Hiện còn rất ít lĩnh vực trong đời sông mà robot không làm được. Người ta nghĩ rằng nghiên cứu khoa học là một ngành như vậy. Nhưng tình hình đã thay đổi. Các kỹ sư Mỹ vừa trình diễn một “nhà sinh học robot” ABE, có khả năng tự mình xây dựng một mô hình lý thuyết rất phức tạp.

Robot hiện tại có thể tham gia vào cả lĩnh vực nghiên cứu khoa học. Ảnh minh họa.
Chúng ta đã bắt đầu quen với việc robot ngày càng làm được nhiều nghề. Hiện nay chẳng mấy ai ngạc nhiên với robot giải phẫu, robot chơi quyền Anh, đáng bóng bàn hoặc sắm vai những nhà du hành vũ trụ. Nhưng mới đây, sự hợp tác giữa các chuyên gia Trường ĐH Wanderbilt, ĐH Cornell và các nhà nghiên cứu của Tập đoàn Nghiên cứu CFD (Hoa Kỳ) đã cho ra đời robot làm nghề “nhà sinh học-lý thuyết” (biolog-theorist). Điều này đánh dấu một kỷ nguyên các robot bắt đầu cạnh tranh với con người trong lĩnh vực nghiên cứu khoa học. 

Theo tờ Pravda của Nga, con robot mang tên ABE (viết tắt của cụm từ Automated Biology Explorer), đã chứng tỏ được khả năng đáng kinh ngạc trong việc phân tích những số liệu thực nghiệm về hoạt động của một hệ sinh học. Thật nghịch lý là con người làm những “lao động chân tay” (vì ABE không có tay, không có mắt mà chũng chẳng có những cảm biến để điều khiển các thao tác), còn robot lại đảm nhận “lao động trí tuệ”.  ABE chỉ là một chiếc hộp nhỏ, vỏ bằng chất dẻo có thể kết nối với bất cứ máy tính nào.

“Bộ não” của ABE thật kỳ diệu. Nhà khoa học cơ khí mới ra đời này có khả năng không những tiến hành những phân tích cấp một, hệ thống hoá số liệu mà còn đưa ra được những phương trình toán học cơ bản, mô tả quá trình hoạt động chức năng của các hệ sinh học.

Điều đáng chú ý là, theo lời các tác giả của ABE, nó thực tế bắt đầu “từ số không” - bộ nhớ ban đầu của nó không phải là những thuật toán để tiến hành một công việc phân tích cụ thể và chỉ là những nguyên lý chung của việc phân tích tương tự. Cho tới nay, mô hình hoá các quá trình sinh học là một trong những bài toán khó nhất, phức tạp nhất của khoa học.

“Bộ não” kỳ diệu của ABE là một chương trình độc đáo, gọi là Eurequa. “Phần mềm” là tác phẩm của các lập trình viên Trường ĐH Cornell viết năm 2009, dành riêng để xây dựng các mô hình khác nhau của khoa học cơ bản. Nhờ Eurequa, người ta đã tự động hoá được quá trình mô hình hoá, tiết kiệm được rất nhiều thời gian cho các nhà khoa học lý thuyết.  

Sự thông minh vượt trội của “phần mềm” Eurequa có rất nhiều dẫn chứng. Một máy tính được cài đặt chương trình này chỉ sau vài giờ đã “phát minh” ra các định luật cơ bản về chuyển động nếu giao cho nó việc quan sát sự đu đưa của một con lắc. Để tìm ra những định luật đó, Sir Isaac Newton vĩ đại đã mất vài năm.

Để kiểm tra lại “nhà sinh học ABE”, các nhà khoa học đã giao cho nó phân tích phản ứng glicol phân các men trong tế bào, một quá trình khá phức tạp, bao gồm một chuỗi 10 phản ứng và hàng chục chất tham gia để thu năng lượng từ đường mà không cần đến ôxi.

Nhiệm vụ cụ thể quả là không đơn giản. ABE cần phải dựa trên các số liệu được giao cho, thiết lập một phương trình để mô tả dao động glycol phân (tức sự biến thiên nồng độ của sản phẩm phân huỷ bằng glycol mang tính chất của một dao động).

ABE hoàn thành nhiệm vụ thật nhanh chóng. Nhưng để thử thách khả năng của ABE, trong số các số liệu mà các nhà khoa học cung cấp, họ thêm vào khoảng 10% số bịa ra. Vậy mà ABE đã phát hiện, gạt ra một bênđểđưa ramột phương trình đúng như cũ, tuy phải mất thời gian lâu hơn để xử lý.

Khi các nhà khoa học so sánh phương trình do robot ABE thiết lập với phương trình toán học sẵn có về “dao động glycolphân”, họ rất ngạc nhiên, phương trình do ABE đưa ra với phương trình các nhà khoa học phải bỏ ra bao nhiêu công sức giống hệt nhau. ABE đã thắng lớn về mặt thời gian. Một bên mất trên 30 năm, một bên chỉ cần vài giờ.

АВЕ đã tỏ ra là một nhà phân tích tuyệt vời. Rất kinh ngạc với kết quả thu được, các nhà khoa học quyết định hoàn thiện mô hình để nhà sinh học robot có thể làm việc độc lập trong phòng thí nghiệm. Họ có kế hoạch kết hợp phần mềm Eureqa-ABE với cái gọi là “phòng thí nghiệm trên con chip” mà các bệnh viện đã dùng để phân tích nhanh các mẫu sinh học.  Đó là một linh kiện điện tử (chip) có dạng một tấm thuỷ tinh, kích thước bằng một đồng xu, cắm những ống cực nhỏ, chứa các dung dịch hoá chất.

Khi cho các xung điện tác dụng, người ta có thể trộn lẫn các chất lỏng theo các tỷ lệ cần thiết để chúng phản ứng với nhau hoặc tách chúng ra khỏi nhau. Nhờ “phòng thí nghiệm trên con chip” này có thể tiến hành việc phân tích sinh học, hoá học, y học… với lượng cực nhỏ. 

Tóm lại, theo nhận định của các nhà khoa học, robot ABE có thể tự mình tiến hành những thí nghiệm (hiện còn đơn giản), ghi nhận những kết quả và đưa lại cho nhà khoa học những phương trình và đồ thị được lập ra trên cơ sở phân tích các số liệu thực nghiệm do chính mình thu được. Nhờ vậy, nhà khoa học, được giải phóng khỏi những việc làm “tầm thường” nên có thể dành thời gian để vạch ra kế hoạch nghiên cứu, tổng kết những kết quả mà ABE đã thực hiện để phát triển thành những lý thuyết mới.

Tuấn Hà