụng, cân nhắc được sự phát sinh phế thải, sử dụng nguyên vật liệu và nguồn lực, chi phí sản xuất, thời gian bảo trì và các tham số khác

(3) Các quy trình và thiết bị có khả năng thích ứng

Ngành chế tạo theo phương thức đồng thời sẽ đòi hỏi các quy trình trong đó phải có khả năng nhanh chóng thích ứng với nhiệm vụ chế tạo sản phẩm mới để đáp ứng nhu cầu thay đổi nhanh của thị trường Để sản xuất ra một số lượng sản phẩm phù hợp với nhu cầu khách hàng dựa vào cùng một dây chuyền sẽ đòi hỏi các quy trình và hệ thống phải có khả năng thích nghi, nhanh chóng thay đổi cấu hình cho phù hợp Việc biểu diễn bằng số (Digital Representation) các đồ án sản phẩm sẽ phải được phát triển nhanh chóng và biến thành thành phẩm với thời gian lắp đặt, hiệu chỉnh và sự can thiệp tối thiểu Các thiết bị kiểu môđun sẽ được sử dụng mỗi khi có thể, với các cấu phần phần cứng và phần mềm có khả năng tích hợp, hoạt động được ngay (Plug and Play)

(4) Vật liệu và quy trình

Việc thực thi nhanh các sản phẩm mới sẽ đòi hỏi những quy trình phải có khả năng tạo

ra những vật liệu và hình dạng hoàn toàn mới Các quy trình này có thể giúp sử dụng được các vật liệu mới có các tính chất và cấu trúc mới Các vật liệu cho những sản phẩm cùng một loại có thể được tạo ra chỉ để sử dụng một lần Các vật liệu và hình dạng mới phù hợp với nhu cầu khách hàng sẽ đòi hỏi những quy trình có khả năng kiểm soát được

ở cấp phân tử, nhờ vậy tạo ra được những loại vật liệu tổng hợp, đáp ứng những mục đích đặc thù Điều này đòi hỏi phải có các năng lực lập mô hình, trên cơ sở đó có thể nhận được các tính chất của vật liệu nhờ việc bố trí các cấu trúc nguyên tử

Công nghệ sinh học (CNSH) sẽ tham gia vào các hệ thống, trong đó các quy trình sinh học được sử dụng để tạo ra các vật liệu được xác định ở cấp phân tử, sau đó những vật liệu này được sử dụng để tạo ra thành phẩm CNSH sẽ tham dự vào những quy trình phụ phức tạp, tương tự như những quy trình đã được dùng trong ngành công nghiệp hoá chất,

và dùng cho quá trình tăng trưởng hữu cơ

2.1.2 Những công nghệ để giúp tích hợp các nguồn nhân lực và công nghệ

Thách thức đặt ra là tới năm 2020 phải phát triển được các công nghệ giúp nâng cao sự đóng góp trí lực của mọi người vào công việc, cung cấp thông tin và các năng lực phối hợp cho toàn bộ chuỗi cung cấp và giúp mọi người đưa ra các quyết định để đương đầu với những bất định Các công nghệ sẽ phải thực hiện được các chức năng như sau:

 Đảm bảo cho mọi người luôn học hỏi khi thực hiện nhiệm vụ;

 Cung cấp thông tin ở thời gian thực về hiện trạng của từng khâu trong chuỗi cung cấp, từ khảo sát thị trường tới sản xuất rồi tới việc sử dụng của người tiêu dùng;

 Tạo khả năng để mọi người cộng tác chặt chẽ ở mọi khâu của chuỗi cung cấp;

 Tạo khả năng để mọi người mô phỏng được các quyết định về những phương án hoạt động khác để đối phó với sự bất định;

 Tạo khả năng để mọi người thay đổi các quy trình và sản phẩm một cách nhanh chóng để đáp ứng các nhu cầu thay đổi của thị trường mà không có sự tham gia của con người vào các hoạt động thường nhật;

 Cung cấp kỹ năng và tri thức để mọi người dành thời gian cho những công việc không thường nhật, để những công việc thường nhật cho máy móc thực hiện;

 Cung cấp các hệ thống để vận hành hiệu quả các mạng đa văn hoá của con người

và máy móc

Cần phải có những tiến bộ công nghệ và xã hội đáng kể để phát triển các hệ thống con người/kỹ thuật tối ưu Những lĩnh vực kỹ thuật được nhận dạng dưới đây là có tầm quan trọng nhất để phát triển các hệ thống sản xuất để có thể tích hợp các nguồn lực con người

và kỹ thuật:

