Lên mạng ngày 21/10/2011
Thử nhìn xem họ đang làm gì cho tương lai phát triễn Hoa Kỳ?
10 nhà khảo cứu khoa học xuất sắc, năm 2011, ở các la bô Hoa Kỳ
Gs Tôn thất Trình
Phần II
3- Hatice Altug, 33 tuổi, quang tử học nanô, nhà ngang bướng ánh sáng, viện đại học Boston :
Khảo cứu sử dụng những chip kim lọai và ánh sáng, sẽ giúp các bác sĩ lâm sàng thêm khả năng dò ra virus ngay cả ở nhừng bệnh viện nông thôn. Một trong những thách thức thực thi y khoa ở các nước chậm tiến- đang mở mang là chẩn bệnh mau lẹ đáng tin cậy các bệnh lây nhiễm. Đem tới cách chẩn bệnh virus mau lẹ cho dân gian còn qúa thiếu giúp đở, kỷ sư Hatice Altug và nhóm khảo cứu của bà ở viện đại học Boston đã tạo ra và thử nghiệm một máy dò sinh học – biosensor, dò được những sinh vật gây bệnh với ánh sáng trực tiếp chính xác.
Thành phần trung ương của máy dò sinh học Altug là một miếng kim lọai đục hàng triệu lỗ kích thước 300 nanômét. Altug phủ đầy trên tấm kim lọai các kháng thể và chiếu trên chúng ánh sáng , có làn sóng đặc thù. Các electron trên tấm kim lọai tương tác với ánh sáng và cọng hưởng (dội tiếng, vang âm ), rồi tái phóng xạ ánh sáng cùng một màu sắc phía mặt sau của tấm kim lọai. Sơn phủ bằng các kháng thể đứng đắn, tấm kim lọai sẽ chụp bắt các hạt tử virus của một mẩu huyết thanh – serum máu, khi nó chảy qua những lỗ bé tí ti.
Một khi đã kẹt, các virus sẽ thay đổi tần số vang âm các electron của tấm kim lọai ,đủ cho ánh sáng nhìn được tái phóng xạ thay đổi màu sắc. Tháng 7 năm 2011, các Viện Y tế Quốc Gia Hoa Kỳ tưởng thưởng cho không nhóm Altug 5 triệu đô la Mỹ trong 5 năm, để kiện tòan dùng các máy dò sinh học này tại bệnh viện.
Sinh học là mới mẽ cho Altug. Bà rời bỏ nước bà sinh trưởng là Thỗ nhĩ Kỳ - Turkey năm 2000, để theo học viện đại học Stanford và chỉ khi bắt đầu ở viện đại học Boston năm 2007 , bà mới ứng dụng ngành công nghệ chuyên môn của bà vào các vấn đề sinh học. Theo Moskovits , nhà khảo cứu vật liệu và phó viện trưởng viện đại học City College ở New York, bà là một người hội nhập – integrator. Bà lấy những kỷ thuật phát triễn riêng rẽ và nung nấu chúng lại với nhau thành những linh kiện lạ lùng này.
7 – Gaby Maimon, 36 tuổi, nhà khoa học dây thần kinh, viện đại học Rockefeller
Quan sát nảo bộ của ruồi trái cây có thể làm rỏ thêm mối nối giữa các gen và cư xữ của chúng. Gary Maimon có thể đọc trí óc của ruồi trái cây. Khi các cánh ruồi vo vo dưới kính hiển vi, ông xem xét những dây thần kinh, nơ ron – neurons bốc cháy trong óc nhỏ như hột cây thuốc phiện. Làm như vậy, ông có khả năng biết rỏ cách nào vài nơ ron bốc cháy tương ứng với vài cư xữ. Mục đích của ông là gỡ rối chính xác cách nào họat hóa gen( es ) và nơ ron kích động các rối lọan cư xử , tỉ như bệnh vùi mình vào cảm nghĩ mình – autism và ADHD .
