Top 5 đề thi Đánh gia năng lực trường ĐH Bách Khoa Hà Nội năm 2023 - 2024 có đáp án (đề 4)

Thí sinh đọc Bài đọc 1 và trả lời các câu hỏi 1 – 8.

BÀI ĐỌC 1

Trong một lần tham dự hội chợ nông nghiệp vào tháng 10/2019, Kỹ sư Lê Trung Hiếu (44 tuổi) ỏ TP HCM được người bạn ở Đà Lạt tặng một bó hoa hồng. Mang về nhà, anh lên mạng tìm hiểu cách giữ hoa tươi lâu như cho đường, đồng xu, thuốc kháng sinh, nước javen... vào bình nước cắm hoa. Thắc mắc vì sao đồng xu lại giúp hoa tươi lâu hơn, anh tìm hiểu mới biết, khi đồng bị oxy hóa có thể tiêu diệt vi khuẩn làm hoa héo.

Là kỹ sư điện – điện tử, tốt nghiệp Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM anh muốn tìm cách tạo ra ion đồng bằng cách dùng điện từ trường. Với máu mạo hiểm, anh xin thử nghiệm điều chế dung dịch ion đồng ở phòng thí nghiệm tại Khu công nghệ cao  TP. HCM.

Hơn 200 ống nghiệm được sử dụng, phối trộn ion đồng, nước và đường theo tỷ lệ khác nhau. Các thí nghiêm thất bại, hoa hồng, cúc héo và khô rất nhanh. Anh kiên trì thử nghiêm ở nồng độ khác nhau để cho kết quả khả quan hơn, hoa lâu héo hơn nhưng chỉ giữ lại màu sắc hoa tươi, còn lá, cánh hoa lại mềm, không cứng cáp.

Theo anh Hiếu, ion đồng có khả năng diệt khuẩn cực mạnh. Kích thước ion đồng nhỏ hơn 1 nanomet, rất nhỏ nên có thể xâm nhập vào gốc hoa, làm bất hoạt các vi khuẩn gây thối rữa. Đường glucose trong nước được cung cấp chất dinh dưỡng cho cành hoa, giúp tươi lâu. Sản phẩm hoàn toàn thân thiện với con người và môi trường và đang được Cục Sở hữu Trí tuệ xem xét cấp bằng sáng chế sau khi anh Hiếu nộp đơn đăng ký bảo hộ. 

Anh chia sẻ, để tạo dung dịch, đường glucose 5% được sử dụng ở nồng độ 20% (20g/l), ion đồng hàm lượng 0,1 – 0,2 mg/l. Ion đồng được tạo ra từ việc sử dụng hai thanh đồng nặng 45 kg cho nước sạch chạy qua với lưu lượng 90 m³ mỗi giờ. Khi cho dòng điện 100A chạy qua thanh đồng xảy ra quá trình điện phân khiến đồng bị ăn mòn và sinh ra ion của chính nó. Ion đồng tồn tại trong nước, được thu lại ở nồng độ 15ppm và pha với đường glucose thành nước cắm hoa.

Kể lại quá trình thực hiện, anh cho biết đã có hàng trăm thí nghiệm, tiêu tốn hàng trăm bông hồng đến mức tiền túi cạn dần. Sau anh chọn thử nghiệm các loại hoa dại, hoa rẻ tiền để giảm bớt chi phí.

“Hoa tươi rồi nhưng thấy nó không khỏe, tôi nghĩ đến việc cung cấp chất dinh dưỡng cho hoa”, anh Hiếu nói và cho biết, việc cung cấp dinh dưỡng phải dựa vào cơ chế quang hợp của hoa. Học hỏi từ các chuyên gia nông nghiệp, anh không sử dụng đường mía mà dùng đường glucose 5% mua ở các hiệu thuốc vì đường này giống với cơ chế quang hợp, tổng hợp chất dinh dưỡng của cây để tiếp tục mày mò làm các thí nghiệm.

Sau 6 tháng, anh đưa ra được công thức tạo dung dịch ion đồng giúp giữ hoa tươi lâu. Kết hợp với các nhà khoa học ở Đại học Nguyễn Tất Thành, anh và nhóm nghiên cứu đưa đến kết luận, dung dịch ion đồng giúp hoa tươi gấp 2 đến 3 lần tùy loại hoa. Cụ thể với hoa hồng khi sử dụng sẽ kéo dài độ tươi từ 4 ngày lên 8 ngày, hoa cúc từ 7 ngày lên 14 đến 20 ngày, hoa lay ơn từ 4 ngày lên 15 ngày... Không những thế, việc sử dụng dung dịch ion đồng giúp chủ các shop hoa giảm bớt chi phí từ 20 đến 30%, giảm nhân công trong việc thay nước, cắt gốc hoa hàng ngày.