2.1.3 Những công nghệ thân thiện với môi trường

Các nhà chế tạo có thể nhận dạng và phát triển các quy trình giúp cải thiện được rất nhiều mức độ tiêu thụ năng lượng, nhân lực và tài nguyên Các xí nghiệp sẽ phải đối mặt với 2 thách thức môi trường chủ yếu, đó là:

(a) Khắc phục khoảng cách giữa sự hiểu biết hiện nay về các tác động môi trường và các công nghệ đã được phát triển với sự hiểu biết cần thiết về mục tiêu môi trường trong tương lai;

(b) Thay đổi ý thức của các xí nghiệp đối với vấn đề môi trường

Các công nghệ cần phát triển như sau:

 Lập mô hình và đánh giá rủi ro môi trường

 Các quy trình chế tạo có phát thải ở mức tối thiểu

Đòi hỏi phải có các phương pháp thiết kế, trong đó cân nhắc đến toàn bộ vòng đời của sản phẩm Các nhà chế tạo sẽ phải đánh giá việc sản xuất và tái chế ở tững công đọan trong quá trình chuyển hóa, xem xét tát cả phế thải và phụ phẩm của quá trình để dùng chúng làm nguyên vật liệu cho các quá trình khác Công tác quản lý môi trường sẽ phải tận dụng ưu thế của CNTT phân tán Chú ý phát triển các công nghệ sản sinh ít phế thải, chẳng hạn như phương pháp chế tạo sản phẩm có hình dạng kích thức gần như thực, xử lý sinh học và tự lắp ráp phân tử

 Giảm năng lượng tiêu thụ

Các quy trình khi được tối ưu hóa để giảm phất thải thì đồng thời cũng tiêu tốn ít năng lượng hơn Cần đặc biệt quan tâm đến khả năng thu hồi để tận dụng một lượng nhiệt lớn thải ra

từ các thiết bị/quy trình hiện nay, như lò luyện kim, thiết bị làm lạnh v.v

2.1.4 Những công nghệ để biến thông tin thành tri thức

 Công nghệ giáo dục

Sẽ phải thực hiện những thay đổi công nghệ giáo dục và đào tạo để đáp ứng các nhu cầu về nguồn nhân lực, vì các doanh nghiệp sẽ càng mang tính toàn cầu, đòi hỏi phải có sự thay đổi một cách căn bản các kỹ năng nghề nghiệp, các công nghệ và quy trình chế tạo mới được áp dụng và sự thuyên chuyển nhân lực Đào tạo bằng máy tính sẽ ngày càng trở nên phổ biến Một nhiệm vụ lớn đặt ra là phải tạo được các công cụ không phụ thuộc vào ngôn ngữ và văn hóa, để cho bất cứ ai cũng có thể sử dụng được ngay, cho dù là người đó ở đâu và xuất xứ từ đâu

 Công nghệ cộng tác, hội thảo từ xa và có mặt từ xa (Telepresence)

Vì các công việc và xí nghiệp sẽ phân bố rộng khắp trên toàn cầu, nên CNTT ở thời gian thực sẽ là công cụ cộng tác hữu hiệu nhất Sẽ phải phát triển các công cụ để cho phép tương tác

từ xa một cách dễ dàng, đơn giản và tiện lợi

Xử lý ngôn ngữ tự nhiên: Những tiến bộ trong công nghệ giáo dục và hợp tác sẽ đòi hỏi phải có công cụ truyền thông phiên dịch được tức thời Công nghệ này có thể được coi là sự ngọai suy từ xu thế hiện nay, tuy nhiên, để thực hiện ở quy mô toàn cầu thì sẽ vô cùng khó khăn và phức tạp, đòi hỏi phải có những tiến bộ lớn về công nghệ

 Các bộ lọc thông tin và tác tử trí tuệ

Những khối lượng thông tin khổng lồ, bao gồm cả những thông tin dư thừa, thông tin sai lệch và thông in vô bổ khiến cho công tác chọn lọc, tìm kiếm và lưu trữ dữ liệu trở nên hết sức cần thiết Các tác tử trí tuệ, tức là các bộ lọc tri thức được “thiết kế” theo nhu cầu của từng cá nhân sẽ giúp ngăn ngừa tình trạng quá tải thông tin

 An ninh hệ thống

Các xí nghiệp tương lai sẽ cần đến thông tin đầy đủ và chính xác Sẽ phải phát triển các hệ thống an ninh hiệu quả để bảo vệ thông tin, dữ liệu và tri thức Để mất thông tin có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng

Các thiết bị cảm biến và dẫn động tự động để kiểm soát quy trình và thiết bị Ví các xí nghiệp sẽ có mức độ tự động hóa ngày càng cao, nên các quy trình và thiết bị sẽ phải được kiểm sóat chặt chẽ để đảm bảo chất lượng cao, chi phí và phế thải ở mức thấp Các xí nghiệp

sẽ ngày càng phải dựa nhiều vào các thiết bị cảm biến tự động, đa chức năng và có “trí thông minh” ở tất cả các cấp quy trình và xí nghiệp

 Lập mô hình và mô phỏng kết hợp

Các mô hình thông minh sẽ giúp tiết kiệm rất nhiều thời gian và nguồn lực cho xí nghiệp Các mô hình xí nghiệp được kiểm định và kết hợp dựa trên những thông tin được cập nhật sẽ giúp tất cả mọi người ở các cấp khác nhau đưa ra quyết định tốt hơn và nhanh chóng hơn Những mô hình này đòi hỏi phải hoàn thiện CNTT-TT, gồm công nghệ hiển thị, tốc độ tính toán, tốc độ truyền thông và giao diện người dùng

2.1.5 Những công nghệ để tạo khả năng thay đổi cấu hình

 Thay đổi cấu hình doanh nghiệp

Những công nghệ tạo khả năng để thay đổi cấu hình doanh nghiệp bao gồm các công cụ pháp lý, chẳng hạn như các hợp đồng mẫu, các mô hình về các nhân tố KT-XH định tính, các mối quan hệ tổ chức và nhân lực, các CNTT (những ứng dụng tin học và truyền thông)

Các công nghệ phần mềm có thể được nhóm lại thành một phần mềm tích hợp để hỗ trợ kế hoạch chung, từ khâu phát triển khái niệm đến khâu vận hành, bao gồm: các thuật ngữ chuẩn

để mô tả liên minh; lập mô hình hệ thống toàn doanh nghiệp các môđun mô phỏng để bao hàm các nhân tố pháp lý, KT-XH định tính và các mối quan hệ tổ chức/nhân lực; các công cụ phân tích lý thuyết Nền phần mềm này sẽ hướng dẫn liên minh kinh qua các giai đoạn hoạt động và cung cấp phương tiện mô phỏng các tác dụng tiềm năng của các quyết định Các công nghệ truyền thông sẽ bao gồm các tiêu chuẩn thống nhất để trao đổi thông tin, các cơ chế đơn giản

để tiến hành hội thảo từ xa, các giao thức mạng lưới đặc thù cho các nhu cầu của liên minh

 Thay đổi cấu hình tổ chức

Thành lập và giải thể các nhóm ở trong một tổ chức không khác nhiều lắm so với việc thành lập/giải thể các liên minh và đều đưa lại những vấn đề tương tự Các tổ chức sẽ được lợi nếu vận dụng lý thuyết nhóm (những thành viên có các mục tiêu chung), hơn là lý thuyết trò chơi (những thành viên có các mục tiêu khác nhau, có thể mâu thuẫn nhau) Các nhóm trong một tổ chức sẽ có khuynh hướng chú trọng vào một loại sản phẩm/họ sản phẩm và sẽ cần các năng lực lập mô hình, thiết kế và mô phỏng

 Thay đổi cấu hình các nguyên công chế tạo

Để sản xuất các sản phẩm đa dạng, đáp ứng nhu cầu người dùng, cần phải nhanh chóng thay đổi cấu hình các nguyên công chế tạo, với những năng lực như sau:

 Tạo được mô hình hệ thống cho tất cả các nguyên công;

 Có được những hiểu biết cơ bản về các quy trình sản xuất;

 Có được các công nghệ tổng hợp và kiến trúc để biến thông tin thành tri thức;

 Có được các phương thức và giao thức truyền thông thống nhất để trao đổi thông tin;

 Có được các giao diện giữa máy và người dùng để nâng cao hiệu quả làm việc;

 Có được các quy trình và hệ thống sản xuất thích ứng và tái cấu hình (chẳng hạn như các quy trình tổng hợp sinh học và các quy trình tạo hình linh hoạt, có khả năng lập trình và có kích thước chính xác, không đòi hỏi phải có các máy móc gia công tinh)

 Có công nghệ cảm biến để kiểm soát chính xác quy trình

Tái cấu hình các nguyên công sản xuất sẽ bao hàm những khái niệm và công nghệ khác với trường hợp tái cấu hình doanh nghiệp hoặc tổ chức Ở đây, mục tiêu đặt ra là tạo khả năng thích ứng cho các nguyên công sản xuất để tạo ra những thay đổi nhanh chóng ở sản phẩm, hoặc thậm chí chế tạo ra các sản phẩm khác Để thực thi một xí nghiệp có khả năng tái cấu hình cần phải có các công cụ có thể kết hợp được các nguyên công cơ bản theo những cách thức linh hoạt để tạo ra một loạt các quy trình, giống như cách mà các từ gốc được kết hợp với nhau bằng những cú pháp linh hoạt để sản ra vô số các chương trình phong phú trong ngôn ngữ Khả năng tái cấu hình theo cách thức này vượt xa mức độ tái cấu hình bằng cách sắp xếp/bố trí lại các thiết bị