Hầu hòan thành những nhìn sâu xa này, cần đủ khả năng nghiên cứu nơ ron ruồi , khi ruồi còn tỉnh giấc, và cư xử như lúc ruồi bình thường khi đập cánh. Ông dựng lên một bệ plastic, giữ các đầu ruồi bất động trong một bồn nước mặn – nơi ông có thể nhét các điện cực khi mỗ xẽ nảo chúng- giúp cánh vẫn khô và đập tự do, khi chúng « bay » xuyên qua một môi trường bắt chước. Ghi chép họat động nơ ron của ông, những ghi chép lần đầu tiên của những sâu bọ họat động, còn sống thay vì đã bị thuốc mê, giúp ông nhìn được tế bào nào đang họat động, như khi ruồi làm những quyết định đơn giản, chẳng hạn quay phải hay quay trái lúc bay.
Maimon, sinh trưởng ở Israel, luôn luôn tỏ ra tò mò về những cư xử phức tạp. Tại trường cao học ông họat động với khỉ, nhưng ông thất vọng về bước tiến họat động chậm chạp cho nên khi đậu xong tiến sĩ, ông quay sang sâu bọ. Ông đã biết ruồi trái cây có 100 000 nơ ron và thao tác di truyền được dễ dàng, có cơ giúp ông liên hệ họat hóa gen với chức năng dây thần kinh và các cư xử phức tạp.
Ở dự án kế tiếp, Maimon sẽ ghi chép họat động của những nơ ron này ở nhiều con ruồi khác nhau, hầu xem thử biến thiên tế bào, có làm chúng cư xử khác biệt nhau không ? Sau đó, ông sẽ tìm trong hệ gen chúng những mã số xây dựng lên các tế bào này . Khảo cứu có thể tiết lộ cách nào chúng – và chúng ta – làm ra các lựa chọn. Khảo cứu sẽ cần nhiều bàn tay vững chắc và nhiều cuộc mổ xẽ kích thước ruồi và ông nay đã có các thủ tục mỗ xẽ rồi. Mưu mẹo ? « bạn không được uống cà phê sáng hôm đó ! » .
8- Justin Kasper, 33 tuổi, thợ lặn mặt trời, Trung tâmVật lý Thiên văn Harvard Smithsonian :
Một máy dò thăm - probe kháng nhiệt lượng bay gần mặt trời, sẽ tiết lộ vật lý học của plátma – plasma mặt trời . Tháng 7 năm 2010, một đồng nghiệp chạy lẹ vào phòng sở Justin Kasper tại Trung tâm Vật lý Thiên văn – astrophysics Harvard – Smithsonian tại Cambridge, bang Massachusetts- Hoa Kỳ . Ông trình bày cho Kasper một viđêô viễn vọng kính, một cái gì chưa từng thấy: một sao chổi đâm sầm vào mặt trời. Quan sát thật đáng ngạc nhiên. Nhưng điều gì đã khiến Gasper chú ý trước khi đụng độ là khi một hơi thở đám mây lạ lùng chỉ dẫn là sao chổi đụng nhằm một vật liệu chưa bao giờ được quan sát cả.
Để giải đáp, trong nhiều câu hỏi cái gì đã gây ra hơi thở đám mây, Gasper họa ra kiểu một dụng cụ, sẽ đến gần mặt trời hơn trước. Chén Thăm dò Mặt trời - Solar Probe Cup sẽ múc từng mảnh quầng – corona và gió mặt trời, liên tục đo lường tốc độ, nhiệt độ, tỉ trọng mặt trời. Thông tin này sẽ giúp các nhà vật lý học thiên văn điều tra tại sao plasma quầng lại nóng đến như thế - đến 1 triệu độ - và tại sao plasma lại trở thành gió mặt trời một triệu dặm Anh ( trên 1.6 triệu Km ), và hơi thở bí hiểm là gì đây ? Kasper nói: Ai biết điều chúng ta không làm ra được, vì lẽ chúng ta ở xa quá ?
