Nhắc tới cái tên Leonardo Da Vinci, điều đầu tiên chúng ta nghĩ tới đó là bức họa Mona Lisa với nụ cười bí ẩn. Tuy nhiên, trong sự nghiệp của mình, thiên tài người Ý còn là chủ nhân của rất nhiều phát minh và ý tưởng đi trước thời đại và không ít trong số đó đang được chúng ta sử dụng rộng rãi.
Leonardo da Vinci là một trong những nghệ thuật gia nổi tiếng nhất của lịch sử nhân loại. Ngoài danh hoạ nổi tiếng, ông cũng là một nhà phát minh thiên tài trong các lĩnh vực xây dựng dân dụng, hóa học, thủy động lực học, quang học, cơ khí, thuốc pháo, giải phẫu học và vật lý.
Ông đã hình dung và đưa ra rất nhiều ý tưởng thú vị và táo bạo về khoa học trong suốt thời đại ông sinh sống, rất lâu trước khi khoa học kỹ thuật nhân loại phát triển đến trình độ đó. Do đó, nhiều ý tưởng của ông không trở thành hiện thực vì tầm ảnh hưởng của các ý tưởng táo bạo này vẫn còn rất hạn chế. Nếu được chế tạo vào thời đó, chúng có thể tạo nên một cuộc cách mạng thay đổi lịch sử công nghệ của loài người.
Nghệ thuật gia, nhà phát minh thiên tài Leonardo da Vinci. (Ảnh: Open Culture)
1. Robot
Thế kỷ XXI là thời đại của công nghệ hóa, là thế kỷ của robot. Ngắm nhìn những robot hiện đại có thể thực hiện những công việc tương tự con người hoặc thay thế con người làm các công việc mà con người không thể chạm đến, chúng ta không khỏi tự hào về những gì mình về bước phát triển thần kỳ của nhân loại.
Ghi chép của Leonardo về hoạt động cơ bắp và các khớp xương. (Ảnh: cb edizioni)
Nhưng ít ai nghĩ rằng ý tưởng về những robot như thế được Leonardo Da Vinci thực hiện từ gần 600 năm về trước. Da Vinci bị hấp dẫn bởi các giải phẫu về cơ thể con người, chính vì thế ông đã dành nhiều thời gian nghiên cứu những thi thể để tìm hiểu xem thực chất cơ thể con người hoạt động như thế nào. Sau khi nghiên cứu và nắm rõ quá trình vận hành các bó cơ và khớp xương của người, ông kết luận rằng hoàn toàn vận dụng được điều ấy vào các cỗ máy.
Người ta cho rằng phiên bản người máy này đã được chế tạo vào khoảng năm 1495 trong trang phục áo giáp thời Trung cổ Đức-Ý và được trưng bày trong một buổi lễ kỷ niệm do Công tước Ludovico tổ chức. Tuy nhiên, mãi đến tận những năm của thập niên 1950, những bản phác hoạ robot của Leonardo mới được tìm thấy.
Các hiệp sĩ robot của Leonardo có thể đứng, ngồi, nâng tấm giáp mặt lên, đóng mở miệng và tự vận động các cánh tay. Toàn bộ hệ thống tự động được vận hành bởi một chuỗi các ròng rọc, dây cáp, bánh răng bên trong và các động cơ tay quay.
Thiết kế ròng rọc là nền tảng cho sự vận hành của robot Da Vinci. (Ảnh: bowman.biz)
Năm 2002, chuyên gia nghiên cứu người máy Mark Rosheim đã chế tạo thành công một mô hình người máy của Leonardo da Vinci. Và người máy này hoàn toàn có đầy đủ chức năng đúng như những gì Leonardo đã dự kiến.
Mô hình một người máy dựa vào các bản vẽ của Leonardo da Vinci. (Ảnh: Steemkr)
2. Bộ đồ lặn
Sống trong thời Trung cổ, những cuộc chiến giữa các vùng đất của lãnh chúa là điều chẳng mấy xa lạ với Leonardo Da Vinci. Bản thân rất ghét chiến tranh nên ông đã cố gắng chế tạo ra những cỗ máy chiến đấu hay quân trang để đánh bại quân thù nhằm bảo vệ quê hương.
