Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
I. Khái quát về công nghệ mới
Công nghệ mới là những công nghệ sở hữu giải pháp kĩ thuật tiến bộ hơn so với công nghệ đang tồn tại trong cùng một lĩnh vực của đời sống hoặc sản xuất.
Công nghệ mới hiện diện trong hầu hết mọi lĩnh vực và bao gồm nhiều nhóm tiêu biểu: công nghệ nano, công nghệ CAD/CAM/CNC, công nghệ in 3D, công nghệ năng lượng tái tạo, công nghệ trí tuệ nhân tạo, công nghệ Internet vạn vật, công nghệ Robot thông minh…
II. Một số công nghệ mới
1. Công nghệ nano
Khái niệm: Công nghệ nano là công nghệ phân tích, chế tạo và ứng dụng các vật liệu có cấu trúc nano – tức là có kích thước nằm trong khoảng từ $1$ đến $100$ nanomet ($1 \text{ nm} = 10^{-9} \text{ m}$).
Ứng dụng: Được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và đời sống, trải rộng trên nhiều lĩnh vực: cơ khí, điện tử, may mặc, thực phẩm, dược phẩm và y tế…
Ví dụ nổi bật:
- Trong y học: công nghệ nano được phát triển để điều trị ung thư bằng cách hạn chế sự phát triển của khối u và tiêu diệt chúng ở cấp độ tế bào.
- Trong may mặc: các hạt nano bạc được đưa vào sợi vải, tạo ra loại vải đặc biệt có khả năng thu hút và tiêu diệt vi khuẩn.
2. Công nghệ CAD/CAM/CNC
Khái niệm: Đây là công nghệ tích hợp ba giai đoạn liên tiếp trong quá trình chế tạo chi tiết:
| Giai đoạn | Tên đầy đủ | Nhiệm vụ | Sản phẩm |
|---|---|---|---|
| CAD | Computer Aided Design | Thiết kế chi tiết trên máy tính | Bản vẽ thiết kế với đầy đủ kích thước, yêu cầu kĩ thuật |
| CAM | Computer Aided Manufacturing | Lập quy trình công nghệ gia công | Quy trình công nghệ gia công chi tiết |
| CNC | Computer Numerical Control | Gia công chi tiết trên máy điều khiển số | Chi tiết thực được gia công chính xác |
Ba quá trình này có mối quan hệ mật thiết và mang tính kế thừa theo trình tự: ý tưởng → CAD → CAM → CNC → chi tiết thực.
Ứng dụng: Thiết kế và chế tạo các sản phẩm cơ khí hiện đại: chi tiết máy, sản phẩm y tế, khuôn mẫu…
3. Công nghệ in 3D
Khái niệm: Công nghệ in 3D hoạt động theo nguyên lý phân tách mô hình 3D thành nhiều lớp 2D xếp chồng lên nhau. Quá trình in sử dụng kĩ thuật đắp dần từ mô hình thiết kế – các lớp vật liệu được đắp chồng tuần tự cho đến khi hoàn thành sản phẩm.
Lưu ý quan trọng: Độ nhẵn bề mặt của sản phẩm in 3D phụ thuộc vào độ dày của các lớp xếp chồng. Lớp càng mỏng thì bề mặt sản phẩm càng nhẵn, mịn.
Ứng dụng: Rất đa dạng trong nhiều lĩnh vực: thiết kế thời trang, y học, cơ khí, thực phẩm, xây dựng, đồ mĩ thuật…
4. Công nghệ năng lượng tái tạo
Khái niệm: Là công nghệ sản xuất năng lượng dựa trên việc chuyển hóa từ các nguồn năng lượng có đặc tính liên tục, vô hạn và ít tác động tiêu cực đến môi trường.