Chén Thăm dò Mặt trời sẽ bay ở sứ mệnh đầu tiên của NASA gọi là Solar Probe Plus, năm 2018. Khí nó đến Mặt Trời, nó sẽ phải chịu đựng những nhiệt độ đến 2550o F . Kasper và nhóm của ông đã bắt đầu nâng cấp một máy dò – detector ion qui ước bằng cách làm co rúm lại chén thu thập plasma ( để nó sẽ hấp thu ít nhiệt lượng hơn ) và và khắc ăn mòn những mạng lưới cứng cáp hơn, trên tungsten và sapphir kháng nung chảy.
Một khi Chén đã cất cánh, cuộc gặm nhắm dữ liệu khởi sự. Kasper có nhiều lý thuyết về những di chuyễn plasma máy dò của ông có thể bộc lộ. Nhưng đôi khi ngay cả những lý thuyết hay nhất cũng không đóan trước được tình trạng hiện tại của plasma sẽ như thế nào. Kasper nói tiếp: chúng tôi cố gắng dựng lên những khí cụ đầy khả năng, theo sức mình, vì lẽ rất ít khi chúng tôi tìm ra những gì chúng tôi chờ đợi. Đây là một phần cuộc vui.
9 – Alessandra Luchini, 34 tuổi, nhà chụp bắt hóa học , khoa học vật liệu , viện đại học George Mason .
Sập bẩy và bảo tồn các dấu chuẩn sinh học – biomarkers sẽ giúp các bác sĩ y khoa dò ra ung thư sớm hơn. Khi Alessandra Luchini còn là một cô gái đang lớn lên ở nước Ý, cô thăm viếng viện Bảo Tàng Galileo ở thành phố Florence ( tiếng Ý là Firenze ), nơi cô nhìn thấy viễn vọng kính Galileo sáng chế ra 4 thế kỷ trước, năm 1610. Cô kinh ngạc về tính chất đơn giản của viễn vọng kính này. Tuy nó chỉ là một cặp 2 miếng kính cong, bất cứ ai cũng có thể nhìn thấy được những thế giới mới.
Nam 2005, bà Luchini, nay là một kỷ sư, sang Mỹ học, nhờ một trợ cấp của Sở Y tế Quốc gia Ý, để nghiên cứu những phương cách dò ra các dấu hiệu phân tử của ung thư. Vài bệnh sớm giải tỏa ra những ám chỉ về sự chúng hiện diện trong các chất lỏng thân thể. Những dấu chuẩn sinh học này rất phù du – enzymes của chúng ta sẽ nhai hết chúng trong vài phút- cho nên phần lớn các la bô không dò ra được chúng. Nếu các bác sĩ có cách nào chụp bắt và ổn định những dấu chuẩn sinh học này, họ sẽ dò ra các bệnh mau lẹ hơn và khởi sự chửa trị ở những giai đọan mà cơ hội phục hồi cao hơn nhiều. Giải pháp Luchini là xây dựng một bẩy hạt tử nanô –nanoparticles trap . Luchini nói: nó tương tự một bẩy bắt cá hết sức nhỏ. Hạt tử nanô tròn vo này, cần đến 2 năm mới hòan tất, dùng hydrogel làm xương sống. Bên trong, một lưới polymer đan chéo nhau sẽ giữ mồi bẩy, tỉ như acid hay chất nhuộm, hút dẫn những dấu chuẩn sinh học khác nhau. Khi các cán sự la bô pha trộn những hạt tử nanô trong mẩu máu tươi, nó sẽ bẩy sập những dấu chuẩn và bảo vệ chúng khỏi bị enzymes phá hủy. Rồi mẩu có thể thử nghiệm khi rảnh rỗi. Cho đến nay, Luchini đã dùng bẩy hạt tử nanô để sản xuất chẩn đóan sớm các bệnh lây nhiễm tỉ như bệnh Lyme và bệnh lao. ( Bẩy cũng có thể tiết lộ sự hiện diện của hormon tăng trưởng con người trong nước tiểu, và như vậy cống hiến một cách mới làm hiện ra những cách các lực dùng thuốc kích thích bất hợp pháp ). Bà và nhóm bà cũng đang dùng các bẩy nanô, hầu tìm kiếm những dấu chuẩn sinh học ung thư da hiện diện trong mồ hôi người.
