Hoàng Xuân Phương -
Người ta sẽ không dừng lại ở việc sử dụng côn trùng như những con bướm đêm để lái robot đi tìm mùi hương, mà sẽ còn đi xa hơn với việc dùng vi khuẩn để điều khiển robot phục vụ các mục tiêu phát triển nông nghiệp, chăm sóc sức khỏe.
“Xe robot” đang được “lái” bởi một con bướm đêm.
Cuộc thử nghiệm sử dụng bướm đêm để lái robot lần đầu tiên được thực hiện năm 2013 bởi một nhóm nghiên cứu tại Đại học Tokyo, và nay công nghệ robot sinh học này đang trở thành một cuộc chạy đua mới, cả về sử dụng các loài sinh vật khác nhau và áp dụng các phương cách cùng nhắm đến các mục tiêu khác nhau.
Công bố lần đầu trên tờ Journal of Visualized Experiments, nhóm nghiên cứu tại Đại học Tokyo do tiến sĩ Noriyasu Ando dẫn đầu cho biết đã dùng một con bướm đực để điều khiển “một chiếc ô tô” thiết kế đặc biệt dành riêng cho nó, hướng đến nơi phát ra mùi hương thử nghiệm, là một chất tiết ra từ con bướm cái khác. Phương tiện hay chiếc xe robot rất nhỏ này được chế tạo để con bướm đực đứng trong một buồng lái riêng, có cấu tạo như một bộ phận xoay đồng bộ với hướng và đường di chuyển của xe, đồng thời còn có hai ống thu nhận khí và mùi hương từ ngoài vào.
Sử dụng những râu cảm biến của mình, cá thể bướm đực đã có thể xác định vị trí nơi phát ra mùi hương và bắt đầu bước đến mục tiêu đó. Bộ phận nhận biết chuyển động bên trong robot sẽ chuyển đổi tác động của chân hay cánh con bướm thành chuyển động của chính con robot, và qua đó tiến đến mục tiêu.
Để thực hiện thí nghiệm, hàng chục con bướm đêm (Bombyx mori) đã được sử dụng và nhóm nghiên cứu đã chứng minh được rằng họ có thể sử dụng một loại côn trùng để điều khiển và định hướng một phương tiện đơn giản về đúng phía phát ra mùi hương nhất định. Đây là một thành tựu khám phá đáng kinh ngạc, trong đó mỗi một cá thể bướm đêm này đã cho thấy nó có khả năng lái phương tiện robot này về hướng mùi hương với độ chính xác cao kể cả khi gặp phải nhiều yếu tố bất lợi như tầm nhìn bị che khuất.
Điều đáng ngạc nhiên khác, tờ tạp chí khoa học Science còn cho biết trong bảy con bướm thực hiện việc “lái xe” và 10 con bướm bay tự do, tất cả đều tìm được nơi phát ra mùi hương, và độ chậm trung bình của những con phải “lái xe” chỉ là hai giây so với các con bay tự do.
Như vậy có thể thấy, một thế hệ robot sinh học bắt đầu xuất hiện với sự cộng tác giữa một cổ máy mà thường rất nhỏ bao gồm nhiều động cơ li ti và những cảm biến để thực hiện các chức năng chuyên biệt, với một sinh vật có những năng lực đặc biệt như định hướng nhằm đưa robot tới mục tiêu, kể cả các mục tiêu nằm trong đường ống, dưới mặt đất hay trong cơ thể con người.
Thành công của Trung tâm nghiên cứu khoa học và công nghệ tiên tiến tại Đại học Tokyo trong việc tạo nên bộ óc nhân tạo (artificial brain) kết hợp giữa con bướm hay các côn trùng với những chiếc xe hay máy bay robot – thay vì chỉ thiết kế nên những robot trí khôn nhân tạo (artificial intelligent) – đang kích động cuộc đua ứng dụng robot sinh học trong các ngành nghề và các lĩnh vực.
Thành công của việc định vị một loại vật chất nhờ mùi nó phát ra, thí dụ như ma túy, chất nổ hay các chất liệu độc hại trong môi trường cùng việc cứu sống các nạn nhân thiên tai đang nhanh chóng đưa ứng dụng này vào thực tế. “Hành vi phát hiện và tìm đến nơi xuất xứ mùi hương của côn trùng như con bướm đêm là rất đơn giản và chính xác, nhờ vào các sợi nơ ron chuyên biệt của chúng. Bằng việc tạo nên bộ óc nhân tạo dựa trên sự hiểu biết của chính con vật, chúng ta hy vọng rằng một thế hệ robot điều khiển bằng côn trùng sẽ nhanh chóng phát triển”, tiến sĩ Noriyasu Ando nói.
