Cách mạng công nghiệp 4.0 - Cơ hội và thách thức đối với trí thức trong lĩnh vực công nghệ sinh học ở tỉnh Bình Dương
Hoàng Ngọc Cương
Trường Đại học Bình Dương
Đặc trưng cơ bản của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0
Hiện nay, trong bối cảnh các tiến bộ khoa học và công nghệ đang diễn ra và phát triển rất nhanh, các nước phát triển đều có các chương trình chiến lược nhằm giúp cho chính phủ phát triển nền kinh tế và làm chủ công nghệ. Trong đó có thể kể đến “Chiến lược quốc gia về sản xuất tiên tiến” của Hoa Kỳ cho ba thập kỷ tới, Pháp có chương trình “Bộ mặt mới của công nghiệp nước Pháp”, Hàn Quốc có “Chương trình tăng trưởng của Hàn Quốc trong tương lai”, Trung Quốc có chiến lược “Làm tại Trung Quốc năm 2025”,…. Tuy nhiên, nổi bật với dự án “Công nghiệp 4.0”, đây là chương trình chiến lược về công nghệ cao của Chính phủ Đức, nhằm thúc đẩy việc tự động hóa và trao đổi dữ liệu trong công nghệ sản xuất hay điện toán hóa sản xuất, giúp cho ngành công nghiệp Đức làm chủ công nghệ chế tạo và công nghệ sản xuất trong tương lai. Tháng 10/2012, nhóm các nhà nghiên cứu đứng đầu là Henning Kagermann và Siegfried Dais đã đưa ra 05 nội dung để thực hiện chương trình này và được xem như là động lực để thúc đẩy cho cuộc Cách mạng công nghiệp 4.0 (CMCN 4.0) bao gồm: Nhà máy thông minh; Môi trường thực; Môi trường Kinh tế; Nhân tính và Công việc và Tác nhân Công nghệ [1-4], được mô tả ở Hình 1.
Hình 1. Lịch sử 3 cuộc cách mạng công nghiệp và cuộc CMCN 4.0
Tháng 06/2016 tại Diễn đàn Kinh tế Thế giới Davos, GS. Klaus Schwab (Đức) đã khẳng định: “Chúng ta đang tiến tới một cuộc cách mạng công nghệ, công nghiệp làm thay đổi cơ bản lối sống, phong cách làm việc và cách thức giao tiếp. Xét về phạm vi, mức độ và tính phức tạp, sự dịch chuyển này không giống với bất kỳ điều gì mà con người từng trải qua” [5]. Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đặc trưng bởi sự hợp nhất và không có ranh giới giữa các lĩnh vực công nghệ, vật lý, kỹ thuật số và sinh học. Đây là xu hướng kết hợp giữa các hệ thống ảo với các thực thể thông qua vạn vật kết nối Internet (IoT) và các hệ thống kết nối Internet (IoS) [6, 7]. Do đó, CMCN 4.0 sẽ làm thay đổi cách thức sản xuất và chế tạo. Các “nhà máy thông minh”, “công ty thông minh” được hình thành thông qua IoT, liên kết với nhau qua một hệ thống dữ liệu khổng lồ với cấu trúc kiểu mô-đun, tạo ra một hệ thống thực tế ảo giám sát quy trình thực tế, từ đó có thể tự xây dựng và điều chỉnh toàn bộ quy trình sản xuất, quy trình quản lý và đưa ra quyết định giải quyết các vấn đề chính xác, thông minh. Cuộc CMCN 4.0 sẽ tác động mạnh mẽ và toàn diện đến thế giới đương đại và vẽ lại bản đồ phát triển trên thế giới.