“Giá thành sản phẩm chỉ 1.000 đồng mỗi gói 10 ml, có thể pha với 1 lít nước. Hộp 250 ml có thể pha với 25 lít nước giá từ 40.000 đồng đến 50.000 đồng, có thể cắm cho 50 bình hoa”, anh Hiếu nói và cho biết, hiện trên thị trường có một số sản phẩm bảo quản hoa ngoại nhập, nhưng là dạng bột. Còn sản phẩm trong nước hiện rất ít và thời gian giữ hoa tươi thấp hơn.

Chị Nguyễn Thị Bé Ngoan, 34 tuổi, chủ một shop hoa tươi lớn ở xã Xuân Thới Thượng, huyện Hóc Môn cho biết, việc giữ độ tươi lâu của hoa có ý nghĩa quyết định trong giá thành, lợi nhuận của người bán. Sau 6 tháng dùng thử nghiệm sản phẩm, hoa tươi lâu lơn, chị Ngoan giảm được 2 nhân công chuyên thay nước, cắt cành hoa, để họ làm việc khác. Khách hàng thấy sản phẩm hiệu quả quay lại mua nhiều hơn, giúp chị tăng doanh thu từ 70 triệu lên gần 100 triệu mỗi tháng...

Một nghiên cứu mới đây cho thấy vào những đêm trước khi trăng tròn (ngày rằm), con người thường đi ngủ muộn và ít hơn. Các nhà nghiên cứu đã tiến hành thực nghiệm với các nhóm tình nguyện viên tại cả thành thị và nông thôn, từ miền bắc Argentina cho đến sinh viên đại học ở thành phố Seattle (Mỹ). Họ đã phát hiện ra sự lặp lại của hình thái giấc ngủ, cho thấy nhịp sinh học tự nhiên của chúng ta bằng cách nào đó đã được đồng bộ hóa hoặc “cuốn theo” chu kỳ Mặt Trăng.

Horacio de la Iglesia, Giáo sư Sinh học tại Đại học Washington, cho biết: “Chúng tôi nhận thấy tác động rõ ràng của Mặt Trăng lên giấc ngủ, thời lượng giấc ngủ giảm đi và bắt đầu muộn hơn vào những ngày trước trăng tròn. Dù tác động này thể hiện rõ rệt hơn ở những cộng đồng không tiếp xúc với thiết bị điện, chúng tôi vẫn quan sát được chúng ở các cộng đồng thành thị.”

Sử dụng thiết bị đeo ở cổ tay, nhóm nghiên cứu đã theo dõi hình thái giấc ngủ của 98 cá nhân sống tại ba cộng đồng bản địa Toba-Qom ở tỉnh Formosa, Argentina. Những người này được chia làm ba nhóm: nhóm thứ nhất ở nông thôn không có điện, nhóm thứ hai ở nông thôn có tiếp cận hạn chế với điện – ví dụ chỉ có một nguồn ánh sáng nhân tạo trong nhà, và nhóm thứ ba tại đô thị được sử dụng thiết bị điện thoải mái. Đối với gần 3/4 số người tham gia, các nhà nghiên cứu đã thu thập dữ liệu về giấc ngủ trong một đến hai chu kỳ trăng.

Các nghiên cứu trước đây của nhóm de la Iglesia và các nhóm nghiên cứu khác đã kết luận việc tiếp cận thiết bị điện ảnh hưởng đến giấc ngủ: nhóm thành thị đi ngủ muộn và ngủ ít hơn so với tại nông thôn. Nhưng cả ba nhóm đều có những dao động thời gian ngủ giống nhau theo chu kỳ Trăng. Tùy vào cộng đồng, tổng thời lượng giấc ngủ thay đổi trung bình từ 46 đến 58 phút và thời gian bắt đầu đi ngủ là khoảng 30 phút trong suốt chu kì Trăng. Ở cả ba nhóm, mọi người đi ngủ muộn nhất và ngủ ít nhất trong vòng 3 đến 5 ngày trước khi trăng tròn.

Sau khi phát hiện ra mô hình này ở Toba-Qom, nhóm nghiên cứu đã tiến hành phân tích dữ liệu giấc ngủ của 464 sinh viên ở Seattle và phát hiện dao động thời gian tương đồng. Họ nhận thấy các buổi tối trước khi trăng tròn, khoảng thời gian người tham gia ngủ ít nhất và muộn nhất, có nhiều ánh sáng tự nhiên hơn sau hoàng hôn: Mặt Trăng ngày càng sáng hơn cho đến khi trăng tròn và thường mọc vào cuối buổi chiều hoặc đầu buổi tối. Ở nửa sau của chu kỳ trăng tròn, Mặt Trăng vẫn tỏa ra lượng ánh sáng đáng kể tuy nhiên muộn hơn, vào giữa đêm vì lúc này Trăng mọc vào buổi tối muộn.

