Bạn có muốn học về hệ thống vật lý và vi tính tự động không?

Hệ thống vật lý và vi tính tự động (VLTD) là “hệ thống được thiết kế dựa trên sự phối hợp của các thuật toán vi tính (computational algorithms) và thành phần vật lý.”(1)  VLTD có thể nhỏ và đóng, chẳng hạn như tuyến tụy nhân tạo, hoặc rất phức tạp và được kết nối với nhau, chẳng hạn như lưới năng lượng khu vực. Kỹ sư VLTD tập trung vào việc quản lý các phụ thuộc lẫn nhau và tác động của các khía cạnh vật lý lên các khía cạnh của bộ phận điều khiển bởi các thuật toán vi tính và ngược lại. Với sự phát triển của cảm biến giá rẻ, hệ thống nhúng phần cứng năng dụng và các mạng truyền thông được triển khai rộng rãi, sự phụ thuộc vào VLTD cho các chức năng trong nhiều hệ thống khác nhau đã tăng lên đáng kể. Những phát triển kỹ thuật này kết hợp với việc tạo ra một lực lượng lao động có tay nghề cao trong kỹ thuật VLTD sẽ cho phép triển khai các hệ thống ngày càng có khả năng, thích ứng và đáng tin cậy hơn.

Ngày nay, VLTD đã được triển khai và sử dụng rộng rãi. Ví dụ bao gồm xe ô tô có cảm giác va chạm sắp xảy ra và thực hiện nhiều điều chĩnh khác nhau để bảo vệ hành khách, và thiết bị y tế cảm nhận mức đường trong máu hoặc nhịp tim và can thiệp để khôi phục chức năng cơ thể bình thường. Như những ví dụ này minh họa, VLTD thường hỗ trợ các nhiệm vụ quan trọng có tầm quan trọng kinh tế và xã hội. Việc triển khai VLTD cũng nâng cao mối quan tâm về an toàn và an ninh mạng đáng kể. Tuy nhiên, thực tế ngày nay về thiết kế và triển khai hệ thống VLTD thường không hoàn toàn tận dụng được lý thuyết và không thể hỗ trợ đúng mức độ phức tạp, khả năng mở rộng, bảo mật, an toàn, khả năng tương tác và thiết kế linh hoạt. Có nhiều triển vọng là nếu không đào tạo một tầng lớp chuyên gia VLTD thì sự phát triển công nghệ VLTD sẽ không thể đáp ứng nhu cầu trong tương lai.

Các kỹ sư chịu trách nhiệm phát triển VLTD nhưng không được học hỏi và đào tạo thích hợp có thể không hiểu đầy đủ ở độ sâu thích hợp, một mặt, các vấn đề kỹ thuật liên quan đến phần mềm và phần cứng của VLTD, hoặc không nắm vững xử lý tín hiệu và điều chỉnh phần vào và ra của bộ phận kiểm soát bởi các thuật toán vi tính. Ngoài ra, các kỹ sư này có thể thiết kế và triển khai các hệ thống quan trọng trong cuộc sống mà không được đào tạo chính thức phù hợp trong các phương pháp VLTD cần thiết để xác minh và đảm bảo an toàn, độ tin cậy và bảo mật của các hệ thống nầy.

Một lực lượng lao động với giáo dục, đào tạo và kỹ năng thích hợp sẽ được định vị tốt hơn để tạo dựng và quản lý các thế hệ tiếp theo của các hệ thống VLTD. Xây dựng lực lượng lao động này sẽ cần chú ý đến việc giáo dục lực lượng lao động trong tương lai với tất cả các kỹ năng cần thiết — được tích hợp từ đầu – cũng như cung cấp lực lượng lao động hiện có với giáo dục bổ sung cần thiết.

Sẽ có nhiều con đường để đạt được giáo dục, kiến thức và kỹ năng VLTD (cấp 1-5 dưới đây). Một lý do là lực lượng lao động có khả năng bao gồm cả các chuyên gia miền có kiến thức về nguyên tắc VLTD, và một loại kỹ sư mới là chuyên gia tại giao điểm của các vấn đề về mạng, vi tính thuật toán và vật lý. Một lý do khác là nhiều phương pháp tiếp cận khác nhau sẽ được thực hiện tại các trường cao đẳng và đại học tùy thuộc vào hoàn cảnh hiện tại của các trường nầy, chẳng hạn như cấu trúc bộ phận hiện có và chương trình giảng dạy, chuyên môn giảng viên và các nguồn nhân lực liên hệ đến VLTD.