Tác động đối với lĩnh vực công nghệ sinh học
Trong lĩnh vực công nghệ sinh học, cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 có tác động mạnh mẽ và tạo ra nhiều cơ hội, thách thức. Có thể kể đến trong tương lai, công nghệ cảm biến sẽ chuẩn đoán, theo dõi các yếu tố tác động đến quy trình trồng trọt, quy trình chăn nuôi từ đó có thể thay đổi, điều chỉnh điều kiện tối ưu, đem lại lợi nhuận cao với chi phí hợp lý nhất. Công nghệ tự động sẽ giám sát quá trình gieo trồng đến khi thu hoạch và chế biến bằng các robot và công nghệ kỹ thuật sẽ giúp nông nghiệp mở rộng quy mô sang các lĩnh vực mới. Những đột phá trong lĩnh vực sinh học sẽ vô cùng ngoạn mục như các thành tựu về công nghệ gen hoặc khả năng tạo ra thịt từ phòng thí nghiệm. Cụ thể, để hoàn thành dự án Bộ gene người phải mất 10 năm với chi phí 2,7 tỷ đôla, ngày nay điều này có thể thực hiện trong vài giờ với chi phí dưới 1000 đôla [8].
Sinh học tổng hợp hay lĩnh vực chỉnh sửa sinh học sẽ giúp chúng ta tùy biến cơ thể bằng cách viết lại ADN. Việc xác định cấu trúc di truyền của từng cá nhân là điều cần thiết nhằm cách mạng hóa việc chăm sóc sức khỏe. Khi biết về cấu trúc di truyền, nhiều căn bệnh khó chữa của chúng ta từ bệnh tim cho đến ung thư sẽ được xác định và các bác sĩ sẽ có thể đưa ra quyết định điều trị hợp lý, hiệu quả. Việc chỉnh sửa sinh học có thể được áp dụng cho bất kỳ một loại tế bào cụ thể nào, cho phép tạo ra các thực vật hoặc động vật biến đổi gen, làm biến đổi động vật thích nghi với chế độ thức ăn kinh tế hơn và phù hợp với điều kiện từng địa phương sử dụng hay việc tạo ra cây lương thực có khả năng chịu được khí hậu khắc nghiệt hoặc hạn hán.
Dưới sự hỗ trợ của chương trình chỉnh sửa và trị liệu gen CRISPR/Cas9, những hạn chế về hiệu quả và tính đặc trưng của kiểu gen sẽ được khắc phục, cụ thể: Dự án chỉnh sửa gen ở bò để tạo ra chất đông máu trong sữa của nó nhằm cung cấp cho các bệnh nhân máu khó đông đang được hoàn thiện. Hoặc dự án thiết kế bộ gen ở lợn nhằm tạo ra các cơ quan phù hợp có thể cấy ghép vào cơ thể người (được gọi là quá trình cấy ghép dị chủng). Cùng với công nghệ 3D kết hợp với kỹ thuật chỉnh sửa gen nhằm sửa chữa và tái sinh tế bào (gọi là quá trình in sinh học) sẽ được sử dụng để tái tạo da, xương và các mô mạch, từ đó các lớp tế bào sống được tạo ra từ quá trình in sinh học này sẽ được sử dụng để thay thế các cơ quan cấy ghép. Trong tương lai, chúng ta có thể thấy sự ra đời của các em bé “được thiết kế” - những em bé sở hữu những nét đặc thù hoặc có khả năng kháng một loại bệnh cụ thể. Do đó, trong cuộc CMCN 4.0, lĩnh vực sinh học đang phải đối mặt với những câu hỏi như: Con người có ý nghĩa thế nào? Dữ liệu và thông tin nào về cơ thể và sức khỏe của chúng ta có thể hoặc nên được chia sẻ với những người khác? Những quyền lợi và trách nhiệm nào ở thế hệ này khi thay đổi mã di truyền của các thế hệ tương lai?