Các nguồn năng lượng tái tạo tiêu biểu:
| Nguồn năng lượng | Ví dụ công nghệ |
|---|---|
| Năng lượng gió | Tuabin gió |
| Năng lượng mặt trời | Pin mặt trời |
| Năng lượng nước | Thủy điện |
| Năng lượng thủy triều | Nhà máy điện thủy triều |
| Năng lượng sóng | Thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng biển |
| Năng lượng địa nhiệt | Nhà máy điện địa nhiệt |
Ứng dụng: Chủ yếu dùng để sản xuất điện, ngoài ra còn ứng dụng trong sưởi ấm (địa nhiệt), tạo nước nóng…
5. Công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI)
Khái niệm: Công nghệ trí tuệ nhân tạo – viết tắt là AI (Artificial Intelligence) – là công nghệ mô phỏng các hoạt động trí tuệ của con người bằng máy móc, đặc biệt là các hệ thống máy tính.
Sản phẩm: Các phần mềm máy tính có khả năng tự động hóa các hành vi thông minh tương tự con người (nhận biết cảm xúc, tự phân tích, đánh giá…).
Ứng dụng: Ngày càng phổ biến trong công nghiệp và đời sống ở nhiều lĩnh vực: y tế, kinh doanh, giáo dục, sản xuất, xe tự lái, nhà thông minh, tài chính…
6. Công nghệ Internet vạn vật (IoT)
Khái niệm: Công nghệ Internet vạn vật – viết tắt là IoT (Internet of Things) – là công nghệ cho phép kết nối, thu thập và trao đổi dữ liệu giữa các máy tính, máy móc, thiết bị kĩ thuật số và cả con người thông qua môi trường internet.
Nguyên lý hoạt động: Khi một thiết bị được kết nối với internet, nó trở nên “thông minh hơn” nhờ khả năng gửi hoặc nhận thông tin và tự động hoạt động dựa trên các thông tin thu được. Nhờ IoT, lợi ích của mạng internet được lan tỏa tới mọi thiết bị được kết nối.
Ứng dụng: Công nghiệp, y tế, tài chính, nhà thông minh, nông nghiệp thông minh…
Lưu ý: Khái niệm IoT được nhà khoa học người Anh Kevin Ashton đề cập lần đầu tiên vào năm 1999.
7. Công nghệ Robot thông minh
Khái niệm: Công nghệ Robot thông minh là công nghệ chế tạo robot có “bộ não” sử dụng trí tuệ nhân tạo, nhờ đó được cải thiện về khả năng “nhận thức”, ra quyết định và thực thi nhiệm vụ một cách toàn diện hơn so với robot truyền thống.
Điểm khác biệt so với robot truyền thống: Robot thông minh không chỉ thực hiện các lệnh được lập trình sẵn mà còn có thể tự học, tự nhận diện tình huống và tự ra quyết định phù hợp nhờ tích hợp AI.
Ứng dụng: Y tế, giáo dục, quân sự, giải trí, sản xuất công nghiệp…
III. Sơ đồ tư duy
MỘT SỐ CÔNG NGHỆ MỚI
1. Khái quát
- Công nghệ mới = giải pháp kĩ thuật phát triển hơn so với công nghệ hiện tại
- Ứng dụng trong hầu hết các lĩnh vực đời sống và sản xuất
2. Công nghệ nano
- Phân tích, chế tạo, ứng dụng vật liệu cấu trúc nano (1–100 nm)
- Ứng dụng: cơ khí, điện tử, may mặc, thực phẩm, dược phẩm, y tế
3. Công nghệ CAD/CAM/CNC
- CAD: thiết kế chi tiết trên máy tính → bản vẽ
- CAM: lập quy trình công nghệ gia công → chương trình gia công
- CNC: gia công trên máy điều khiển số → chi tiết thực
- Ba quá trình kế thừa nhau theo trình tự
- Ứng dụng: chi tiết máy, sản phẩm y tế, khuôn mẫu
4. Công nghệ in 3D
- Phân tách mô hình 3D → các lớp 2D → đắp chồng tuần tự
- Độ nhẵn bề mặt phụ thuộc độ dày các lớp (mỏng hơn → nhẵn hơn)
- Ứng dụng: thời trang, y học, cơ khí, xây dựng, thực phẩm, mĩ thuật
5. Công nghệ năng lượng tái tạo
