Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang ngày càng ảnh hưởng sâu rộng đến đời sống kinh tế - xã hội trên khắp toàn cầu. Những công nghệ “thời thượng” từ cuộc cách mạng này như trí tuệ nhân tạo (AI), dữ liệu lớn (Big Data), công nghệ chuỗi khối (Blockchain) đang tích cực đóng góp cho cuộc sống nhân loại.

Nhiều trí thức trẻ người Việt Nam học ở những ngôi trường đại học hàng đầu thế giới đang cố gắng phát triển các giải pháp công nghệ để giải quyết một số vấn đề lớn của thế giới, trong đó một số giải pháp đã đạt được thành công đáng ghi nhận. Tuổi Trẻ Xuân giới thiệu ba gương mặt thế hệ 8X và 9X tiêu biểu dưới đây.

Hơn 10 năm qua, TS Nguyễn Anh Tuấn (ĐH Minnesota, Mỹ) chỉ miệt mài một hướng nghiên cứu: thiết kế, phát triển con chip và công nghệ nền tảng cho cánh tay robot giúp người cụt tay tìm lại cảm giác vận động tự nhiên.

Với những ai là fan của dòng phim khoa học viễn tưởng như Star Wars, chuyện cánh tay robot dường như đã nghe từ “xửa xưa” rồi. Nhưng với những người làm khoa học như TS Tuấn, hành trình hơn 10 năm phát triển công nghệ lõi cho món “xửa xưa” đó vẫn đang ở giai đoạn “học bò” như cách anh ví von.

Chàng trai sinh năm 1992 may mắn khi sớm nhận ra con đường anh muốn đi, càng may mắn hơn khi đam mê và nỗ lực của anh gặp được “bệ đỡ” tin cậy là GS Yang Zhi - người thầy nhận ra tiềm năng đặc biệt từ cậu học trò Việt Nam khi ông là giáo sư tại ĐH Quốc gia Singapore. Cả hai thầy trò đều tin rằng tín hiệu điện não và thần kinh là con đường hiệu quả nhất để tạo ra một giao diện giúp kết nối suy nghĩ của con người với máy tính.

Công nghệ đó, nếu thành công, có thể mở ra một kỷ nguyên mới: cộng sinh giữa con người và máy móc. Đây cũng là đề tài luận án tiến sĩ của Tuấn. Một điều lý thú là cả luận văn tốt nghiệp ĐH và luận án tiến sĩ của Tuấn đều được giải luận văn xuất sắc nhất ĐH Quốc gia Singapore (2014) và ĐH Minnesota (2021).

Trong thời gian ở Singapore, Tuấn cùng đồng nghiệp thiết kế và tạo ra nhiều chip vi mạch có thể đọc tín hiệu điện não cũng như kích thích mô thần kinh. Nhóm phát triển được các thuật toán mới để xử lý tín hiệu điện não hiệu quả nhất. Kết hợp những con chip và thuật toán đó giúp tạo ra một giao diện hai chiều giữa mô thần kinh và máy tính, đây chính là những nền tảng công nghệ cốt lõi cho dự án tham vọng là làm ra cánh tay robot có thể điều khiển bằng ý nghĩ, giúp những người mất tay tìm lại cảm giác vận động tự nhiên như thật.

Tất cả những thành tựu nghiên cứu đã đạt được, dù đáng kể, vẫn khiến Tuấn và GS Yang chưa thỏa mãn. Cả hai đều không muốn những công trình này chỉ nằm trong các báo cáo khoa học, họ muốn chúng giúp ích được nhiều người.

Sau nhiều lần chuyện trò về điều đó, cuối năm 2015, GS Yang quyết định về Mỹ giảng dạy và tìm hướng đi mới. Dĩ nhiên ông không về Mỹ một mình. Tuấn trở thành nghiên cứu sinh tiến sĩ tại phòng thí nghiệm của GS Yang ở ĐH Minnesota năm 2016 để tiếp tục theo đuổi giấc mơ chung.

