Robot tự vận hành, giúp hoàn thành thí nghiệm nhanh gấp 1.000

Từ lâu nay, các thí nghiệm khoa học vốn thường tẻ nhạt và tốn kém nhiều gian, phải lặp đi lặp lại hàng nghìn lần trước khi đi vào thực tiễn. Dịch Covid-19 giúp chúng ta càng nhận rõ thực tế này. 

 

Đẩy nhanh tiến độ nhưng vẫn đảm bảo tính chính xác của quá trình thí nghiệm từ lâu là giấc mơ mà cộng đồng khoa học theo đuổi. Mới đây, các nhà nghiên cứu  ở Đại học Liverpool, Anh Quốc, đã thiết kế thành công robot tự vận hành, hoàn thành thí nghiệm nhanh gấp 1.000 lần so với con người. Điều này có thể giúp các nhà khoa học dành thời gian quý báu cho những khám phá quan trọng khác.

 

'Cỗ máy hóa học' mới này có thể sẽ không sánh lại chuyên môn của những tiến sĩ trong cùng lĩnh vực. Nhưng bù chúng lại được thiết kế từ những nhu cầu thiết thực của con người, đó là một điểm cộng lớn. Điểm trừ duy nhất đó là chúng có thể không có được vẻ ngoài "thân thiện" như mong đợi.

 

Sử dụng tia la-de để quét và chạm phản hồi để định hướng xung quanh thay cho mắt thần nên chúng không cần phải có khuôn mặt như con người chúng ta. Những người máy này có thể tự chuyển động bằng bánh xe quanh phòng thí nghiệm, hoàn thành nhiệm vụ khoa học một cách cực kỳ tinh vi và chính xác chỉ với một cánh tay. Chúng hoàn toàn thay thế cho những sai sót không đáng có do con người.

Robot tự vận hành, hoàn thành thí nghiệm nhanh gấp 1.000 lần so với con người. Ảnh: Nature

Với kích thước chỉ bằng một người trưởng thành, những chú người máy này được thiết kế tuỳ biến cho không gian phòng thí nghiệm và có thể bắt đầu thí nghiệm ngay mà không cần phải chuẩn bị phức tạp như con người (thí dụ như khử khuẩn, mặc đồ bảo hộ, v.v). Chỉ với nửa ngày lắp đặt, người máy có thể hoạt động ngay và liên tục trong suốt 20 giờ liền.

 

Không cần phải có bằng tiến sĩ khoa học, những người máy chuyên môn hoá học này có thể cộng tác với các nhà khoa học ngay.

 

Trưởng nhóm nghiên cứu Andrew Cooper, đồng thời là Trưởng khoa Vật liệu Mới tại Đại học Liverpool, nói rằng người bạn đồng hành cùng những phòng thí nghiệm hoá học này đặc biệt hơn những loại người máy khác trước đây.

 

“Có một vài thiết bị trong lĩnh vực hoá học được mọi người gọi là ‘người máy’. Nhưng thật ra những thứ này không hề mới. Chúng về cơ bản chỉ là phần cứng vô hồn, thường chỉ là những hệ thống cho tới nay đều thực hiện một công việc duy nhất. Đây là một ý tưởng khác biệt, bởi vì chúng tôi là những nhà nghiên cứu tự động hoá, chúng tôi xây dựng một người máy thực thụ, có thể dùng những thiết bị như một con người”, ông Cooper chia sẻ.

Trong nghiên cứu này, robot được dùng để trợ giúp các nhà khoa học khám phá chất xúc tác ánh sáng (photocatalyst) - một chất hoá học phân tách thành nước và hy-đrô khi tiếp với ánh sáng. Những chất này cực kỳ quan trong sản xuất năng lượng sạch, bởi vì chúng tạo ra hy-đrô mà không cần phải đốt nhiên liệu hoá thạch. Nhưng tìm một loại chất xúc tác tối ưu như thế cũng như là mò kim đáy bể.

 

Bởi vì số lượng mẫu cho thí nghiệm là cực lớn và sẽ tốn hàng tháng trời để nghiên cứu, khi đó người máy sẽ được dùng để làm cùng công việc nhưng chỉ trong hơn 1 tuần. Các nhà nghiên cứu sẽ cho trước những tham số (thí dụ như các hoá chất được dùng và các câu hỏi được trả lời sẵn), người máy sẽ tự động chọn trong 98 triệu thí nghiệm khả thi và thực hiện chúng cho tới khi tìm ra hoá xúc tác tối ưu nhất. Sau khi hoàn thành những thí nghiệm ban đầu, người máy còn có thể lọc ra những khám phá nhờ vào nhiều giả thiết, đưa ra được công thức còn tối ưu hơn nữa.

 

Sau cùng của quá trình sàng lọc, người máy đã phát hiện ra chất xúc tác phản ứng mạnh mẽ gấp 6 lần so với chất được phát hiện trước đó. Kích thước gọn như con người, những công nhân máy móc này có thể tự động thực hiện những thí nghiệm hoá học một cách nhẹ nhàng.

 

Dù không thay thế con người dưới vai trò nhà khoa học nhưng ông Cooper cho rằng robot này được thiết kế để trở thành một người bạn đồng hành hữu hiệu.

 

“Chúng tôi không nghĩ nó sẽ thay thế được công việc nghiên cứu. Chúng tôi không làm robit để thay thế nhà khoa học, nó chỉ là một trợ lý đắc lực cho nhà khoa học mà thôi. Đó là sự tác hợp hiệu quả, hơn là cố gắng làm mọi thứ chỉ bằng người máy”, ông Cooper nói.

 

Nhằm thúc đẩy sự phối hợp cũng như giao tiếp giữa người và máy, nhóm ông Cooper đang tích cực làm việc để đưa vào tính năng nhận diện giọng nói và cải thiện trí tuệ nhân tạo. Những robot này không chỉ hỗ trợ các nhà khoa học tốt hơn mà còn có thể liên lạc và cộng tác xuyên lục địa với nhiều người máy tại các phòng thí nghiệm khắp nơi trên thế giới. Ông Cooper kỳ vọng những tiến bộ này sẽ sớm phổ biến trong 18 tháng tới.

 

Tuy không nằm trong dự tính khi bắt đầu nghiên cứu, những người máy này hoàn toàn có thể giúp các nhà khoa học giãn cách xã hội trong vài tháng tới của dịch Covid-19 mà không ảnh hưởng lớn đến hiệu quả thí nghiệm.

 

“Nếu bạn có thể sắp xếp trước thí nghiệm vào sáng Thứ Hai và rồi có thể rời văn phòng trong suốt tuần đó - mà quá trình thí nghiệm vẫn liên diễn - đó thật sự là một lợi thế to lớn. Tôi nghĩ rằng ý tưởng này còn tốt hơn là trước khi đại dịch diễn ra”, ông Cooper tự hào nói.

 

Theo Xuân Nguyễn (http://khampha.vn/)

(Nguồn từ Inverse)