Lĩnh vực Công nghệ sinh học ở Việt Nam còn khá mới mẽ, tuy nhiên đã đạt được một số thành tựu đáng quan tâm như đã cấy ghép thành công tế bào gốc để chữa trị cho các bệnh nhân suy tim, bỏng giác mạc. Hoàn thiện chương trình IDA phân tích các Protein/Proteome huyết thanh người, từ đó đưa ra các protein chỉ thị (marker) để chuẩn đoán và điều trị bệnh. Hoặc chương trình dự đoán epitop nhận diện bởi tế bào T và B giúp dự đoán các epitop nhằm phát triển vắc xin tái tổ hợp dạng peptid đa epitop cải thiện khả năng đáp ứng miễn dịch và hiệu lực bảo vệ của vắc xin theo dạng in-silico. Hoặc có thể sản xuất sản phẩm đường chức năng xylooligosacarit cho các đối tượng mắc bệnh tiểu đường, béo phì, rối loạn tiêu hóa...
Nhìn lại các thành tựu đã đạt được chúng ta có thể nhận thấy Việt Nam có nhiều thách thức cần phải vượt qua để có thể nắm bắt các cơ hội mà Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 mang lại nhằm thực hiện được mục tiêu trở thành nước được công nghiệp hóa theo hướng hiện đại.
+ Thứ nhất, Việt Nam cần cải thiện hạn chế về khả năng ứng dụng và hấp thụ các công nghệ của các nước phát triển. Cần nhanh chóng tiếp nhận và vận dụng linh hoạt trong điều kiện thực tế từ đó dễ dàng nắm bắt các cơ hội do cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 tác động đem lại.
+ Thứ hai, nâng cao trình độ và năng lực của người tiếp nhận và sử dụng các công nghệ. Nhanh chóng đào tạo bồi dưỡng, cũng cố năng lực đội ngũ trí thức đặc biệt là trí thức trong lĩnh vực kỹ thuật, công nghệ.
Đối với trí thức trong lĩnh vực công nghệ sinh học ở tỉnh Bình Dương
Tỉnh Bình Dương có vị trí địa lý thuận lợi để phát triển công nghiệp, phía Nam giáp thành phố Hồ Chí Minh, phía Đông giáp tỉnh Đồng Nai, phía Tây giáp tỉnh Tây Ninh và thành phố Hồ Chí Minh. Nằm trong vùng kinh tế trọng điểm phía Nam và trong vùng tứ giác công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh - Bình Dương - Đồng Nai - Bà Rịa Vũng Tàu. Tỉnh Bình Dương hiện có 28 khu công nghiệp với tổng diện tích khoảng 10.560ha và 11 cụm công nghiệp với diện tích 802ha được phân bố hầu hết trên địa bàn các huyện, thị xã, thành phố của tỉnh. Nhờ cơ sở hạ tầng bảo đảm mà trong thời gian qua, nguồn đầu tư vào Bình Dương không chỉ tăng về lượng mà còn vượt về chất với nhiều dự án tầm cỡ của nhiều tập đoàn lớn có tiếng trên thế giới như: Tokyu Nhật Bản, Procter & Gamble (P&G), Kumho, SCG Siam Cement, Uni - President, Maruzen foods, Mapletree,… Có thể thấy ở tỉnh Bình Dương, công nghệ và nguồn nhân lực trí thức là hai yếu tố then chốt nhất để phát triển mô hình tăng trưởng nội sinh. Khác với các yếu tố đầu vào khác (vốn, lao động, đất đai, tài nguyên thiên nhiên) luôn bị ràng buộc bởi trần giới hạn thì hai yếu tố này có thể tăng lên không bị chặn bởi trần và do vậy đây cũng là chìa khóa để cho các quốc gia nắm bắt cơ hội mà cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 mang đến từ đó có thể vực dậy nền kinh tế và thoát khỏi bẫy thu nhập trung bình. Một số chính sách và định hướng được đề nghị cụ thể như sau:
Tỉnh Bình Dương cần tạo môi trường sinh thái khởi nghiệp sáng tạo, ưu tiên cho các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật nhằm phát huy tính sáng tạo công nghệ, tiếp cận các công nghệ tiên tiến. Hỗ trợ các Trường đại học trong địa bàn có đào tạo các chuyên ngành này như: Đại học Bình Dương, Đại học Thủ Dầu Một, Đại học Mở thành phố Hồ Chí Minh,… nhằm cung cấp nguồn nhân lực trí thức đáp ứng nhu cầu các doanh nghiệp công nghệ cao đang đầu tư và sẽ đầu tư trong tương lai ở tỉnh Bình Dương.