  1. Một hoặc nhiều khóa học khảo sát VLTD được dạy ở cấp đại học. Các khóa học khảo sát cung cấp cho sinh viên kiến thức cơ bản về VLTD và những thách thức chính đối với việc thiết kế các hệ thống nầy, cả kiến thức và thiết kế đều đặc biệt quan trọng đối với các chuyên gia miền từ các ngành kỹ thuật khác nhau, ví dụ như kỹ thuật hàng không vũ trụ, dân dụng và cơ khí.
  2. Các chương trình kỹ thuật tập trung vào VLTD. Mặc dù một số lĩnh vực kỹ thuật, chẳng hạn như kỹ thuật cơ khí và hàng không vũ trụ, đã bắt đầu kết hợp một số nguyên tắc  của VLTD, kỹ sư và nhân viên hoạt động trong các ngành nầy cũng có thể học hỏi thêm từ các chương trình kỹ thuật tập trung vào VLTD, có chủ ý để giảng dạy nền tảng VLTD. Các chương trình tương tự cũng có thể triển khai cho các lĩnh vực khác, bao gồm kỹ thuật dân sự, hóa học và y sinh.
  3. Bằng cấp kỹ sư VLTD (mới). Ở Hoa Kỳ, hiện nay đang có kế hoạch để tạo ra một loại kỹ sư mới – kỹ sư VLTD, một chuyên gia tại giao điểm của các vấn đề về mạng và vật lý. Đây là tầng lớp kỹ sư cần thiết để đáp ứng nhu cầu nhân lực.
  4. Bằng cấp cao học VLTD. Một số ít các trường đại học hiện nay ở Hoa Kỳ cấp bằng cao học tập trung vào VLTD, chủ yếu với một kỹ thuật điện hoặc khoa học máy tính. Một  chương trình cao học VLTD nhắm vào sinh viên tốt nghiệp từ các lĩnh vực kỹ thuật khác, chẳng hạn như cơ khí hoặc xây dựng dân dụng, cũng sẽ có giá trị.
  5. Chương trình tiến sĩ trong VLTD. Nội dung giáo dục trong các chương cao học có thể đủ cho một số nhân sự hoặc giảng viên cho tương lai, nhưng nhu cầu cho giảng viên VLTD, kết hợp với nhu cầu của công nghiệp về tiến sĩ chuyên về VLTD để làm nghiên cứu và thu hút tài trợ cho nghiên cứu bền vững, có khả năng thúc đẩy các trường đại học và các viện nghiên cứu thành lập chương trình tiến sĩ về VLTD. Nếu VLTD tuân theo khuôn mẫu của các ngành kỹ thuật khác, các kỹ sư cấp tiến sĩ sẽ đóng vai trò lãnh đạo kỹ thuật quan trọng trong công nghiệp và nhiều tiến sĩ sẽ có việc làm trong công nghiệp hơn là theo đuổi nghề nghiệp trong khung khổ giáo dục.

Khi VLTD trở nên phổ biến hơn, nhu cầu sẽ tăng lên cho một lực lượng lao động với khả năng thiết kế, phát triển và duy trì ngành nầy. Một sự hiểu biết không chỉ về mạng hoặc các khía cạnh vật lý của các hệ thống, mà còn là sự tương tác của các hệ thống nầy sẽ ngày càng trở nên có giá trị hơn. Một lực lượng lao động với những kỹ năng liên hệ sẽ được định vị tốt để giúp ngành công nghiệp theo đuổi tiến bộ hôm nay và ngày mai trên vô số các ứng dụng cho VLTD.

Tiến sĩ Phạm Đình Bá– đại học Toronto,

Thành viên của Nghiệp đoàn sinh viên Việt Nam gửi về từ thủ đô Canada

Bài viết thuộc Chương trình giới thiệu những ngành học mới trong tương lai. Xem chi tiết về chương trình này tại đây: https://goo.gl/26oG6M

Tài liệu:

  1. National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. A 21st Century Cyber-Physical Systems Education. https://www.nap.edu/catalog/23686/a-21st-century-cyber-physical-systems-education?utm_source=NASEM+News+and+Publications&utm_campaign=9eb0db8c61-Data_Science_Meeting_2018_11_20&utm_medium=email&utm_term=0_96101de015-9eb0db8c61-101844429&goal=0_96101de015-9eb0db8c61-101844429&mc_cid=9eb0db8c61&mc_eid=3f92db97f5
Advertisements

Trả lời

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Đăng xuất /  Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Đăng xuất /  Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Đăng xuất /  Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Đăng xuất /  Thay đổi )

Connecting to %s