2.1.6 Những công nghệ để giúp phát triển những quy trình mới

Tới năm 2020, những quy trình và năng lực mang tính cách mạng sẽ được tạo ra bởi những công nghệ mà hiện nay mới ở giai đoạn phát triển ban đầu Một trong những công nghệ hứa hẹn là phương pháp kết tủa vật liệu trực tiếp, giống như quy trình được sử dụng để chế tạo nguyên mẫu nhanh Mặc dù đã đạt được những kỳ tích lớn, nhưng quy trình này chưa sử dụng được để chế tạo các chi tiết Để thực hiện được điều đó, cần có 2 đột phá:

(1) Khả năng sử dụng các quy trình với những vật liệu được dùng làm các chi tiết cần sản xuất,

(2) Cần tăng tốc độ của quá trình lên rất cao

Hai công nghệ khác có thể giúp đưa lại những quy trình mang tính cách mạng để chế tạo các chi tiết sản phẩm là CNNN và CNSH Cả hai công nghệ này đều đòi hỏi có những bước đột phá lớn để có thể ứng dụng trong thực tiễn chế tạo

CNNN có thể đem lại khả năng chế tạo các cấu trúc mới dựa trên việc kiểm soát chính xác đối với kiến trúc vật liệu ở cấp phân tử hoặc nguyên tử Để có khả năng tổ chức vật liệu ở cấp nano, cần phải có các phương pháp lắp ráp phân tử Công nghệ chế tạo ở cấp nano bao gồm những loại quy trình sau đây:

 Gia công ở cấp nano (trong phạm vi 0,1-100 nano) để tạo ra các cấu trúc nano bằng cách bổ sung hoặc rút bớt vật liệu từ các cấu phần vĩ mô;

 Chế tạo ở cấp phân tử để tạo dựng các hệ thống từ cấp nguyên tử hoặc phân tử

Các quy trình sản xuất sinh học đều diễn ra ở các điều kiện môi trường bình thường và ít sinh ra phế thải Các hệ thống sinh vật rất thành thạo trong việc kiểm soát chính xác đối với các quy trình tổng hợp và lắp ráp ở cấp phân tử để tạo ra một loạt các cấu phần mà chỉ cần đến một

số lượng hạn chế các vật liệu hợp phần Một số các quy trình sinh học có thể đưa lại những bước tiến có tính cách mạng cho ngành chế tạo gồm:

 Các phương pháp tổng hợp sinh học để tạo ra các polyme protein bằng kỹ thuật gen;

 Các quy trình tự lắp ráp, dựa trên tác nhân bề mặt sinh học, có hiệu quả ở phạm vi

1-1000 nano;

 Các phương pháp tổng hợp, liên kết và quy trình tự lắp ráp để tạo ra các cấu trúc định hướng và chức năng;

 Cấp tế bào và kỹ thuật mô để tạo khả năng sản xuất trong ống nghiệm da và màng;

2.2 CUỘC CÁCH MẠNG CÔNG NGHỆ TOÀN CẦU 2020

2.2.1 Các xu hướng công nghệ

Có một số xu hướng quan trọng liên quan tới công nghệ đang tạo ra ảnh hưởng lớn đến toàn cầu Những xu hướng đó chịu sự chi phối của các công nghệ đang nổi lên hiện nay, bao gồm công nghệ sinh học (CNSH), công nghệ nano (CNNN), công nghệ vật liệu (CNVL) và công nghệ thông tin (CNTT) Những ảnh hưởng này là khác nhau và bao hàm các yếu tố xã hội, chính trị, kinh tế, môi trường v.v… ở nhiều trường hợp, tầm quan trọng của những công nghệ này đều phụ thuộc vào tính kết năng xảy ra nhờ sự kết hợp của các tiến bộ với nhau, cũng như quan hệ tương tác lẫn nhau của chúng

