Những thay đổi trong thế kỷ 21 sẽ được thúc đẩy bởi hai yếu tố chính, đồng thời kéo thế giới theo các hướng ngược nhau là sự tiến bộ nhanh của công nghệ và biến đổi theo chiều hướng xấu của khí hậu.

Nước biển dâng, mùa hè nóng hơn, mùa đông ẩm ướt hơn, lũ lụt gia tăng, hạn hán, đại dịch, sa mạc hóa và nguồn cung cấp nước ngọt ngày càng thu hẹp có thể dẫn đến tình trạng khan hiếm, khủng hoảng nhân đạo và gia tăng mức độ tử vong. Cùng lúc, những tiến bộ công nghệ về năng lượng tái tạo, năng lượng nhiệt hạch, khoa học vật liệu, công nghệ thông minh, sản xuất bằng in 3D, không gian thương mại và công nghệ sinh học được thiết lập dẫn đến một kỷ nguyên mới dồi dào về năng lượng, sự giàu có, sức khỏe và tài nguyên mới.

Sự phát triển của các thành phố

Theo Liên Hợp Quốc, dân số toàn cầu sẽ đạt khoảng 9,74 tỷ người vào giữa thế kỷ này. Một báo cáo năm 2020 của Viện Môi trường và Phát triển Quốc tế ước tính, đến năm 2050, khoảng 68% dân số sẽ sống ở các khu đô thị. Con số đó lên tới 6,6 tỷ người (tăng 2,2 tỷ so với hiện nay); hầu như sự gia tăng dân số từ nay đến năm 2050 sẽ diễn ra ở các thành phố. Điều này sẽ làm tăng nhu cầu về nhà ở, điện, nước, thực phẩm, các dịch vụ cơ bản, giáo dục, giao thông và dịch vụ y tế.

Cơ sở hạ tầng và nguồn lực cần thiết để đáp ứng nhu cầu này sẽ gây thêm căng thẳng cho các môi trường xung quanh, vốn đã bị căng thẳng. Việc mở rộng đô thị có nghĩa là cần phải giải phóng nhiều đất hơn để xây dựng cơ sở hạ tầng, nhiều nước hơn cần được chuyển hướng cho các tiện ích, nhiều điện hơn cần được tạo ra và nhiều đất nông nghiệp hơn cần được dành để trồng lương thực. Do đó, các thành phố vào năm 2050 sẽ được xây dựng (hoặc tái thiết) để đáp ứng các nhu cầu cơ bản của người dân theo những cách tuyệt đối bền vững.

Sống “thông minh”

Ý tưởng về “ngôi nhà thông minh” là một trong những ý tưởng đã thực sự thành công trong thập kỷ qua. Khái niệm này được xây dựng dựa trên ý tưởng “điện thoại thông minh” và các thiết bị khác, có thể truy cập ở bất kỳ đâu có kết nối internet. Trong trường hợp nhà thông minh, con người sẽ có quyền truy cập vào mọi thứ trong nhà của họ (thiết bị, tiện ích…) thông qua bluetooth và internet không dây. Trong tương lai, điều đó sẽ mở rộng đến mức “Internet vạn vật” (IoT) trở thành hiện thực, khi thế giới kỹ thuật số và thế giới thực sẽ trở nên hòa quyện với nhau hơn bao giờ hết.

Một mặt, điều này sẽ được thúc đẩy bởi hàng nghìn tỷ thiết bị, cảm biến kết nối vô số điểm trong thế giới thực với internet. Mặt khác, trải nghiệm của mọi người về thế giới thực sẽ ngày càng được trung gian hóa thông qua thực tế tăng cường, thực tế ảo (AR/VR) và sự trợ giúp của trí tuệ nhân tạo (AI). Dịch vụ giao hàng tận nơi có thể sẽ ngày càng trở nên tự động hóa và liên quan đến xe hơi thông minh, tàu con thoi tự lái và máy bay không người lái.

Tương tự như vậy, mọi thứ có thể thực hiện được từ sự thoải mái như ở nhà, đặc biệt là chỗ làm việc. Văn phòng gia đình với internet tốc độ cao sẽ trở thành tiêu chuẩn, các cuộc họp sẽ là ảo và việc đi công tác hoặc tham dự hội nghị sẽ hầu như không được nghe nói đến. Ngay cả giáo dục cũng sẽ được thực hiện trong nhà hoặc trong các khu vực chung của chung cư. Giao tiếp phi ngôn ngữ truyền tải ý nghĩa thông qua tiếp xúc vật lý sẽ đem lại cảm giác giáo dục “thực hành”, loại bỏ nhu cầu hiện diện trực tiếp trong lớp học.

Một sự bùng nổ trong việc sử dụng robot gia dụng cũng được dự đoán sẽ xảy ra vào năm 2050. Những robot này có thể ở dạng các thiết bị di động hoặc thiết bị thế hệ tiếp theo được tích hợp trực tiếp với căn phòng. Chúng có thể xử lý mọi thứ, từ bảo trì nhà cửa hàng ngày, dọn dẹp, chuẩn bị thức ăn và các công việc khác. Các ‘nhà quản lý’ AI gia dụng sẽ trở thành một tính năng phổ biến của những ngôi nhà trong tương lai, được kết nối với tất cả các thiết bị, quản lý robot gia đình và thiết bị… Sự gia tăng của internet không dây, internet vệ tinh và công nghệ khối chuỗi cũng có nghĩa là mọi người có thể kết nối ở bất cứ đâu vào bất kỳ lúc nào.