Cơ hội ứng dụng nghiên cứu vào thực tế đã đến năm 2017 khi phòng lab của GS Yang chính thức được Công ty Nerves mời tham gia dự án nhằm tạo ra giao diện thần kinh có thể giúp người cụt tay điều khiển cánh tay giả linh hoạt, đồng thời khôi phục xúc giác như cánh tay thật.

Lúc đó, nhóm nghiên cứu của Tuấn và GS Yang đã dùng con chip nhóm đã phát triển trong nhiều năm để thay thế các máy thu tín hiệu thần kinh có sẵn trên thị trường. Nhóm cũng nhanh chóng phát triển mô hình AI có khả năng giải mã tín hiệu thần kinh thu được từ người bệnh với độ chính xác gần như tuyệt đối.

Hệ thống thu thập và giải mã tín hiệu thần kinh này có thể giúp người bệnh điều khiển cánh tay giả một cách tự nhiên. Bệnh nhân suy nghĩ về hành động muốn làm giống như tay thật và có thể điều khiển cả 5 ngón tay độc lập chứ không phải chỉ có 1-2 hành động được lập trình sẵn.

Và vì hệ thống này giải mã tín hiệu từ dây thần kinh, nối trực tiếp với hệ thần kinh trung ương mà không phải thông qua cơ bắp còn sót lại nên hiệu quả không còn lệ thuộc vào mức độ tổn thương chi của người bệnh nữa. "Theo tôi biết, đây là lần đầu tiên ở Mỹ có một công nghệ làm cánh tay robot sử dụng vi điện cực và AI giải mã tín hiệu thần kinh để tái tạo khả năng vận động cho người cụt tay", Tuấn tự hào nói.

Năm 2019, GS Yang thành lập Công ty Fasikl (hiện ông cũng là CEO công ty này) để tìm kiếm đầu tư từ trong và ngoài nước Mỹ nhằm thương mại hóa sản phẩm của họ. Từ đó tới nay, nhóm nghiên cứu đã đệ trình 5 sáng chế về công nghệ giao diện thần kinh và AI lên Bộ Thương mại Mỹ, trong đó 1 cái đã được chấp thuận, 4 cái đang trong quá trình xét duyệt.

Nhóm cũng đang hợp tác với các y bác sĩ hàng đầu ở ĐH Minnesota để mở rộng thử nghiệm trên người. Fasikl không chỉ hướng đến bệnh nhân cụt tay chân mà còn muốn ứng dụng công nghệ này vào chẩn đoán, chữa trị nhiều bệnh về thoái hóa thần kinh khác như Alzheimer, Parkinson, đau dây thần kinh.

Là người đầu tiên ứng dụng công nghệ blockchain vào lĩnh vực dữ liệu y tế ở Việt Nam, TS Võ - Reinhard Quy (hay Võ Cẩm Quy) vẫn đang nỗ lực tìm kiếm những giải pháp đổi mới sáng tạo trong hệ thống y tế, mang lại lợi ích bình đẳng cho tất cả mọi người.

Thuộc lứa sinh viên được đào tạo chính quy đầu tiên về lĩnh vực tin sinh học tại Trường ĐH Khoa học tự nhiên (ĐHQG TP.HCM), chị Cẩm Quy (tên thường gọi là Quy Võ - Reinhard, sinh năm 1981) tiếp cận các ứng dụng tính toán trong lĩnh vực sinh học từ rất sớm.

Nhưng cơ duyên đến với blockchain để rồi nảy ra ý tưởng áp dụng công nghệ này vào y tế bắt đầu từ một báo cáo khoa học nói về mối liên hệ giữa blockchain và quyền riêng tư dữ liệu của Viện Công nghệ Massachusetts (Mỹ) chị đọc được năm 2015.

Bài báo là khoảnh khắc vụt sáng khiến nhà khoa học trẻ nhận ra chị đã có một mục tiêu, một con đường riêng. Hiểu rằng mình còn thiếu nhiều kiến thức kinh doanh, chị xin nghỉ việc để đi học và lấy bằng thạc sĩ quản trị kinh doanh tại ĐH Thương mại và luật EBS (Đức).