Những tiến bộ của các lĩnh vực công nghệ trên đang kết hợp với nhau, đem lại những sản phẩm với những ảnh hưởng ở quy mô toàn cầu trong các lĩnh vực chăm sóc sức khoẻ và an ninh của từng người cũng như của cả cộng đồng, các hệ thống kinh tế và xã hội, kinh doanh và thương mại Cuộc cách mạng công nghệ đang nổi lên này, cùng với quá trình toàn cầu hoá đang diễn ra, một mặt đem lại khả năng kéo dài tuổi thọ, phát triển kinh tế, nâng cao mức sống, nhưng mặt khác cũng làm nảy sinh những khó khăn mới liên quan đến vấn đề bí mật cá nhân

và đạo đức Đã có nhiều lập luận cho thấy rằng việc tăng tốc độ thay đổi công nghệ có thể làm rộng thêm hố ngăn cách giữa giàu và nghèo, giữa các quốc gia phát triển và đang phát triển Tuy nhiên, sự tăng cường kết nối toàn cầu cũng có thể tạo phương tiện để nâng cao giáo dục

và năng lực công nghệ ở địa phương, giúp cho các vùng nghèo khó và kém phát triển cũng có

thể tham gia và được hưởng lợi ích của các tiến bộ công nghệ

Những ảnh hưởng mang tính cách mạng này làm phát sinh nhiều vấn đề Cần phải khẩn trương giải quyết tất cả những mối quan tâm và những quyết định khác nhau liên quan tới đạo đức, kinh tế, luật pháp, môi trường, an ninh và nhiều vấn đề xã hội khác, vì mọi ngưòi trên khắp thế giới sắp tới sẽ phải chịu ảnh hưởng của những xu hướng công nghệ đối với cuộc sống

và nền văn hoá của mình Những vấn đề quan trọng nhất bao gồm tính bí mật, sự cách biệt

kinh tế, những đe doạ đối với văn hoá (kể cả những phản ứng), và đạo đức sinh học Đặc biệt, những vấn đề như ưu sinh học, nhân bản vô tính ở người và biến đổi gen đã dấy lên những phản ứng mạnh mẽ nhất liên quan đến đạo đức Hiểu được những vấn đề đó rất phức tạp vì chúng vừa là động lực dẫn đến những hướng đi mới, vừa ảnh hưởng lẫn nhau theo những cấp bậc khác nhau Mọi công dân và những nhà làm quyết định đều phải trang bị những thông tin

về công nghệ, lắp ráp và phân tích những mối tương tác phức tạp để thực sự hiểu được cuộc tranh luận đang diễn ra xoay quanh những công nghệ đó Những bước đi như vậy sẽ giúp tránh được việc đưa ra những quyết định ấu trĩ, phát huy được tối đa lợi ích của công nghệ và nhận dạng được những điểm ngoặt, tại đó những quyết định có thể đem lại ảnh hưởng cần thiết mà không bị phủ định bởi vấn đề chưa được phân tích

Sự hứa hẹn của công nghệ hiện nay đã được minh chứng và sẽ còn tiếp tục khẳng định Nó

sẽ có những ảnh hưởng rộng khắp trên toàn cầu Nhưng những ảnh hưởng của cuộc cách mạng công nghệ sẽ không đồng nhất và sẽ có tác dụng khác nhau tuỳ thuộc vào sự tiếp nhận, mức độ đầu tư và nhiều quyết định khác nữa Tuy nhiên sẽ không có gì đảo lộn được xu thế này, quá trình toàn cầu hoá sẽ làm thay đổi hoàn cảnh của mỗi nước Thế giới đang lao vào công cuộc biến đổi, khi những tiến bộ phát huy tác dụng ở phạm vi toàn cầu

Các hướng phát triển của công nghệ Các hướng phát triển

Công nghệ cũ Công nghệ hiện nay Công nghệ trong tương lai

Kim loại và gốm Composit và polyme Vật liệu thông minh

Kỹ thuật và sinh học

tách biệt

Vật liệu sinh học Kỹ thuật gen/sinh học

Sinh sản chọn lọc Biến nạp gen Kỹ thuật gen

Tích hợp quy mô nhỏ Tích hợp quy mô lớn và rất lớn Tích hợp siêu lớn

Phép in lito cấp micron Phép in lito ở cấp nhỏ hơn micron Lắp ráp ở cấp nano

Máy tính lớn Máy tính cá nhân Máy tính nhỏ kết hợp vào

mọi vật dụng Máy tính riêng lẻ Máy tính kết mạng Những máy nhỏ và mạng

hỗ trợ

Các xu hướng lớn Đơn ngành Các ngành song hành/phân cấp Đa ngành

Những sản phẩm CNTT dưới đây được coi là khả thi vào năm 2020:

 Mạng Internet không dây phổ biến trên toàn thế giới, phục vụ cho tầng lớp trung lưu và thượng lưu, kể cả các nước đang phát triển và các vùng nông thôn;

 Các máy tính mang trên người (Wearable Computer) được tăng cường để kiểm soát các thiết bị y tế và các hệ thống giải trí;