Bước tiếp tục của Luchini là sửa đổi các hạt tử nanô để chúng có thể bẩy sập những dấu chuẩn sinh học trong thân thể, giúp các bác sĩ một cái nhìn đúng thời gian, việc gì đã xảy ra bên trong các bệnh nhân.
10 – Chad Jenkins , 37 tuổi, nhà huấn luyện rôbốt , viện đại học Brown
Nguồn đám đông giúp cho rôbôt học làm những nhiệm vụ phức tạp như con trẻ làm vậy đó. Khi còn là trẻ em nghiện Atari, mọi điều Chad Jenkins ước muốn là ngày nào đó sẽ trở thành một nhà họa kiểu trò chơi viđêô. Nhưng khi vào học ban cao học đại học, ông chuyễn tham vọng qua rôbôt.
Jenkins nhắm làm lập trình các rôbôt để chúng học cách các trẻ em làm : ngang qua bắt chước và lặp lại. Để dạy cho rôbôt ảo dạng người đầu tiên của ông cách nào làm Cabbage Patch, ông lập trình nó để nghiên cứu nó di chuyễn và lặp lại. Nay ông chuyễn chú tâm vào những nhiệm vụ phức tạp hơn, tỉ như dọn bàn ăn hay sửa sọan bửa cơm. Then chốt là lặp lại. Càng quan sát và thể thức càng lớn hơn cho một nhiệm vụ nào đó rôbôt quan sát, thì rô bôt lại sẽ càng có khả năng tốt hơn, hiểu biết tính chất nằm dưới chính hành động mình.
Cách dạy này chứa nhiều lặp lại. Thay vì múa nhảy mọi điều hay tự dọn bàn, Jenkins đã hình dùng một cách làm nguồn đám đông – crowdsourcing công trình . Những kẻ sử dụng chọn lọc trước sẽ ghi vào trang web la bô Brown của ông và xuyên qua những bấm phím đơn giản, hướng dẫn một rôbôt, chẳng hạn PR2, một rô bôt dạng người do hảng Willow Garage tại Thung Lũng Silicon Valley làm ra, suốt cả công việc. Thay vì quan sát người đó, rôbôt sẽ học hỏi bằng cách quan sát chính mình, ghi chép mọi di chuyễn và hành động mình, và sử dụng algorithm học hỏi để khám phá cách nào hửu hiệu nhất hòan thành nhiệm vụ. Cuối cùng, sau khi ai đó chứng minh cho PR2 cách nào lượm và đặt yên một cốc rượu vang, rôbôt sẽ đủ khả năng chủ trì nó.
La bô huấn luyện của Jenkins cũng sẽ được thử nghiệm những ứng dụng và nhiệm vụ mới cho các rôbôt. Đa số rôbôt chạy bằng những mã số đặc thù, nhưng Jenkins làm các rôbôt của ông chạy theo một ngôn ngữ Web chung ; thế cho nên nhiều nhà phát triễn sẽ có khả năng lập trình chúng. Theo nhà rôbot học- robotics Brian Gerkey của Willow Garage, Jenkins đã dân chủ hóa đường vào cho rôbôt. Dù cho Jenkins chưa chắc chắn là ứng dụng nào các khối quần chúng cắt tiết – geek masses sẽ họa kiểu ra sao, cha sinh của 3 rôbôt, đã có ý nghĩ nhiệm vụ cho chính ngay nhà mình : tôi muốn có một rô bôt lựa chọn các đồ chơi và đem chúng đi xa .
( Irvine, Nam Cali ngày 18 tháng 10 năm 2011 )