Các thành phố sẽ có các trạm phát điện phân tán chạy bằng năng lượng mặt trời, gió, áp điện, địa nhiệt, sinh khối và các nguồn năng lượng “xanh” khác. Các trung tâm “địa phương hóa” này cung cấp điện cho một khu vực cụ thể và các tòa nhà lớn có khả năng tự cung cấp điện bằng cách sử dụng năng lượng mặt trời, tuabin và máy phát điện nhiên liệu sinh học tích hợp sẵn. Tuy nhiên, lưới điện sẽ không biến mất, vì sự phát triển của năng lượng nhiệt hạch và các lò phản ứng sẽ vẫn cần các trung tâm phân phối.

Siêu đô thị xanh

Do tình trạng mất đất canh tác liên tục, các thành phố cũng sẽ trở thành những không gian xanh hơn, nơi kiến ​​trúc và sinh thái kết hợp với nhau vì một cuộc sống lành mạnh. Khái niệm này được gọi là “vòng cung”, do kiến ​​trúc sư Paolo Soleri đưa ra vào năm 1969. Ông đưa ra khái niệm này như một phương tiện giải quyết tình trạng đô thị hóa tràn lan và hậu quả là sự phá hủy không gian xanh. Trong các thiết kế vòng cung, các hoạt động nông nghiệp và không gian xanh đồng thời tồn tại cùng với các khu dân cư và trung tâm thương mại, và không gian được sử dụng một cách sáng tạo hơn.

Trong khi hầu hết các thành phố hai chiều, với các đỉnh cao riêng lẻ rải rác cảnh quan (hoặc tập trung ở các khu thương mại trung tâm), các vòng cung sẽ có ba chiều và được xây dựng hài hòa với môi trường xung quanh. Tư duy này được hồi sinh từ đầu thế kỷ do vấn đề biến đổi khí hậu ngày càng nghiêm trọng. Các đặc điểm chung bao gồm canh tác đô thị, nơi cư dân địa phương có xu hướng làm vườn cộng đồng, trang trại thẳng đứng, thủy canh, trang trại côn trùng (giàu protein), và aquaponics – nơi thực vật và cá sống cộng sinh và cả hai đều là nguồn cung cấp chất dinh dưỡng. Các hoạt động này sẽ được hỗ trợ cùng với sự phát triển của các sinh vật biến đổi gen (GMO) và kỹ thuật vi sinh vật.

Để ngăn chặn căng thẳng về nguồn cung cấp nước hiện có, hầu hết nước cần thiết cho việc tưới tiêu sẽ lấy từ các cơ sở thu gom nước mưa, tái chế nước xám và tái tạo nước. Cũng có thể, nhiều ngôi nhà và nơi ở sẽ có một máy in thực phẩm 3D chuyên dụng để sản xuất các bữa ăn dinh dưỡng phù hợp với khẩu vị và nhu cầu ăn kiêng cụ thể. Trong khi tán lá luôn là phương tiện làm sạch không khí thành phố, các đô thị trong tương lai có thể bao gồm một số lượng lớn cây nhân tạo, cơ sở phản ứng sinh học và cấu trúc hấp thụ carbon được gắn ngay bên ngoài mặt tiền của chúng.

Carbon dioxide được lọc sạch từ không khí có thể dễ dàng chuyển đổi thành nhiên liệu sinh học với công nghệ thu giữ và lưu trữ carbon (BECSS). Các tòa nhà được trang bị thiết bị thu giữ carbon sẽ có thể tạo ra nhiên liệu sinh học, có thể là nguồn năng lượng dự phòng, nhưng cũng là nguồn cung cấp nhiên liệu cục bộ cho các phương tiện chạy bằng diesel sinh học. Năng lượng được tạo ra bởi một số nguồn năng lượng tái tạo, chẳng hạn như các mảng pin mặt trời, tuabin gió thẳng đứng, bề mặt áp điện và công nghệ trao đổi nhiệt (kiểm soát khí hậu). Mỗi tòa nhà có nhiều nhà ở có khả năng trở thành khu trồng trọt, nhà máy điện và trạm nhiên liệu riêng, cung cấp các nhu cầu cơ bản của cuộc sống tại chỗ.

Khi thế kỷ 21 mở ra, sự phát triển công nghệ tiếp tục tăng tốc, kéo theo những tác động lớn đến cách con người sống, làm việc, vui chơi và cả ăn uống. Đồng thời, biến đổi khí hậu ngày càng gia tăng, gây ra sự gián đoạn nghiêm trọng cho các hệ thống tự nhiên mà con người phụ thuộc để tồn tại. May mắn thay, trong khi thủy triều dâng và hạn hán, bão, cháy rừng… xảy ra thường xuyên hơn sẽ buộc con người tìm giải pháp. Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ sẽ mang lại sự đổi mới nhằm giải quyết các vấn đề môi trường. Đây sẽ là một thời điểm, khi toàn bộ thế giới sẽ bị kẹt giữa tồn tại và phát triển, khan hiếm và dồi dào, suy thoái và tăng trưởng. Tuy nhiên, sự thay đổi tích cực vẫn có tiềm năng lớn và có thể dẫn đến một kỷ nguyên với cuộc sống tốt hơn và bền vững hơn./.

(Nguồn: VOV/Theo Interestingengineering)