 Các cơ sở dữ liệu lớn (hy vọng có độ an toàn cao), chứa đựng thông tin cá nhân, chẳng hạn như lịch sử và các lượng thông tin đã được xem và xử lý, cũng như các thông tin khác như tiểu sử bệnh tật, thông tin hệ gen…;

 Các thiết bị lưu trữ kích thước nhỏ, giá rẻ dùng để lưu trữ các khối lượng dữ liệu lớn, chẳng hạn như âm thanh, hình ảnh và các trang web;

 Năng lực tìm kiếm ngày càng được cải thiện để định vị không chỉ những câu văn bản, mà

cả các câu ngữ nghĩa, tranh ảnh và video;

 Các thẻ FRID dùng để theo dõi hàng hoá mua bán, mô thức mua sắm của người dùng, thậm chí cả động thái cá nhân phục vụ mục đích an ninh và quảng cáo;

 Sinh trắc học (chẳng hạn như vân tay, mống mắt/võng mạc) được ứng dụng rộng khắp để đảm bảo an ninh (kể cả việc tiếp cận với máy tính, địa điểm và dịch vụ thương mại);

 Các mạng cảm biến và camera sẽ có mặt ở khắp nơi, ngày càng có kích thước nhỏ, khó phát hiện

Những ứng dụng CNSH khả thi về kỹ thuật vào năm 2020

 Thực hiện nhiều xét nghiệm sinh học khác nhau cùng một lúc ở trên một mẫu, tạo khả năng nhận dạng phân tích nhanh từ những khối lượng rất nhỏ, phục vụ cho chẩn đoán bệnh và đánh giá pháp lý;

 Kỹ thuật y tế được tiến hành phù hợp với từng cá nhân, dựa vào các cơ sở dữ liệu lớn về thông tin bệnh nhân và tình trạng bệnh tật, cũng như khả năng lập chuỗi gen một cách nhanh chóng và song song;

 Phát triển được các loài côn trùng biến đổi gen (GM), chẳng hạn như các loài sâu sản sinh ra những loài vô sinh, hoặc không truyền bệnh;

 Có được năng lực rộng khắp để biến đổi gen các cây lương thực chủ yếu, có tác động mạnh tới đời sống ở các nước đang phát triển;

 Có khả năng thiết kế và thử nghiệm các loại thuốc mới dựa trên phương pháp mô phỏng bằng máy tính, cũng như có khả năng thử nghiệm các ảnh hưởng phụ có hại dựa trên các

hệ thống mô hình được lắp ráp trên các chip máy tính (Phòng thí nghiệm trên con chip);

 Khả năng phóng nạp thuốc vào đúng các bộ phận hoặc khối u, dựa trên việc nhận biết phân tử;

Các bộ phận giả và cấy ghép có tính năng mô phỏng các chức năng sinh học, phục hồi các chức năng quan trọng cho các bộ phận hoặc mô hiện có, hoặc thậm chí tăng cường thêm cho các

chức năng đó

Những vật liệu mới được coi là khả thi vào năm 2020

Căn cứ vào sự phát triển của khoa học, kỹ thuật vật liệu và công nghệ chế tạo, những loại vật liệu dưới đây là khả thi vào năm 2020:

 Các loại vải có kết hợp nguồn điện, mạch điện tử và sợi quang;

 Các loại vải có khả năng phản ứng với kích thích bên ngoài, chẳng hạn như sự thay đổi nhiệt độ, hoặc các chất đặc biệt;

 Chế tạo theo nhu cầu đối với các chi tiết và sản phẩm phục vụ nhu cầu cá nhân và các đặc trưng mà doanh nghiệp cần có;

 Áp dụng rộng rãi các phương pháp chế tạo thân thiện với môi trường, giảm đáng kể việc

áp dụng các vật liệu độc hại;

 Các chất phun phủ và vật liệu composit có kết cấu nano, giúp tăng cường độ bền, độ cứng, độ chịu mòn;

 Các mạch/linh kiện điện tử hữu cơ, giúp tăng cường độ ánh sáng của đèn và màn hình;

 Các pin mặt trời diện rộng được chế tạo từ vật liệu composit có chứa vật liệu kết cấu nano, vật liệu hữu cơ và vật liệu phỏng sinh học;

 Các hệ thống tinh chế và khử ô nhiễm nước, dựa vào các màng và bộ lọc hoạt hoá có kết cấu nano;

 Các chất xúc tác hoá học, được thiết kế trên cơ sở kết hợp giữa kỹ thuật tính toán nhanh với sàng lọc vật liệu;

 Các mô đa chức năng được tạo ra để nuôi cấy trong cơ thể từ các khung (Scaffold) tự phân huỷ

