Gợi mở câu trả lời và hướng giải quyết cho những vấn đề kỳ lạ, hấp dẫn và bỏ ngỏ trong những câu chuyện của mùa phim 2013 như Siêu nhân người đàn ông thép, Star Trek trong bóng tối, Đại chiến Thái Bình Dương, Người sắt 3, Elisyum, v.v… Mời bạn cùng “xem” một vài cuốn nhé.
Con người mạnh tới cỡ nào?
Phim: Người đàn ông thép (Man of steel)
Tóm tắt: trong bản làm lại mới nhất của cuốn truyện tranh 75 tuổi này, Siêu nhân (Superman) là con trai của một nông dân chất phác, một ngày nọ phát hiện rằng mình có sức mạnh phi thường và đã thực hiện nhiệm vụ cứu trái đất khỏi hai kẻ phá hoại từ hành tinh Krypton đang có nguy cơ bị diệt vong là tướng Zod và tay sai của hắn là Faora.
Siêu nhân có thể nhấc bổng một chiếc xe buýt hay dàn khoan dầu, nhưng sức mạnh của con người thì không, vì bị khống chế khá lớn của một số yếu tố, đầu tiên là bản chất của cơ hay bắp thịt.
Sức mạnh tối đa của con người tùy thuộc vào cách vận hành của những sợi cơ. Trong nhiều năm qua, các nhà khoa học đã tách cơ từ nhiều động vật có xương sống khác nhau để thử nghiệm khả năng của chúng. Những kết quả thu được cho thấy quy luật rất nhất quán: cơ có thể tạo ra một lực khoảng 30 N (Newton) hay khoảng 3 kg trên mỗi cm2 mặt cắt.
Lượng cơ của con người không gia tăng mấy theo thời gian, dù so với 500 năm về trước cơ bắp con người đã phát triển khá hơn. Các chuyên gia thể thao cho biết là con người không thể tăng lượng cơ vượt quá một số giới hạn nào đó vì xương của chúng ta sẽ không chịu nỗi sức mạnh như thế.
Phần thắt lại của cơ để kết nối với xương là gân tuy rất vững chắc nhưng cũng có giới hạn, các số liệu cho thấy gân chịu được lực kéo khoảng 1000 kg trên mỗi centimet vuông. Mặt khác, cấu trúc của cơ gồm nhiều loại sợi cơ, cũng là yếu tố giới hạn sức mạnh của con người. Trong đó, loại sợi cơ co thắt nhanh (fast-twitch) tạo ra nhiều sức mạnh hơn loại sợi cơ co thắt chậm (slow-twitch) và các vận động viên có thể thay đổi tỉ lệ của hai nhóm sợi cơ này nhờ luyện tập. Tuy nhiên, các kết quả nghiên cứu cho thấy mức độ cải thiện đã bị yếu tố di truyền khống chế.
Như vậy, cách để vượt qua giới hạn sức mạnh của con người là “chế tạo” một vận động viên có tố chất vượt trội hơn hẳn. Đặc biệt, cấu trúc xương phải khác hẳn thì mới có thể gia tăng sức mạnh của các vận động. Ví dụ, bạn có thể hình dung điều này nếu biết rằng họ hàng đã tuyệt chủng của chúng ta là người Neanderthal có đôi tay mạnh hơn người hiện đại khoảng 30%, theo một số nhà nhân chủng học tiến hóa cho biết. Vì thế dù rất “mê” sức mạnh của Siêu nhân thì chúng ta cũng nên nhớ rằng anh ta có nguồn gốc từ xứ Krypton và cũng giống như người Neanderthal, tuy đều có vẻ ngoài giông giống chúng ta nhưng về bản chất “kỹ thuật” lại không phải là con người. Vì thế, sức mạnh của họ tuân theo những quy luật khác với con người.
Chi tiết thú vị: bộ đồ gần như không thể phá hủy được đã giúp Siêu nhân cũng gần như là một người bằng thép. Tác giả truyện tranh cho biết sức mạnh của nó là nhờ trường lực hay kết cấu theo hệ thống của Krypto nhưng nói vậy thì cũng như… không. Nếu chúng ta muốn, cách duy nhất hiện nay để chế tạo bộ đồ chống đạn này là gia cường nó bằng graphene, loại vật liệu cực mỏng và chắc hơn thép 100 lần. Chính nhờ loại vật liệu này mà hai nhà khoa học Andre Geim và Konstantin Novoselov đã được trao giải Nobel vật lý năm 2010.