Sau đó chị hào hứng lao vào học hỏi về blockchain. Chị tìm đọc tài liệu, dự các hội thảo liên quan và chủ yếu dành thời gian đọc tài liệu của các tổ chức, tập đoàn phát triển, ứng dụng blockchain. Tất cả chị đều tự học, tự đặt câu hỏi và tìm cách giải quyết các vấn đề trong lĩnh vực còn khá mới ở thời điểm đó.

“Khi đã biết mình muốn gì, bạn sẽ biết mình cần học gì, cần sự hỗ trợ nào”, chị nói về những ngày đầu khi quyết định dấn thân vào con đường mới cách đây hơn 6 năm. Tới năm 2017, chị gặp GS Eberhard Scheuer, người có ý tưởng về tokenization dữ liệu y tế ở Zurich, Thụy Sĩ. Đồng chí hướng, tháng 11-2017, chị và GS Scheuer thành lập Công ty dHealth Foundation ở Thụy Sĩ.

DHealth work của chị Quy là nền tảng blockchain dẫn đầu trong lĩnh vực y tế sức khỏe để giảm nguy cơ gian lận, tăng tính bảo mật cho dữ liệu và hiệu quả của quy trình. Hiện tại công ty đã ứng dụng hạ tầng blockchain vào việc xác thực chứng nhận sức khỏe, theo dõi tiếp xúc COVID-19 và theo dõi điều trị.

Năm ngoái dHealth Foundation phối hợp Bệnh viện Phổi Hà Nội thực hiện dự án thí điểm ứng dụng blockchain để theo dõi quá trình điều trị người bệnh phổi trong một thời gian dài. Để tăng cường sự tuân thủ điều trị lao của bệnh nhân, ứng dụng xây dựng cơ chế tưởng thưởng để khuyến khích người bệnh thông tin hằng ngày cho bác sĩ thông qua app trên thiết bị di động, đồng thời bảo lưu danh tính.

Kết thúc liệu trình điều trị, họ có thể dùng số điểm thưởng tích được đổi các voucher dịch vụ y tế như một đợt khám sức khỏe tổng quát miễn phí ngay tại Bệnh viện Phổi Hà Nội.

Với cách này, bác sĩ có thể theo dõi sức khỏe người bệnh hằng ngày dù ở rất xa. Tới đợt tái khám, họ có thể tùy chỉnh cách điều trị, liều lượng và loại thuốc phù hợp hơn với bệnh nhân.

Cho tới nay dHealth Foundation vẫn đang hoạt động theo mô hình của một công ty phi lợi nhuận và không sở hữu bất cứ dữ liệu nào của người dùng. Mọi dữ liệu liên quan sẽ do chính đơn vị sử dụng ứng dụng lưu trữ và quản lý với sự đồng thuận của bệnh nhân và người dùng.

Đây có lẽ chính là điểm khác biệt lớn nhất của dHealth Foundation so với các công ty có hoạt động liên quan tới dữ liệu lớn (big data). Điều này khiến họ thuyết phục được chính quyền các nước phát triển vốn có luật lệ nghiêm về bảo vệ dữ liệu người dùng.

Sinh ra trong gia đình có cha mẹ đều là bác sĩ, hai chị gái đều làm ngành y dược, bản thân yêu thích ngành y từ những năm cấp II nhưng Nguyễn Đức Thành không bao giờ nghĩ sẽ theo ngành này vì không tự tin với môn sinh học.

Cựu học sinh Trường chuyên Lê Quý Đôn, Đà Nẵng ban đầu chọn học ngành vật lý kỹ thuật tại ĐH Bách khoa Hà Nội. Khi qua Mỹ học tiến sĩ tại ĐH Princeton, anh cũng chọn khoa cơ khí và kỹ thuật hàng không. Tại trường đại học Mỹ danh giá, anh tìm thấy niềm say mê của đời mình: công nghệ nano.