Tác giả chính của nghiên cứu, Leandro Casiraghi cho biết: “Giả thuyết của chúng tôi là các mô hình dao động giấc ngủ chính là sự thích nghi của tổ tiên loài người để tận dụng nguồn ánh sáng tự nhiên vào buổi đêm”.

Liệu rằng Mặt Trăng có thật sự ảnh hưởng đến giấc ngủ của chúng ta hay không vẫn còn là vấn đề gây tranh cãi. Nhiều nghiên cứu khác đã đưa ra những kết luận khác nhau. De la Iglesia và Casiraghi tin rằng nghiên cứu của họ cho thấy một mô hình rõ ràng hơn do nhóm đã sử dụng máy theo dõi ở cổ tay để thu thập dữ liệu giấc ngủ, trái ngược với những phương pháp truyền thống, chẳng hạn như sử dụng nhật ký giấc ngủ do người dùng tự báo cáo.

Quan trọng hơn, họ đã theo dõi các đối tượng trong các chu kỳ trăng, giúp lọc ra một số dữ liệu gây “nhiễu” do sự thay đổi của từng cá nhân trong hình thái ngủ và những ảnh hưởng từ thiết bị điện.

Những hiệu ứng từ Mặt Trăng cũng có thể giải thích tại sao việc tiếp cận với điện lại gây ra những thay đổi rõ rệt đối với giấc ngủ. “Nhìn chung, ánh sáng nhân tạo phá vỡ đồng hồ sinh học bẩm sinh của con người. Nó khiến chúng ta đi ngủ muộn hơn và ngủ ít hơn vào buổi tối.”, de la Iglesia nói.

Nhóm nghiên cứu cũng tìm thấy mô hình “bán nguyệt” - dao động thứ hai của hình thái giấc ngủ trong cộng đồng Toba-Qom theo chu kỳ 15 ngày quanh chu kỳ trăng non và trăng tròn. Hiệu ứng bán nguyệt này nhỏ hơn và chỉ thấy rõ ràng ở hai cộng đồng nông thôn Toba-Qom. Sẽ cần thêm các nghiên cứu trong tương lai, có thể nguyên nhân của những nhịp bán nguyệt này là các tác động khác ngoài ánh sáng, chẳng hạn như lực hấp dẫn cực đại của Mặt Trăng “kéo mạnh” Trái Đất tại các thời điểm trăng non và trăng tròn.

“Nhìn chung, ảnh hưởng chu kì Trăng đến giấc ngủ còn cần được khai thác sâu thêm, ở thành phố ô nhiễm ánh sáng cao, bạn có thể không biết chu kỳ Trăng là gì trừ khi đi ra ngoài hoặc nhìn ra cửa sổ. Nghiên cứu trong tương lai sẽ cần tìm hiểu liệu chu kỳ Trăng có ảnh hưởng đến đồng hồ sinh học bẩm sinh của chúng ta? Hoặc có các yếu tố nào khác ảnh hưởng đến thời lượng của giấc ngủ?”, Casiraghi nói.

Các nhà nghiên cứu ở Viện Công nghệ Skoltech đã tìm ra một cách để sử dụng các cảm biến hóa học và thị giác máy tính để xác định liệu thịt gà nướng đã chín đúng độ chưa. Công cụ này có thể giúp các nhà hàng giám sát và theo dõi các quá trình nấu nướng tự động và biết đâu một ngày nào đó sẽ có mặt trong chiếc lò nướng “thông minh” của chính bạn.

Khi nào thì miếng ức gà trên vỉ nướng sẽ sẵn sàng lên bàn ăn? Thường thì người đầu bếp sẽ quan sát miếng thịt thật gần và hít hà mùi thơm để đảm bảo miếng thịt đã được nướng chín một cách hoàn hảo. Tuy nhiên với một khu bếp lớn, bạn không thể phụ thuộc vào đôi mắt hoặc cái mũi của chỉ một người để đảm bảo một lượng lớn thức ăn đều đã chín tới. Đó là nguyên nhân vì sao ngành khách sạn vẫn luôn tìm kiếm những công cụ đủ nhạy với giá thành hợp lí để thay thế đánh giá chủ quan của con người.