- Chuyển hóa năng lượng liên tục, vô hạn, ít ảnh hưởng môi trường → năng lượng sử dụng
- Nguồn: gió, mặt trời, nước, thủy triều, sóng, địa nhiệt
- Ứng dụng chủ yếu: sản xuất điện; ngoài ra: sưởi ấm, nước nóng
6. Công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI)
- Mô phỏng hoạt động trí tuệ con người bằng hệ thống máy tính
- SP: phần mềm tự động hóa hành vi thông minh
- Ứng dụng: y tế, kinh doanh, giáo dục, sản xuất, xe tự lái, nhà thông minh
7. Công nghệ Internet vạn vật (IoT)
- Kết nối, thu thập, trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị qua internet
- Thiết bị kết nối internet → thông minh hơn → tự động hoạt động
- Ứng dụng: công nghiệp, y tế, tài chính, nhà thông minh
8. Công nghệ Robot thông minh
- Robot tích hợp AI → nhận thức, ra quyết định, thực thi toàn diện hơn robot truyền thống
- Ứng dụng: y tế, giáo dục, quân sự, giải trí, sản xuất
IV. Bảng sai lầm thường gặp
| STT | Sai lầm | Đính chính |
|---|---|---|
| 1 | Cho rằng công nghệ mới là công nghệ hoàn toàn mới, chưa từng tồn tại. | Công nghệ mới không nhất thiết phải hoàn toàn mới lạ. Nó chỉ cần có giải pháp kĩ thuật phát triển hơn so với công nghệ hiện tại trong cùng một lĩnh vực. Có thể là cải tiến, nâng cấp từ công nghệ cũ. |
| 2 | Nhầm lẫn thứ tự các bước trong công nghệ CAD/CAM/CNC. | Trình tự đúng và bắt buộc phải tuân thủ: CAD (thiết kế) → CAM (lập quy trình gia công) → CNC (gia công trên máy điều khiển số). Ba bước có tính kế thừa, không thể đảo ngược. |
| 3 | Nghĩ rằng sản phẩm in 3D luôn có bề mặt nhẵn mịn như sản phẩm đúc hay cắt gọt. | Độ nhẵn bề mặt của sản phẩm in 3D phụ thuộc vào độ dày các lớp đắp chồng. Lớp dày sẽ tạo bề mặt gồ ghề, lớp mỏng mới cho bề mặt mịn. Nhìn chung, sản phẩm in 3D thường cần xử lý thêm để đạt độ nhẵn cao. |
| 4 | Cho rằng năng lượng tái tạo chỉ dùng để sản xuất điện. | Mặc dù sản xuất điện là ứng dụng chủ yếu, năng lượng tái tạo còn được dùng cho nhiều mục đích khác như sưởi ấm (địa nhiệt), tạo nước nóng (năng lượng mặt trời)… |
| 5 | Nhầm lẫn trí tuệ nhân tạo (AI) và Internet vạn vật (IoT) là một. | AI là công nghệ mô phỏng trí tuệ con người bằng máy tính (tập trung vào “suy nghĩ thông minh”). IoT là công nghệ kết nối các thiết bị qua internet để trao đổi dữ liệu (tập trung vào “kết nối và truyền thông”). Hai công nghệ này khác nhau nhưng có thể kết hợp với nhau. |
| 6 | Cho rằng Robot thông minh và Robot truyền thống giống nhau. | Robot truyền thống chỉ thực hiện các lệnh được lập trình sẵn, lặp đi lặp lại. Robot thông minh tích hợp AI nên có khả năng tự nhận thức, tự ra quyết định và thực thi nhiệm vụ linh hoạt hơn, toàn diện hơn. |
| 7 | Nghĩ rằng công nghệ nano chỉ liên quan đến lĩnh vực điện tử. | Công nghệ nano được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực: cơ khí, điện tử, may mặc, thực phẩm, dược phẩm, y tế… Ví dụ: nano bạc trong vải kháng khuẩn, nano trong điều trị ung thư. |
ThS. Hồ Thị Thư
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Công Nghệ THPT
Trình độ: Cử nhân Sư phạm Công nghệ, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 10+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Hoàng Hoa Thám