Những sản phẩm CNNN được coi là khả thi vào năm 2020

 Những cảm biến hóa chất và sinh học mới, kích thước nhỏ, có độ nhạy và chọn lọc cao;

 Các nguồn điện có điện lượng và khả năng quản lý cao;

 Các cảm biến được mang trên người, đặc biệt có ích cho các chiến binh và lực lượng cứu

hộ khẩn cấp;

 Các thiết bị tính toán được lắp đặt vào bên trong các hàng hoá thương mại (hiện đã thực hiện và sẽ trở nên phổ biến hơn);

 Các thiết bị theo dõi sức khoẻ cá nhân được mang trên người, có khả năng truyền thông

và ghi lại dữ liệu;

 Các cơ cấu nano chức năng để phóng nạp thuốc có kiểm soát và tăng hiệu quả của các thiết bị cấy ghép/các bộ phận giả;

 Năng lực theo dõi và giám sát rộng khắp đối với con người và môi trường

2.2.2 Cuộc cách mạng công nghệ và các quốc gia

Trong 15 năm tới, tốc độ của những thay đổi có thể sẽ tăng nhanh nên những phản ứng của các cộng đồng đối với công nghệ và ảnh hưởng của công nghệ đối với văn hoá có thể sẽ gây ra nhiều va chạm hơn Mặc dù có quy mô lớn, nhưng cuộc cách mạng công nghệ này sẽ không diễn ra đồng đều trên toàn cầu Có ứng dụng công nghệ, dù về mặt kỹ thuật có khả năng thực hiện vào năm 2020, nhưng không phải quốc gia nào cũng đều có thể có được nó và đưa vào sử dụng một cách rộng rãi trong cùng một khoảng thời gian Trình độ thích hợp về năng lực KH&CN là yêu cầu tiên quyết đối với nhiều lĩnh vực ứng dụng công nghệ tinh xảo

Ngoài ra, khả năng đạt được một ứng dụng công nghệ cũng không có nghĩa là khả năng thực hiện được nó Tiến hành nghiên cứu hay nhập khẩu bí quyết là một bước cần thiết ban đầu Nhưng việc thực hiện thành công ứng dụng công nghệ còn phụ thuộc vào các động lực chi phối trong một đất nước có khả năng khuyến khích đổi mới công nghệ và các rào cản trên con đường

đi của nó Các động lực và rào cản đó bao gồm thể chế, con người, cơ sở vật chất của một đất nước; các nguồn lực tài chính của nước đó và cả môi trường văn hóa, xã hội và chính trị Từng yếu tố trong đó đóng một vai trò trong việc quyết định khả năng của một nước có thể đưa được một ứng dụng công nghệ mới đến tay người sử dụng, làm cho họ có thể nắm bắt được và hỗ trợ

sử dụng rộng rãi

Công nghệ của năm 2020 sẽ kết hợp những phát triển của nhiều lĩnh vực khoa học khác nhau theo hướng có thể làm chuyển biến chất lượng cuộc sống của con người, kéo dài tuổi thọ, làm thay đổi diện mạo của công việc, ngành công nghiệp và tạo nên những sức mạnh kinh tế và chính trị mới trên vũ đài toàn cầu

2.2.3 Một số ứng dụng công nghệ quan trọng vào năm 2020

RAND dự báo có 56 công nghệ sẽ được ứng dụng vào năm 2020, trong đó có 16 ứng dụng dưới đây được cho là có tiềm năng thương mại rộng lớn, yêu cầu thị trường cao và tác động tới nhiều lĩnh vực cùng một lúc như nguồn nước, thực phẩm, đất đai, dân số, điều hành, cấu trúc xã hội, năng lượng, sức khỏe, phát triển kinh tế, giáo dục, quốc phòng, môi trường,

Năng lượng mặt trời giá rẻ: Các hệ thống năng lượng mặt trời có giá thành đủ rẻ để có thể

áp dụng rộng rãi cho các nước phát triển và đang phát triển, cũng như các cộng đồng dân cư còn thiệt thòi về mặt kinh tế

Truyền thông vô tuyến ở các vùng nông thôn: Áp dụng rộng rãi kết nối điện thoại và Internet

không cần cơ sở hạ tầng kết nối mạng bằng dây dẫn

Các thiết bị liên lạc phục vụ cho truy cập thông tin ở khắp mọi nơi: Các thiết bị thông tin liên

lạc và lưu trữ, hữu tuyến và vô tuyến, tạo ra khả năng truy cập nhanh tới các nguồn thông tin tại bất cứ nơi đâu và ở bất cứ thời điểm nào Bằng việc vận hành các giao thức liên lạc chéo và lưu

trữ dữ liệu, các thiết bị này có khả năng lưu trữ không chỉ các văn bản mà cả các siêu văn bản với các hình thức thông tin kết cấu theo lớp, hình ảnh, giọng nói, âm nhạc, video và các đoạn phim