Bản thiết kế bộ đồ lặn của Da Vinci. (Ảnh: Pinterest)
Khi đang làm việc tại Venice, Leonardo đã tạo ra một bản thiết kế cho bộ đồ lặn nguyên thủy, chuyên dùng để tiêu diệt tàu địch tiến vào vùng nước thành Venice. Bộ đồ lặn của ông có cấu tạo từ da heo kết hợp với dầu cá để chống nước. Phần mũ chụp đầu được trang bị kính bảo hộ gắn liền bên trong cùng với một ống thở được gắn vào phía sau, ống thở này thực chất là một ống tre có các mối nối bằng da heo, nối liền với một chiếc phao làm từ nút chai và mẩu gỗ.
Dựa trên bản thiết kế này, một bản sao của bộ đồ lặn này đã được tái hiện lại. Sau khi được đưa vào thử nghiệm, các thợ lặn phát hiện ra bộ phận chiếc phao chứa các nút chai đóng vai trò như một buồng khí nén khi ở dưới nước. Đây cũng được coi là cơ sở để chế tạo các bộ đồ lặn hiện đại ngày nay.
Mô hình dựng theo bộ đồ lặn của da Vinci. (Ảnh: PianetabluNews)
Đến tận gần 500 năm sau, nhà sáng chế nổi tiếng Jacques Cousteau và kỹ sư Emile Gagnan mới phát minh ra bộ đồ lặn hiện đại.
3. Xe bọc thép
Nhiều phát minh của Leonardo da Vinci xoay quanh vũ khí và cỗ máy chiến tranh rất có thể là do ông đã nhận được tài trở từ Công tước Ludovico, thủ lĩnh lực lượng phòng vệ thành Milan chống quân xâm lược Pháp. Một trong những thiết kế nổi bật đó là xe bọc thép.
Dựa theo tác phẩm “Những phát minh của Da Vinci”, mẫu thiết kế xe bọc thép được dựng lên với một số khẩu thần công (đại bác) hạng nhẹ, sắp xếp trên một bệ máy hình tròn được trang bị các bánh xe, từ đó nâng tầm bắn lên 3600.
Mô hình xe bọc thép của Leonardo Da Vinci. (Ảnh: Epoch Times)
Bên ngoài xe trang bị lớp bảo vệ lớn (giống như mai rùa) được gia cố bởi các tấm kim loại có độ nghiêng để đánh chệch hoả lực đối phương. Ngoài ra, một tháp quan sát được đặt trên đỉnh của xe để phối hợp việc khai hoả các khẩu thần công và điều khiển chiếc xe. Trên lý thuyết, việc vận hành của chiếc xe bọc thép này cần tới 8 người bên trong, liên tục dùng sức để quay các bánh xe.
Có thể coi thiết kế này là tiền thân của lực lượng xe tăng và xe bọc thép ngày nay.
4. Súng máy
Một phát minh quân sự khác của Leonardo là khẩu súng liên thanh 33 nòng, được tạo ra để khắc phục vấn đề về thời gian lên nòng quá lâu của các khẩu pháo. Ý tưởng của ông là xếp 33 nòng súng thành 3 hàng, mỗi hàng 11 nòng. Tất cả các nòng súng được kết nối với một bệ xoay vòng, do vậy các khẩu súng của Leonardo có thể vừa được nạp đạn vừa khai hoả liên tiếp giữa các hàng, từ đó khắc phục được sự chậm trễ của việc lên đạn.
Bản phác thảo ý tưởng súng liên thanh của Leonardo. (Ảnh: CJR Fine Arts & Frame)
5. Máy bay (tàu lượn)
Một trong những phát minh nổi tiếng nhất của Leonardo là bản thiết kế về một cỗ máy có khả năng bay. Trên thực tế, ông đã phác thảo rất nhiều mô hình khác nhau của cỗ máy này dựa trên đặc tính và cấu tạo của các loài động vật như chim, dơi hay diều hâu.
