Người đặt nền móng cho truyền thông thế hệ mới

Xuất phát muộn

TS. Vũ Thái Học vừa lọt Top 20 Giải thưởng Khoa học công nghệ Quả Cầu Vàng 2025. Nhìn lại hành trình đến với con đường nghiên cứu khoa học, anh gọi đó là hành trình “đi lên từ con số gần như 0” bằng niềm đam mê, kiên trì, bền bỉ.

Khi bắt đầu nuôi ý định du học, hồ sơ khoa học của anh khiêm tốn đến mức khó tin: điểm trung bình (GPA) 6,9/10 (tương đương 2,94/4), chưa từng có công bố khoa học, thậm chí chưa có cả chứng chỉ ngoại ngữ quốc tế. “Tôi đến với khoa học khá trễ, không có sự chuẩn bị kỹ lưỡng về kiến thức chuyên ngành lẫn ngoại ngữ”, anh kể.

TS. Vũ Thái Học trình bày báo cáo khoa học tại hội nghị quốc tế lần thứ 10 về điện tử và truyền thông năm 2024.

Cơ hội đầu tiên mở ra khi Học được làm việc trong phòng thí nghiệm của GS. Võ Nguyễn Quốc Bảo - một chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực viễn thông tại Việt Nam. Một năm vừa làm việc ở doanh nghiệp, vừa “làm lính mới” trong phòng thí nghiệm, Học dành mọi thời gian trống để bù lấp khoảng trống ngoại ngữ, theo học các lớp TOEIC và IELTS. Sau 1 năm tăng tốc học ngoại ngữ, anh thi đạt chứng chỉ TOEIC 600, vừa đủ tiêu chuẩn nộp hồ sơ học bổng giáo sư Hàn Quốc.

Nhờ sự giới thiệu tận tâm của GS. Bảo đã đưa Học đến với GS. Sunghwan Kim (Đại học Ulsan, Hàn Quốc). Vượt qua hai vòng phỏng vấn, anh được nhận học bổng làm nghiên cứu sinh, với chương trình thạc sĩ kết hợp tiến sĩ tại Đại Học Ulsan trong 5 năm (từ tháng 3/2020-2/2025). “Đó là tấm vé đầu tiên trên hành trình chinh phục nghiên cứu khoa học, nhưng phía sau là vô vàn thử thách khác”, Học nhớ lại.

Rào cản ngoại ngữ và kiến thức chuyên sâu nhanh chóng bộc lộ trong năm đầu nghiên cứu của Học tại “xứ sở kim chi”. Không chỉ thiếu vốn từ học thuật, anh còn gặp khó trong giao tiếp hằng ngày, đặc biệt là sự khác biệt ngữ điệu giữa tiếng Anh-Hàn và Anh-Anh/Mỹ. Việc xác định hướng nghiên cứu cũng đầy trắc trở. Giáo sư hướng dẫn chủ trương để nghiên cứu sinh tự do chọn đề tài theo đam mê - điều lý tưởng với người có nền tảng vững chắc, nhưng với một người “chậm chân” như Học, đây lại là thách thức khổng lồ.

Anh đã tìm đến cộng đồng nghiên cứu sinh Việt tại Hàn Quốc, trong đó có TS. Phạm Quốc Việt - Quả Cầu Vàng 2021 để học hỏi và trao đổi. Với phương châm “cần cù bù thông minh”, Học tự đặt mình vào guồng làm việc cường độ cao, mỗi ngày bắt đầu từ 9 giờ sáng và thường kết thúc sau 1-2 giờ đêm, có hôm kéo dài tới 6-7 giờ sáng hôm sau khi thực hiện các thử nghiệm mô phỏng và tái lập kết quả. “Đọc tài liệu - thử nghiệm - sửa sai” trở thành nhịp điệu quen thuộc suốt 5 năm của chàng trai trẻ Nguyễn Thái Học tại phòng thí nghiệm của Đại học Ulsan.

Bằng sự nỗ lực bền bỉ đó, chỉ trong 6 tháng, anh đã có công trình nghiên cứu đầu tiên “Phân tích hiệu suất mạng IoT NOMA hỗ trợ trao đổi năng lượng không dây thông qua nguồn beacon” được chấp nhận đăng trên IEEE Internet of Things Journal - tạp chí có chỉ số ảnh hưởng rất cao 9,9, sau 2 vòng phản biện kéo dài 5 tháng. Đó là bước ngoặt quan trọng, mở cánh cửa cho chuỗi nghiên cứu mang tính đột phá sau này của anh.

Ðặt nền móng cho truyền thông siêu tin cậy, siêu tốc

TS. Vũ Thái Học (thứ 2, từ trái qua) nhận giải bài báo khoa học xuất sắc tại hội nghị quốc tế lần thứ 10 về điện tử và truyền thông năm 2024, tại TP Đà Nẵng.

Các công trình của TS. Vũ Thái Học tập trung vào ba mũi nhọn công nghệ: NOMA (đa truy nhập không trực giao), IRS (bề mặt phản xạ thông minh) và IoT (Internet vạn vật). Đây chính là những nền tảng kỹ thuật của các mạng 5G, 6G tương lai - nơi hàng tỷ thiết bị kết nối đòi hỏi băng thông khổng lồ, độ trễ cực thấp và độ tin cậy gần như tuyệt đối.