Cây trồng biến đổi gen (GM): Các loại thực phẩm kỹ thuật gen với các giá trị dinh dưỡng

cao (ví dụ như có bổ sung các vitamin và các chất vi lượng), sản lượng gia tăng (bằng cách lai tạo các giống cây phù hợp các điều kiện của từng địa phương) và giảm liều lượng thuốc trừ sâu (do có sức đề kháng côn trùng gia tăng)

Xét nghiệm sinh học nhanh: Các xét nghiệm có thể thực hiện rất nhanh và đôi khi ngay tức

thì nhằm kiểm tra về sự hiện diện hay thiếu vắng các hợp chất sinh học cụ thể

Các bộ lọc và xúc tác: Các kỹ thuật và thiết bị lọc, làm tinh khiết và khử chất ô nhiễm nước

hiệu quả và đáng tin cậy có thể sử dụng rộng rãi và phổ biến tại các địa phương

Dẫn thuốc theo mục tiêu: Các phép trị liệu bằng thuốc có thể tấn công các khối u hay các

mầm bệnh cụ thể mà không gây tổn hại tới các mô và tế bào mạnh khỏe

Nhà ở tự quản rẻ tiền: Nhà ở tự cung và tự cấp, cho phép người ở có thể thích nghi với các

điều kiện của địa phương và có đủ năng lượng để sưởi ấm, làm lạnh và nấu nướng

Sản xuất công nghiệp xanh: Các quy trình sản xuất được thiết kế lại nhằm loại bỏ hoặc giảm

phần lớn các luồng chất thải và giảm lượng sử dụng các nguyên liệu độc hại

Thẻ nhận dạng tần số vô tuyến (RFID) trên các sản phẩm thương mại và cá nhân: Sử dụng

rộng rãi các thẻ RFID để theo dõi các sản phẩm bán lẻ, từ nơi sản xuất cho đến nơi bán hàng và

xa hơn, cũng như để theo dõi các cá nhân và sự di chuyển của họ

Xe hơi sử dụng động cơ lai: Các loại xe hơi được ứng dụng các động cơ kết hợp sử dụng

động cơ đốt trong với các nguồn nhiên liệu khác, có khả năng phục hồi năng lượng trong khi hãm phanh

Thiết bị cảm biến có mặt khắp nơi: Các bộ cảm biến được lắp đặt tại hầu hết các khu vực

công cộng và các hệ thống dữ liệu cảm biến giúp thực hiện cho sự giám sát ngay trong thời gian thực

Kỹ thuật mô: Thiết kế và tạo ra các mô sống phục vụ cho việc cấy ghép và thay thế

Các phương pháp chẩn đoán và phẫu thuật được cải tiến: Các công nghệ cải tiến độ chính

xác của công việc chẩn đoán và làm tăng đáng kể tính chính xác và hiệu quả của các ca phẫu thuật, trong khi giảm được sự can thiệp và thời gian hồi phục

Máy tính mang trên người: Các thiết bị máy tính có thể được gắn trong quần áo hay các đồ

vật mang theo người như túi xách, ví tiền, đồ trang sức

Mật mã lượng tử: Các phương pháp cơ học lượng tử mã hóa các thông tin phục vụ cho việc

di dời an toàn

2.2.4 Năng lực của các quốc gia trong việc gặt hái ích lợi của công nghệ

Sự truyền bá toàn cầu của một ứng dụng công nghệ không mang tính phổ quát, tức là không phải quốc gia nào trên thế giới cũng sẽ có thể thực hiện được hay thậm chí là chiếm lĩnh được tất

cả các ứng dụng công nghệ vào năm 2020 Trình độ năng lực KH&CN trực tiếp có thể khác nhau đáng kể từ nước này so với nước khác Bên trong các khu vực địa lý, các nước cũng có những khác biệt đáng kể, chi phối khả năng của họ Những khác biệt đó có thể bao gồm những khác nhau về độ lớn, các điều kiện tự nhiên (như khí hậu) và vị trí (ví dụ gần biển và nguồn nước) Quy mô lớn về dân số và các đặc điểm nhân khẩu học (như tỷ lệ sinh đẻ) có thể khác nhau đáng kể giữa các nước trong cùng một khu vực Các nước còn có các loại hình Chính phủ,

hệ thống kinh tế và trình độ phát triển kinh tế rất khác nhau

RAND đã chọn ra 29 quốc gia không chỉ đại diện cho các khu vực địa lý lớn trên thế giới, mà còn đại diện cho cả những khác biệt đặc trưng giữa các nhóm nước