Các nhà khoa học Mỹ vừa tạo được robot sống (living robot) đầu tiên trên thế giới. Chúng có thể tự sinh sản bằng cách sao chép…
Xenobot
Các nhà khoa học Mỹ tạo ra robot sống đầu tiên cho biết, các dạng sống này, được gọi là xenobot, hiện có thể tự sinh sản theo cách chưa từng thấy ở thực vật và động vật! Được tạo thành từ các tế bào gốc của loài ếch có móng vuốt ở châu Phi (Xenopus laevis) và đặt tên theo nó, xenobot nhìn giống các đốm màu nhỏ có chiều rộng chưa đến một mm (0.04 inch) được công bố lần đầu tiên vào năm 2021 sau khi các thí nghiệm cho thấy chúng có thể di chuyển, làm việc cùng nhau theo nhóm và tự chữa lành (self-heal).
Ngày 30 Tháng Mười Một, các nhà khoa học tham gia phát triển xenobot tại Đại học Vermont, Đại học Tufts và Viện Kỹ thuật lấy cảm hứng Sinh học (Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering) thuộc Đại học Harvard cho biết, họ đã phát triển được “một hình thức sinh sản hoàn toàn mới, khác với bất kỳ động vật hoặc thực vật nào đã từng biết đến trên Trái đất”. Ông Michael Levin, Giáo sư sinh học và Giám đốc Trung tâm khám phá Allen (Allen Discovery Center) tại Đại học Tufts, đồng tác giả của nghiên cứu, nói: “Tôi vô cùng kinh ngạc trước thông tin này. Ếch sinh sản theo cách riêng của chúng, nhưng khi bạn… giải phóng (các tế bào) khỏi phần còn lại của phôi thai và cho chúng cơ hội tự tìm ra cách tồn tại trong một môi trường mới thì chúng không chỉ ‘nghĩ’ ra cách mới để di chuyển mà còn tìm được cách mới để sinh sản! Đó là, các xenobot bố mẹ hình chữ C sẽ thu gom và nén các tế bào gốc rời rạc lại với nhau thành một đống (file) rồi để yên đấy cho chúng tự “chín” thành con cái!
Robot hay sinh vật?
Tế bào gốc (stem cell) là những tế bào có khả năng phát triển thành nhiều loại tế bào khác nhau. Để tạo ra xenobot, các nhà nghiên cứu đã “cạo” (scrape) các tế bào gốc sống khỏi phôi ếch và để chúng tự “ấp” (incubate). “Không có bất cứ can thiệp nào đến gen” – Josh Bongard, Giáo sư khoa học máy tính-người máy và là tác giả chính của nghiên cứu nhận định – “Hầu hết chúng ta khi nói đến robot là nghĩ ngay đến những cỗ máy tự hành được làm bằng kim loại và gốm sứ. Nhưng robot chế tạo bằng gì không quan trọng mà là những gì nó tự làm được thay cho con người. Nghĩ theo cách đó, robot cũng có thể là một thể sống (organism) được tạo ra từ tế bào ếch chưa biến đổi gen”.
Bongard cho biết nhóm nghiên cứu của ông rất kinh ngạc khi phát hiện ra các xenobot (với hình dáng ban đầu hình cầu được tạo ra từ khoảng 3,000 tế bào) còn có khả năng sao chép! “Nhưng khả năng này hiếm khi xảy ra và chỉ trong những trường hợp cụ thể – Bongard nói – Xenobot đã sử dụng phương pháp ‘sao chép động học’ (kinetic replication), một quá trình xảy ra ở cấp độ phân tử nhưng chưa bao giờ thấy xảy ra ở cấp độ toàn bộ tế bào hoặc thể sống”.
Với trợ giúp của trí tuệ nhân tạo (AI), các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm hàng tỷ hình dạng (shape) xenobot để tăng hiệu quả tái tạo. Cuối cùng siêu máy tính đưa ra giải pháp xenobot có hình chữ C giống Pac-Man trong trò chơi điện tử thịnh hành vào thập niên 1980 là ưu việt nhất. Chúng có thể dễ dàng tìm thấy các tế bào gốc cực nhỏ trong một đĩa petri rồi hút hàng trăm tế bào này vào bên trong miệng của nó; và vài ngày sau, những bó tế bào sẽ cho ra các xenobot mới. Bongard nhận định: “AI đã không lập trình robot sống theo cách chúng ta thường nghĩ về việc viết mã (code). Nó định hình, điêu khắc và tạo ra hình dạng Pac-Man này. Xét về bản chất, hình dạng chính là chương trình (program), hình dạng ảnh hưởng đến cách các xenobot hoạt động để khuếch đại quá trình sao chép một cách vô cùng thú vị”.
Tương lai của xenorobot
Xenobot là công nghệ còn rất sơ khai (giống như chiếc máy tính cồng kềnh đầu tiên của thập niên 1940) và chưa có bất kỳ ứng dụng thực tế nào. Tuy nhiên, theo các nhà nghiên cứu, sự kết hợp giữa sinh học phân tử (molecular biology) và AI có thể thực hiện một loạt nhiệm vụ bên trong cơ thể và ngoài môi trường, gồm cả việc như thu thập rác vi nhựa trong đại dương, kiểm tra hệ thống rễ cây và thuốc tái tạo (regenerative medicine). Dù việc phổ biến công nghệ sinh học tự tái tạo có thể gây lo ngại, các nhà nghiên cứu tin rằng những robot sống được cô lập hoàn toàn trong phòng thí nghiệm và dễ dàng bị “dập tắt” (vô hiệu hóa) bằng phân hủy sinh học sẽ không gây tác hại.
Robot sống cũng được đặt dưới sự quản lý chặt chẽ của các chuyên gia đạo đức sinh học. Nghiên cứu trên được tài trợ một phần bởi Cơ quan các dự án nghiên cứu cấp tiến Quốc phòng (Defense Advanced Research Projects Agency-DARPA), một cơ quan liên bang giám sát sự phát triển của các công nghệ dùng cho quân sự. Bongard nói: “Phát hiện mới là minh chứng cho thấy có rất nhiều điều có thể thực hiện được nếu chúng ta tận dụng tốt tính dẻo dai và khả năng giải quyết vấn đề của tế bào”. Nghiên cứu mới đã được công bố trên tạp chí khoa học PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America) vào ngày 29 Tháng Mười Một 2021.