Hỗ trợ các chính sách kết nối giữa các trường đại học và các doanh nghiệp công nghệ cao, tạo điều kiện để sinh viên, giảng viên tiếp xúc với các công nghệ hiện đại, cũng cố kiến thức thực tế từ đó gia tăng chất lượng đào tạo, tạo nguồn nhân lực trí thức cao. Việc thực tập tại công ty công nghệ cao để có các kinh nghiệm thực tiễn phù hợp là điều kiện thiết yếu trong bối cảnh cuộc cách mạng công nghiệp 4.0. Dưới tác động của cuộc cách mạng 4.0, một số công việc đơn giản sẽ được tự động hóa và do vậy nguồn nhân lực cần được đào tạo bổ sung những công việc phức tạp hơn, điều này rất khó thực hiện nếu các cơ sở đào tạo và người học không được tiếp xúc và thực tập với các công nghệ hiện đại trong khi trên địa bàn tỉnh Bình Dương ngày càng nhiều các công ty công nghệ cao đầu tư sản xuất.
Hiện nay, một số trường đại học trong tỉnh Bình Dương có đào tạo nguồn nhân lực thuộc các ngành công nghệ, kỹ thuật như: Đại học Bình Dương, Đại học Thủ Dầu Một, Đại học mở thành phố Hồ Chí Minh,… đã có các chính sách khuyến khích các giảng viên nghiên cứu, đăng tải các công trình trên các tạp chí quốc tế theo các danh mục chuẩn như ISI và Scorpus. Đây là hướng đi đúng đối với các trường đào tạo khoa học kỹ thuật và xu hướng nắm bắt các cơ hội từ cuộc CMCN 4.0. Ngoài ra, các trường công nghệ và kỹ thuật cần chú trọng việc gắn kết với các doanh nghiệp để thực hiện các nghiên cứu triển khai (R&D) để nâng cao khả năng hấp thụ, tốt hơn là tạo ra các bằng phát minh sáng chế (patents), để lôi cuốn giới trí thức tham gia các hoạt động này.
Trong bối cảnh của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, công nghệ thay đổi rất nhanh với tốc độ cấp số nhân. Do đó nguồn nhân lực trí thức cần chú trọng bồi dưỡng các kỹ năng nhận thức cấp cao như giải quyết vấn đề, suy luận logic, làm việc theo nhóm và kỹ năng thích nghi nhanh. Trong đó, việc học qua internet với các nguồn tư liệu mở và các khóa học trực tuyến sẽ cập nhật nhanh chóng các công nghệ hiện đại. Ngoài ra, trình độ ngoại ngữ (tiếng Anh) cần được chú trọng đúng mức để sẵn sàng nắm bắt cơ hội dưới tác động của Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Hermann, M., T. Pentek, and B. Otto. Design principles for industrie 4.0 scenarios. in System Sciences (HICSS), 2016 49th Hawaii International Conference on. 2016. IEEE.
2. Jurgen, J., Was hinter Begriffen wie Industrie 4.0 steckt. In: Computer & Automation, 2012.
3. Kagermann, H., et al., Recommendations for implementing the strategic initiative INDUSTRIE 4.0: Securing the future of German manufacturing industry; final report of the Industrie 4.0 Working Group. 2013: Forschungsunion.
4. Lasi, H., et al., Industry 4.0. Business & Information Systems Engineering, 2014. 6(4): p. 239-242.
5. Cục Thông tin KH&CN Quốc gia, Tổng luận “Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4”. 2017.
6. Bartodziej, C.J., The Concept Industry 4.0, in The Concept Industry 4.0. 2017, Springer. p. 27-50.
7. Schwab, K., The fourth industrial revolution. 2017: Crown Business.
8. Wetterstrand, K.A., DNA sequencing costs: data from the NHGRI Genome sequencing program (GSP). 2013. URL http://www. genome. gov/sequencingcosts, 2013.