Giáo sư Albert Nasibulin của Viện Công nghệ Skoltech và Trường đại học Aalto, nhà nghiên cứu Fedor Fedorov và đồng nghiệp của họ đã quyết định nghiên cứu theo hướng này: thiết kế một cái “mũi điện tử” – một dãy các cảm biến dò các hợp phần cụ thể của một mùi – để “ngửi” thịt gà nướng và một thuật toán thị giác máy tính để “nhìn” vào đó. “Mũi điện tử” đơn giản hơn và ít đắt đỏ hơn là sử dụng máy sắc kí khí hoặc máy khối phổ. Trước đây chúng đã từng được sử dụng để dò mùi của nhiều loại phô mai hoặc phát hiện táo hoặc chuối bị hỏng. Còn thị giác máy tính có thể phân biệt các mẫu hình ảnh, ví dụ phát hiện bánh quy bị vỡ.

Nhóm nghiên cứu đã kết hợp hai kỹ thuật này để theo dõi độ chín một cách chính xác trong điều kiện không tiếp xúc trực tiếp với miếng thịt. Họ chọn thịt gà, một trong những loại thực phẩm phổ biến nhất, rồi tiến hành nướng một lượng lớn thịt ức gà để “huấn luyện” máy móc đánh giá và dự đoán độ chín của miếng thịt nưóng. Trong nghiên cứu, “mũi điện tử” được thiết kế với tám cảm biến: dò khói, cồn, CO, và các hợp phần khác, nhiệt độ, độ ẩm rồi đặt nó vào trong hệ thống hút khói của bếp. Đồng thời thuật toán thị giác máy tính được sử dụng để tìm mối liên hệ giữa các bức ảnh chụp các miếng gà nướng. Dựa trên dữ liệu mùi vị và hình ảnh thu được, máy móc sẽ xác định độ chín của từng miếng thịt gà nướng theo thời gian thực.

Để xác định những thay đổi về mùi vị trong các giai đoạn của quá trình nướng gà, các nhà khoa học đã sử dụng phương pháp phân tích nhiệt trọng trường (Thermal Gravimetric Analysis) để theo dõi số lượng hạt vật chất bay hơi trong quá trình nướng mà mũi điện tử có thể phát hiện; và phương pháp phân tích vi sai chuyển động (Dif-ferential Mobility Analysis) để đo đạc kích thước và phổ khối lượng của các hạt vật chất bay hơi.

Nhưng có lẽ phần quan trọng nhất của thí nghiệm này là sự tham gia của 16 nghiên cứu sinh và nhà nghiên cứu. Họ sẽ kiểm tra độ mềm, độ thơm ngon, độ đậm đà của hương vị, độ đẹp mắt và độ chín của từng miếng ức gà nướng rồi đánh giá trên thang điểm 10. Sau đó các nhà nghiên cứu sẽ tiến hành so sánh dữ liệu thu được với đánh giá của máy tính.

Các nhà nghiên cứu đã nướng thịt bên ngoài phòng thí nghiệm và sử dụng căng tin của Skoltech để làm địa điểm thí nghiệm. “Do diễn ra trong đại dịch COVID-19, chúng tôi phải đeo khẩu trang và thực hiện các thí nghiệm với từng nhóm nhỏ. Đó là một trải nghiêm rất lạ. Người tham gia phải tuân theo một quy trình nếm thức ăn do nhóm nghiên cứu đặt ra. Chúng tôi đã nướng nhiều mẫu, đánh số và cho tình nguyện viên nếm thử trong điều kiện bị bịt mắt. Đó là một trải nghiệm thú vị đối với các nhà khoa học vật liệu, vốn thường làm việc với dữ liệu từ các công cụ phân tích phức tạp. Tuy nhiên, các mô thịt gà cũng là một loại vật liệu mà.”, Fedorov nói.

Nhóm nghiên cứu cho biết hệ thống của họ có khả năng nhận diện rất tốt thịt gà nướng chưa chín, vừa tới hoặc quá lửa. Do đó nó hoàn toàn có thể được dùng để kiểm soát chất lượng trong bếp ăn. Họ cũng lưu ý là việc sử dụng các kỹ thuật này trên những phần thịt gà khác, ví dụ như cánh hoặc đùi – hoặc cho những phương pháp chế biến khác, thì “mũi điện tử” và “mắt điện tử” có thể phải được huấn luyện trên dữ liệu mới.

Các nhà nghiên cứu đang lập kế hoạch kiểm tra các cảm biến của mình trong môi trường bếp nhà hàng. Một ứng dụng tiềm năng của nó có thể là “đánh hơi” mùi thịt hỏng ngay ở giai đoạn đầu khi mũi người chưa thể nhận ra sự thay đổi của mùi vị. “Chúng tôi tin hệ thống này có thể tích hợp với bếp ăn công nghiệp và thậm chí là bếp gia đình như một công cụ hỗ trợ và tư vấn về độ chín và mùi vị của miếng thịt, khi không thể trực tiếp đo nhiệt độ hoặc đo nhiệt độ không hiệu quả”, Fedorov nói.