Từ 90% tụt xuống 9%: Mỹ bị Trung Quốc vượt xa trong lĩnh vực công nghệ then chốt dù Bắc Kinh đi lên từ con số 0

Năm 2015, giáo sư Debra Laefer của Đại học New York (NYU) ngồi tại văn phòng ở Brooklyn, xem lại một loạt bài nghiên cứu về công nghệ cảm biến từ xa. Khi rà qua phần thông tin các tác giả, bà sững người. Những tạp chí từng tràn ngập tên tuổi từ các đại học Mỹ và phòng thí nghiệm NASA nay xuất hiện ngày càng nhiều nghiên cứu đến từ Bắc Kinh, Vũ Hán và Thượng Hải của Trung Quốc.

Trong vài năm tiếp theo, từng giọt nước gom dần thành sóng, rồi trở thành một cơn “sóng thần”.

Trở lại thập niên 1990, Mỹ thống trị lĩnh vực cảm biến từ xa giống như Thung lũng Silicon thống trị phần mềm ngày nay. Mỹ từng tạo ra gần 90% nghiên cứu toàn cầu trong lĩnh vực này. Trong khi đó, các bài nghiên cứu từ Trung Quốc gần như không có.

Nhưng đến năm 2023, Trung Quốc chiếm gần một nửa số bài nghiên cứu về cảm biến từ xa được công bố trên thế giới. Tỷ trọng của Mỹ lúc này giảm xuống dưới 10%.

Theo giáo sư Laefer, đây là một trong những thay đổi đáng kể nhất về vị thế công nghệ toàn cầu. Bà hiện là giáo sư tại Trường Kỹ thuật Tandon thuộc NYU và là thành viên Trung tâm Khoa học - Tiến bộ Đô thị của trường. Bà công bố kết quả nghiên cứu trên tạp chí Geomatics ngày 12/9.

Viễn thám, cụ thể hơn là cảm biến từ xa, là công nghệ thu thập dữ liệu thông qua quét laser, chụp ảnh và chụp siêu phổ. Dữ liệu có thể thu từ mặt đất, trên không và thậm chí từ vũ trụ. Công nghệ này phục vụ nhiều lĩnh vực quan trọng như xe tự lái, theo dõi khí hậu và an ninh quốc gia.

Giáo sư Laefer nói: “Tôi bắt đầu làm việc trong lĩnh vực viễn thám vào năm 2002 và đây là mảng nghiên cứu chính của tôi từ năm 2006”.

Khoảng 10 năm trước, bà bắt đầu nhận thấy số lượng nghiên cứu đến từ Trung Quốc tăng lên. Bà nói: “Vài năm sau đó, tôi tự hỏi liệu mình chỉ tình cờ bắt gặp xu hướng này hay đó là sự thay đổi ở quy mô lớn. Điều đó khiến tôi muốn nghiên cứu sâu hơn về xu hướng công bố các nghiên cứu trong lĩnh vực này”.

Nhóm của bà phân tích dữ liệu ở cấp quốc gia, thống kê hơn 126.000 bài nghiên cứu từ 72 tạp chí trên toàn cầu trong giai đoạn 1961 - 2023.

Trước năm 1990, số lượng nghiên cứu của Trung Quốc gần như bằng không. Đến năm 2000, Trung Quốc mới đạt 4%, tương đương Ấn Độ.

Nhưng con số này nhanh chóng tăng vọt. Đến năm 2023, Trung Quốc dẫn đầu với 47% số bài nghiên cứu toàn cầu. Tỷ trọng của Mỹ giảm từ gần 90% trong thập niên 1990 xuống còn 9%.

Hiệu suất của các quốc gia khác biến động theo thời gian. Trong 50 năm qua, Đức luôn nằm trong nhóm 10 nước dẫn đầu và hiện đứng thứ 4 sau Ấn Độ. Tây Ban Nha và Australia cũng đã vào top 10.

Một phát hiện quan trọng của nghiên cứu là mối tương quan mạnh mẽ giữa mức tài trợ nghiên cứu và số lượng công trình được xuất bản.

Dữ liệu giai đoạn 2021- 2023 cho thấy mức chênh lệch rất lớn. Các dự án được Quỹ Khoa học Tự nhiên Quốc gia Trung Quốc tài trợ chiếm hơn 53% số lượng nghiên cứu. Trong khi con số từ các tổ chức tài trợ của Mỹ chỉ ở mức 5%.