Bản thảo của Leonardo da Vinci miêu tả một trong những cỗ máy bay trong trí tưởng tượng của ông. (Ảnh: History of Aviation)
Một trong số các mô hình của Leonardo có cấu tạo gồm khung gỗ và sải cánh có chiều dài rộng hơn 10 mét. Các ‘sải cánh’ này được bao bọc các chất liệu lụa tốt để tạo ra lớp màng nhẹ, mỏng nhưng vững chắc, giống như cánh của một con dơi. Cỗ máy được thiết kế phù hợp cho một người điều khiển nằm úp mặt xuống trên một tấm ván ở giữa.
Để vận hành, người phi công sẽ tác dụng lực lên một bàn đạp kết nối với hệ thống tay đòn và ròng rọc khiến hai cánh vỗ lên xuống. Đồng thời, lấy nguồn cảm hứng từ thiên nhiên, bộ cánh mà Leonardo thiết kế có thể xoay khi “vỗ”.
(Ảnh: El Tamiz)
Có một truyền thuyết kể rằng Leonardo đã thử nghiệm cỗ máy này với một người học trò của ông và kết quả là người này đã bị ngã gãy chân. Tuy nhiên, không có bằng chứng cho thấy cuộc thử nghiệm này đã được tiến hành. Các chuyên gia ngày nay đã kết luận rằng: “Cỗ máy của Leonardo có thể bay trong điều kiện được thả trong không trung nhưng một người bình thường không thể tạo ra đủ lực để đưa thiết bị này rời khỏi mặt đất, dựa theo nguyên tắc vận hành mà ông cài đặt cho cỗ máy.”
Tuy nhiên, đây có thể coi là bước đi đầu tiên cho việc ra đời ngành hàng không vào 400 năm sau, anh em nhà Wrights (Wilbur và Orville) thực hiện thành công cuộc thử nghiệm đầu tiên trên chiếc máy bay được vận hành bằng động cơ năm 1903.
6. Máy bay trực thăng
Sẽ là sai sót lớn nếu không đề cập đến thiết kế máy bay trực thăng trong cuốn sổ tay của Da Vinci. Nguyên lý hoạt động của chiếc máy này về cơ bản giống như một chiếc chong chóng khổng lồ với cánh quạt làm từ vải lanh.
Bản phác thảo cấu tạo thiết kế máy bay trực thăng của Da Vinci. (Ảnh: linkedin.com)
Được vận hành bởi 4 người đàn ông khỏe mạnh, khi chúng quay đủ nhanh, nó sẽ tạo ra một phản lực nâng chiếc máy bay lên cũng như những lực giúp máy bay và trực thăng có thể bay trong không trung. Ý tưởng thiết kế này của ông xuất phát từ việc quan sát những quả thông bay lơ lửng khi rụng xuống đất.
Bản thiết kế mô hình máy bay trực thăng của Da Vinci. (Ảnh: bkcs.online)
Đây thực sự là ý tưởng tuyệt vời của thiên tài người Ý nhưng theo đánh giá của các nhà chuyên môn thì cỗ máy này khó mà bay lên được vì chưa được tính toán chính xác.
7. Thành phố tương lai
Khi dịch hạch càn quét qua châu Âu trong những năm 1400, Da Vinci lúc đó đang sinh sống ơt Milan, Ý đã thiết kế ra một mô hình táo bạo: “Một thành phố vô trùng và có thể sinh sống được”. Tuy nhiên, ý tưởng đi trước thời đại này của ông không được tiếp nhận vì nó không hiện thực.
(Ảnh: Pinterest)
8. Cây cầu di động
Da Vinci cho rằng một cây cầu di động có thể quay được và nó sẽ là phương tiện hữu ích trong chiến tranh. Cây cầu được làm từ vật liệu cứng nhưng nhẹ, gắn với hệ thống dây và ròng rọc, cho phép một đội quân di chuyển qua và nhấc nó lên khi cần thiết.
(Ảnh: thinglink.com)
Da Vinci thật sự là một nhà khoa học khác thường vào thời đó, khi ông tích hợp những lý luận nghệ thuật vào trong các lý thuyết và giả thuyết của mình, ông đã tạo ra cách tiếp cận độc đáo và toàn diện trong công cuộc tìm hiểu thế giới tự nhiên.
Nguồn: ĐKN