Hướng tìm tòi sâu vào vật liệu nano và các ứng dụng vô cùng phong phú của nó trong y học làm Thành thực sự hứng thú. Thành học hỏi, làm thực nghiệm “điên cuồng” trong phòng thí nghiệm, lắm khi tới gần 20 giờ mỗi ngày. Có những ngày tuyết rơi dày, anh vác cả xe đạp lên vai, lội tuyết tới lab (phòng thí nghiệm) làm việc khi hướng nghiên cứu ngày một rõ ràng hơn và chạm đúng đam mê thực sự.

Đem kiến thức và đam mê đó tới Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) để học tiếp hai năm chương trình đào tạo sau tiến sĩ, Thành như “cá gặp nước” khi biết ở đây đang thực hiện dự án nghiên cứu phát triển mũi tiêm vắc xin chỉ cần tiêm một lần duy nhất do tỉ phú Bill Gates tài trợ.

Anh tham gia dự án trong hai năm, phát triển được công nghệ gọi tắt là SEAL (StampEd Assembly of Polymer Layer), trong đó anh làm ra loại vi hạt giúp phóng thích vắc xin tuần tự theo kiểu “tiêm nhắc lại” sau các khoảng thời gian nhất định chỉ với một lần tiêm. Đây cũng là phát minh đầu tiên anh được cấp bằng sáng chế bên cạnh 15 hồ sơ sáng chế khác đang chờ phê duyệt.

Nhưng trong hai năm đó anh cũng nhận thấy những điểm còn chưa hợp lý của mũi tiêm này. Dù chỉ tiêm một lần, nhưng người tiêm vẫn phải tới bệnh viện, vẫn cần có nhân viên y tế giúp, và các vi hạt anh làm còn lớn, chưa chứa được nhiều vắc xin. Từ lâu anh cũng đã biết việc tiêm vắc xin vào bắp không đạt hiệu quả cao bằng cách tiêm dưới da vì bề mặt da là nơi tập trung nhiều tế bào miễn dịch hơn cả.

Mang tất cả những ý nghĩ này tới ĐH Connecticut năm 2016, nơi anh trở thành giáo sư giảng dạy tại khoa kỹ thuật cơ khí và kỹ thuật y sinh, Thành tiếp tục phát triển ý tưởng làm miếng dán vắc xin của anh cùng các sinh viên trong lab.

Miệt mài thực nghiệm từ năm 2017 và trải qua rất nhiều nghiên cứu, đánh giá dữ liệu, tới năm 2020 công trình nghiên cứu về miếng dán vắc xin đã được công bố trên tạp chí khoa học chuyên ngành Nature Biomedical Engineering.

Với công trình này, nhóm nghiên cứu của Nguyễn Đức Thành đã nhận được nguồn tài trợ từ Cơ quan phát triển và nghiên cứu y sinh tiến bộ của Bộ Y tế và dịch vụ nhân sinh Mỹ để phát triển công nghệ miếng dán vắc xin COVID-19 giúp mọi người có thể tự “tiêm”.

Theo mô tả trên trang web của ĐH Uconn và cơ quan nghiên cứu, phát triển y sinh của Chính phủ Mỹ (BARDA), miếng dán vắc xin vi kim của GS.TS Nguyễn Đức Thành chứa spike protein, hay protein S vốn có trên bề mặt của SARS-CoV-2, virus gây đại dịch COVID-19.

Nó được lập trình để tự động phóng thích protein S như một kháng nguyên vắc xin chống lại COVID-19 dưới da tuần tự theo thời gian, tương tự như việc tiêm nhiều mũi, để kích hoạt phản ứng miễn dịch lâu dài ngăn virus.

Công trình này đã gây chú ý nhất định tới truyền thông Mỹ và các hãng dược lớn. Gần đây, ông trùm dược phẩm Mỹ Merck đã đề nghị hợp tác với lab của Thành triển khai nghiên cứu ứng dụng miếng dán này cho công nghệ vắc xin mRNA. Anh cũng đang trong quá trình chuẩn bị để thành lập công ty cho miếng dán vắc xin.