Tại sao phải điều khiển robot bằng ý nghĩ?
| Phim: Vành đai Thái Bình Dương (Pacific Rim)
Tóm tắt: khi những con quái vật khổng lồ có tên là Kaijus (quái thú) xuất hiện từ đáy Thái Bình Dương, con người tìm mọi cách để chống trả bằng những robot chiến đấu khổng lồ do những phi công được kết nối với nhau qua “cầu thần kinh” điều khiển.
| |  |
Phim này có tựa tiếng Việt là Đại chiến Thái Bình Dương. Trong phim, hai viên phi công điều khiển robot chiến đấu bằng chính ý nghĩ của mình. Có thể bạn sẽ thắc mắc tại sao phim không sử dụng kiểu điều khiển quen thuộc và đã được chứng minh hiệu quả để điều khiển máy bay không người lái (drone). Lý do là giao diện điều khiển qua não (BCI - Brain Controlled Interface) hấp dẫn hơn nhiều. Chúng ta biết rằng theo nguyên tắc, tốc độ truyền tín hiệu từ não đến các bắp thịt hay cơ bị giới hạn bởi các phản ứng sinh hóa, vì thế khi mắt thấy cho đến khi tay hay chân phản ứng chẳng hạn thì vẫn phải cần một khoảng thời gian nhất định. Tuy thời gian này có thể ngắn nhưng để chiến đấu với quái vật Kaijus thì tốc độ phản ứng phải tính bằng phần nghìn giây nếu bạn không muốn biến các robot chiến đấu thành đống sắt vụn. Tốc độ phản ứng đó chỉ đạt được nếu điều khiển robot bằng chính tín hiệu não của hai viên phi công đang ở ngay trong robot.
Về lý thuyết cũng như trong phim hấp dẫn như thế nhưng các nhà khoa học vẫn chưa… “chịu” lắm, vì thực tế, tuy BCI đã được các nhà khoa học dùng để điều khiển robot nhưng chúng rất vụng về. Nguyên nhân là rất khó thu được tín hiệu rõ ràng từ sóng não, vì thế khả năng xảy ra lỗi rất lớn làm cho robot phản ứng chậm chạp hoặc mang dáng vẻ… “ngu ngu”. Một kỹ sư sinh học đã từng làm việc 20 năm trong lĩnh vực giao tiếp thần kinh lưu ý rằng cần phải hết sức thận trọng khi đề cập đến BCI và cho rằng không nên chọn nó làm giải pháp duy nhất ngoại trừ những trường hợp đặc biệt. Có thể một ngày nào đó những BCI sẽ tốt hơn để cho phép, ví dụ, người tê liệt di chuyển được hay các phi công có thể ngừng máy bay đột ngột. Nhưng ngay cả khi đạt được khả năng đó thì BCI vẫn bị sử dụng hạn chế vì nhiều lý do. Trong khi đó, các nhà khoa học có thể dễ dàng đưa ra giải pháp bằng giao tiếp qua giọng nói hay chuyển động của mắt hay thậm chí không cần loại giao tiếp nào cả. Thường đối với máy bay, xe hay những con robot nặng 2.700 tấn thì điều khiển tự động hiện là chọn lựa tốt hơn cả.
 | | Tuy nhiên, với những người theo đuổi BCI thì những phi công trong phim cũng gợi ra ý tưởng hay: hai người cùng điều khiển robot chiến đấu bằng cách kết nối bộ não của họ với nhau qua “cầu thần kinh”. Nhóm của nhà khoa học Sepulveda vừa hoàn tất một thí nghiệm theo ý tưởng này. Trong đó, những người tham gia được chia thành hai đội đang tìm cách lái một chiếc phi thuyền giả lập và một phần mềm sẽ đọc tín hiệu não của thành viên cả hai đội. Bằng cách hợp nhất các tín hiệu thần kinh, giá trị BCI trung bình thu được có độ chính xác cao hơn nhờ loại bỏ các tín hiệu nhiễu và bất thường. Hóa ra hai cái đầu bao giờ cũng tốt hơn một cái đầu! |
Chi tiết thú vị: những quái thú trong phim có máu màu xanh, tuy lạ nhưng không phải là chưa từng có. Loài sam cũng như một số loài chân đốt khác có máu hơi xanh vì tế bào máu của nó sử dụng protein được tạo ra từ đồng thay vì sắt để vận chuyển oxy. Máu của chúng cũng dễ đông nên cho phép loài sam (hay cũng có thể suy ra cho kaijus) nhanh chóng phục hồi khi bị thương.
PHÚC UYÊN, STINFO Số 11/2013