Tân SinhTrang chủ
Các robot đang dần trở nên thông minh hơn, tuy nhiên, con người vẫn hiểu rằng những thực thể này không thực sự “sống” dưới bất kỳ hình thức nào. Nhưng nay ranh giới đó đang bắt đầu bị xóa mờ. Cụ thể, các nhà nghiên cứu tại Đại học Vermont (Hoa Kỳ) và Trung tâm Khám phá Allen tại Đại học Tufts (Hoa Kỳ) đã tạo ra robot từ tế bào ếch với các hành vi có thể lập trình được. Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Kỷ yếu Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ (PNAS)
Các robot sinh học này có độ dài khoảng 1 mm. Theo đó, nhóm nghiên cứu đã lấy tế bào gốc của ếch để tạo ra các dạng sống có thể lập trình được và gọi chúng là xenobot (đặt theo tên Xenopus laevis – loài ếch có vuốt châu Phi). Các thử nghiệm cho thấy những dạng sống này sẽ bơi qua lại trong môi trường của mình trong nhiều ngày hoặc nhiều tuần mỗi lần, hoạt động bằng năng lượng phôi dự trữ. Trong một nhóm, chúng có xu hướng bơi theo vòng quanh và thậm chí có thể đẩy các viên tròn vào phần không gian chính giữa.
Các xenobot được làm từ tế bào da ếch (màu xanh lá cây) và tế bào tim (màu đỏ). Bên trái là bản thiết kế máy tính và bên phải là dạng sống. (Ảnh: Sam Kriegman/ UVM)
Mô tả trên nghe có vẻ không ấn tượng lắm, nhưng nhóm nghiên cứu cho biết kỹ thuật này là bằng chứng cho thấy có thể tạo các máy móc “sống” có thể lập trình lại. Chúng có thể được thiết kế tùy chỉnh để làm nhiều thứ, chẳng hạn như làm sạch môi trường và thậm chí cả đi vào bên trong cơ thể con người.
“Chúng ta có thể hình dung ra nhiều ứng dụng hữu ích của những robot sống mà các loại máy móc khác không thể làm được, như tìm kiếm những hợp chất độc hại và ô nhiễm phóng xạ, thu thập các hạt vi nhựa trong đại dương,” Michael Levin, nhà khoa học đồng nghiên cứu dự án cho biết.
Trước khi mẫu robot “sống” này trở thành hiện thực, các xenobot này đầu tiên được thiết kế bằng cụm siêu máy tính Deep Green. Một “thuật toán đột phá” đã cho ra hàng ngàn thiết kế khả thi cho những robot sống và sau đó chạy các mô phỏng nhằm xác định cấu hình tốt nhất để có thể hoàn thành một nhiệm vụ cho trước. Trải qua nhiều thế hệ, các thiết kế thành công đã được tinh chỉnh cho đến khi máy tính dừng lại ở hình dạng hiện tại của xenobot.
Ảnh động cho thấy hướng đi được lập trình của xenobot (trên cùng) và chuyển động thực tế của nó (bên dưới) (Ảnh: Sam Kriegman/ UVM)
Các mẫu thiết kế do thuật toán tạo ra, và bên dưới là robot thật ghép từ tế bào ếch (Ảnh: Sam Kriegman/UVM)
Các xenobot có thể làm việc vùng nhau, bằng chứng là các vệt chúng để lại trong chất lỏng (Ảnh: Sam Kriegman/UVM)
Tiếp đến, các nhà nghiên cứu tiến hành lắp ráp những thành phần sống theo bản thiết kế máy tính. Họ lấy các tế bào gốc của ếch, tách chúng ra và ấp chúng, sau đó cắt và nối những thực thể này dưới kính hiển vi. Bởi đây là những dạng sống, nên những tế bào có thể tự liên kết với nhau để tạo ra các xenobot.
Nhóm nghiên cứu cũng thử nghiệm các phiên bản khác. Một số xenobot đã được thiết kế với một lỗ thông ở giữa nhằm giảm lực cản. Phần lỗ này có thể được dùng như một cái túi đựng đồ vật nhằm vận chuyển đi các nơi, ví như chứa thuốc để đưa vào cơ thể người trong tương lai.
Một lợi thế khác là những “hệ thống sống” này có thể tự phục hồi. Nhóm nghiên cứu đã tiến hành kiểm chứng điều này bằng cách cắt một số xenobot ra gần như làm đôi. Kết quả là, chúng đã tự liền và hoạt động trở lại. Sau khi hoàn thành nhiệm vụ được giao, các xenobot sẽ phân hủy hoàn toàn và trở thành những tế bào chết vô hại.
Những xenobot này mở ra một giai đoạn mới trong việc lập trình dạng sống nhân tạo. Các nhà khoa học đã thiết kế và tạo ra: vi khuẩn tổng hợp, các sinh vật bán tổng hợp (bổ sung cặp bazơ DNA), phôi nhân tạo không đòi hỏi tinh trùng và trứng, robot được tạo ra từ tế bào của chuột hoặc sên biển.
Đây là lần đầu tiên mà các cỗ máy sinh học hoàn toàn mới được chế tạo nhờ sử dụng các dạng thức chưa từng xuất hiện trong tự nhiên. Tuy nhiên, các nhà khoa học cũng lo lắng rằng trong tương lai nếu các xenobot trở nên phức tạp và khó kiểm soát hơn, chúng sẽ có các hành vi nguy hiểm, từ đó có thể dẫn đến những hậu quả khôn lường.