Trong số 10 tổ chức tài trợ cho nghiên cứu viễn thám toàn cầu giai đoạn 2011-2020, Trung Quốc chiếm trọn 6 vị trí đầu.

Mỹ chỉ có hai cơ quan là NASA và Quỹ Khoa học Quốc gia (NSF), lần lượt ở vị trí thứ 7 và thứ 8. Hai cơ quan còn lại đến từ châu Âu.

Trong thập niên 1990, NASA tài trợ một nửa số nghiên cứu cảm biến từ xa trên thế giới. Nhưng cơ quan này đã bị các tổ chức Trung Quốc vượt qua.

NSF không có đơn vị chuyên trách về trắc địa hay bản đồ học, tức những ngành cốt lõi trong thu thập và phân tích dữ liệu địa lý. Ngược lại, Trung Quốc có những chương trình lớn như 973 nhằm đầu tư cho lĩnh vực này.

Dữ liệu bằng sáng chế trong nghiên cứu cho thấy Trung Quốc hiện chiếm phần lớn số đơn đăng ký bằng sáng chế cảm biến từ xa trên toàn cầu.

Từ năm 2021 đến 2023, thế giới ghi nhận hơn 43.000 bằng sáng chế chứa từ khóa "cảm biến từ xa". Trung Quốc chiếm đa số, đảo ngược thế độc tôn của Mỹ vào đầu những năm 2000.

Nghiên cứu của giáo sư Laefer cũng ghi nhận tốc độ tăng trưởng theo cấp số nhân của các công bố khoa học trong lĩnh vực này: từ hơn 10 bài mỗi năm trong thập niên 1960 lên hơn 13.000 bài mỗi năm vào 2023. Mức tăng này vượt xa xu hướng xuất bản khoa học nói chung.

Trung Quốc tiếp tục đầu tư vào nhiều công nghệ cảm biến từ xa mới, bao gồm trí tuệ nhân tạo (AI), machine learning và điện toán lượng tử. Điều đó giúp nâng cao năng lực chuyên môn trong nước.

Theo bài viết của chuyên gia lượng tử Pan Jianwei công bố tháng 8, Trung Quốc có thể đo khoảng cách tuyệt đối trong không gian với độ chính xác ở mức nanomet. Công nghệ này đạt độ chính xác 82 nanomet trên quãng đường 113 km chỉ trong 21 giây.

Phương pháp này dự kiến hỗ trợ các dự án nghiên cứu không gian yêu cầu độ chính xác cao như dàn kính viễn vọng không gian hay đo trọng lực vệ tinh.

Khi được hỏi liệu Mỹ có thể giành lại vị thế hay không, Giáo sư Laefer nói: “Những năm 1970, Mỹ ngừng xây dựng đường hầm. Chính phủ dừng tài trợ nghiên cứu trong lĩnh vực này. Hầu như không có nghiên cứu sinh theo học”.

Bà cho biết 20 năm sau, Mỹ phát sinh nhu cầu xây dựng hầm ở quy mô lớn nhưng không còn lực lượng chuyên gia nội địa. Hầu hết các dự án phải do các công ty châu Âu thực hiện. Gần 30 năm sau, Mỹ mới phục hồi phần lớn năng lực, nhưng dựa vào việc các kỹ sư trẻ của Mỹ làm việc dưới sự hướng dẫn của các chuyên gia châu Âu.

Giáo sư Laefer nói: “Tôi đoán cảm biến từ xa ở Mỹ cũng sẽ đi theo lối mòn đó. Mỹ có thể lấy lại năng lực công nghiệp nhưng không thể dẫn đầu về đổi mới, trừ khi có sự thay đổi lớn trong ưu tiên tài trợ”.

Giáo sư Laefer kết luận: “Trong bối cảnh chính trị hiện nay, khi tất cả nguồn tài trợ nghiên cứu của chính phủ đều bị cắt giảm mạnh, tôi rất ngạc nhiên nếu Mỹ đầu tư đáng kể vào cảm biến từ xa hoặc vào bất kỳ lĩnh vực nào khác”.

Theo SCMP