Công trình nghiên cứu hệ thống đa truy cập gói ngắn dựa trên bề mặt phản xạ thông minh được giới khoa học đánh giá cao và nhiều tạp chí khoa học quốc tế uy tín trích dẫn. Ở cấp độ lý thuyết, Học đã giải một trong những bài toán gai góc nhất là làm thế nào để cùng lúc thỏa mãn ba tiêu chí tưởng chừng mâu thuẫn - độ trễ siêu thấp (dưới 1 mili giây), độ tin cậy gần như tuyệt đối (99,9999%) và khả năng phục vụ đồng thời hàng loạt thiết bị.

Trước đây, các nghiên cứu về NOMA và truyền gói tin ngắn mới chỉ dừng lại ở việc giảm độ trễ và tăng khả năng đa người dùng, trong khi yếu tố độ tin cậy vẫn chưa được thỏa mãn, vì tín hiệu vô tuyến chịu tác động của nhiễu, fading và suy hao khoảng cách. Anh đã đề xuất một mô hình đột phá lần đầu tiên kết hợp thành công ba trụ cột công nghệ trong một khuôn khổ thống nhất: truyền gói tin ngắn (short-packet), đa truy cập không trực giao (NOMA) và bề mặt phản xạ thông minh (IRS).

“Nếu như gói tin ngắn giúp giảm tối đa độ trễ truyền dẫn và NOMA cho phép phục vụ nhiều người dùng cùng lúc trên một kênh tần số thì IRS chính là chìa khóa để giải quyết bài toán nan đề về độ tin cậy”, TS. Học giải thích.

Kết quả công trình nghiên cứu không chỉ mang giá trị mô hình hóa, mà còn tạo nên nền tảng lý thuyết sơ khai cho hàng loạt ứng dụng thực tế: từ xe tự hành, nhà máy thông minh đến mạng UAV cứu hộ hay y tế từ xa. Trong môi trường cần truyền thông tin trong vài phần nghìn giây nhưng độ chính xác gần như tuyệt đối, mô hình này cung cấp “bản thiết kế” tối ưu mà giới khoa học quốc tế nhanh chóng chú ý và trích dẫn rộng rãi.

Ðột phá mở lối cho 5G, 6G và IoT

Đóng góp của TS. Vũ Thái Học không dừng ở lý thuyết. Những ý tưởng anh đưa ra đã mở đường cho các triển khai thực tế trong mạng 5G hiện tại và mạng 6G tương lai. Trong nhà máy thông minh, IRS có thể gắn trên tường, trần để điều khiển đường truyền, giảm nhiễu và tăng cường tín hiệu cho hàng trăm cảm biến IoT. NOMA cho phép các cảm biến này truyền dữ liệu đồng thời trên cùng tài nguyên, còn short-packet giúp gửi các gói dữ liệu nhỏ với độ trễ cực thấp -yếu tố sống còn trong các hệ thống điều khiển sản xuất tự động.

Trong giao thông thông minh, IRS có thể đặt trên cột đèn hoặc nóc tòa nhà để phản xạ tín hiệu cho các xe tự hành bị khuất sóng; NOMA giúp hàng chục phương tiện chia sẻ kênh liên lạc; short-packet truyền thông điệp an toàn chỉ trong vài mili giây. Các kịch bản tương tự mở ra trong mạng UAV phục vụ giám sát, cứu hộ, y tế từ xa, thậm chí cả trong các nền tảng thực tế ảo (VR/AR) và metaverse di động - nơi yêu cầu độ trễ gần bằng không và độ tin cậy tuyệt đối. Chính vì vậy, các bài báo của Học nhanh chóng trở thành tài liệu tham khảo quan trọng cho nhiều nhóm nghiên cứu quốc tế, đóng góp nền tảng cho quá trình hiện thực hóa các mạng truyền thông bền vững, thông minh, tiết kiệm năng lượng trong kỷ nguyên kết nối vạn vật.

TS. Vũ Thái Học chia sẻ, anh sẽ mở rộng hướng nghiên cứu của mình theo các lớp ứng dụng cao cấp hơn, như kết hợp kiến thức lớp vật lý với học máy và điều khiển trong quản lý hệ thống viễn thông cộng sinh; nghiên cứu công nghệ tiền lượng tử trong bảo mật và mã hóa ẩn thông tin không dây - ứng dụng tiềm năng cho các giao dịch số hóa như NFC. Anh cũng chủ động kết nối và hợp tác với nhiều nhóm nghiên cứu uy tín hàng đầu thế giới từ các quốc gia như Hoa Kỳ, Canada, Hàn Quốc, Ả Rập Xê-út…

“Để làm khoa học nghiêm túc, cần vừa củng cố nền tảng kiến thức vững chắc, vừa hợp tác có chọn lọc và hiệu quả. Quan trọng nhất là phải luôn cập nhật xu hướng, đọc nhiều, quan sát nhiều để không bị tụt hậu,” Học chia sẻ thêm.

Lưu Trinh