Căn phòng này đang âm thầm tạo ra những thay đổi không tưởng.

Tại Nhựt Bổn, một kỷ nguyên mới của nghiên cứu khoa học vừa chính thức bắt đầu, nơi các ống nghiệm và kính hiển vi không còn được điều khiển bởi bàn tay con người. Một nghiên cứu viên tại HỌc Viện Khoa học Đông Kinh nói về dự án đầy tham vọng này, rằng: “Đây không chỉ là việc sử dụng máy móc tự động, mà là sự giải phóng trí óc của con người khỏi những công việc lặp đi lặp lại”.

Tiến bộ từ Yushima: Khi người máy làm chủ nghiên cứu y học

Học Viện Khoa học Đông Kinh (Institute of Science Tokyo) vừa chính thức đưa vào vận hành một cơ sở nghiên cứu y tế đặc biệt tại cơ sở Yushima. Đây được coi là phòng thí nghiệm tự động hoàn toàn đầu tiên trên thế giới, nơi các thí nghiệm được thực hiện bởi các hệ thống người máy mà không cần sự hiện diện trực tiếp của con người bên trong phòng.

Hiện tại, hệ thống tự động này bao gồm 10 người máy tinh vi. Tâm điểm của sự chú ý dồn vào Maholo LabDroid – một máy tự động hình người với hai cánh tay uyển chuyển, có thể thực hiện các thao tác đòi hỏi độ chính xác rất cao như chuyển đổi thuốc thử, vận hành các thiết bị kiểm soát nhiệt độ và tự động nuôi cấy tế bào. Đây là những công việc mà trước đây vốn được coi là “vùng cấm” của máy móc do yêu cầu về sự tỉ mỉ và khả năng cảm nhận tinh tế.

Kế hoạch của học viện không dừng lại ở số lượng 10 người máy. Nhựt Bổn đặt mục tiêu đầy táo bạo: khai triển khoảng 2.000 người máy vào năm 2040. Tầm nhìn dài hạn của dự án là tự động hóa toàn bộ quy trình nghiên cứu y tế, từ khâu đưa ra giả thuyết, thực hiện thí nghiệm cho đến việc xác nhận kết quả cuối cùng.

 Giải pháp cho vấn đề nhân lực và độ chính xác

Việc chuyển đổi sang mô hình phòng thí nghiệm tự động không chỉ đơn thuần là cuộc chạy đua về công nghệ. Đây là nỗ lực nhằm giải quyết ba thách thức lớn nhất của ngành sinh học và dược phẩm hiện nay: chi phí vận hành, tính ổn định của thí nghiệm, và tình trạng thiếu hụt nhân viên trình độ cao.

Trong nghiên cứu khoa học, sai số từ con người (human error) là một biến số khó kiểm soát, đặc biệt trong các thí nghiệm lặp đi lặp lại hoặc đòi hỏi điều kiện môi trường khắt khe. Hệ thống người máy có thể vận hành liên tục 24/7 với độ chính xác tuyệt đối, bảo đảm mọi kết quả thu được đều có tính tái lập cao – một tiêu chuẩn vàng trong nghiên cứu y sinh.

Tại Nhựt Bổn, Maholo LabDroid đã chứng minh được giá trị thực tiễn tại một bệnh viện chuyên về nhãn khoa ở Kobe. Tại đây, người máy này hỗ trợ các công việc liên quan đến tế bào gốc và tự động nuôi cấy tế bào, những lãnh vực yêu cầu sự kiểm soát môi trường nghiêm ngặt mà con người khó lòng duy trì ổn định trong thời gian dài.

Cuộc đua máy tự động hình người: Cầu nối giữa hạ tầng cũ và công nghệ mới

Một điểm thú vị trong xu hướng này là sự ưu tiên dành cho máy hình người (humanoid). Tại sao không phải là những cánh tay máy tự động? Câu trả lời nằm ở tính thực tế của hạ tầng cơ sở. Hầu hết các thiết bị thí nghiệm hiện nay được thiết kế để cho con người làm việc trong đó.

Thay vì phải phá bỏ và xây dựng lại toàn bộ phòng thí nghiệm với những máy móc chuyên biệt đắt đỏ, việc xử dụng máy hình người là một “lối tắt” thông minh. Chúng có thể thao tác với các dụng cụ hiện có, từ việc cầm ống nghiệm đến bấm nút vận hành máy ly tâm, giúp tối ưu chi phí chuyển đổi máy móc.

Không chỉ Nhựt Bổn, các quốc gia khác cũng đang tăng tốc. Đầu năm nay, công ty Insilico Medicine của Mỹ đã giới thiệu “Supervisor” – một máy tự động hình người hỗ trợ quy trình tìm kiếm thuốc bằng AI. Điều này cho thấy sự kết hợp giữa trí thông minh nhân tạo (AI) và người máy đang trở thành cách thức chung để rút ngắn thời gian nghiên cứu và phát triển dược phẩm.

Sự xuất hiện của các phòng thí nghiệm không-có-con-người như tại Học Viện Khoa học Đông Kinh đang tạo lại ý niệm về nghiên cứu khoa học. Khi các công việc thủ công được làm bởi người máy, các khoa học gia sẽ có thêm thời gian để tập trung vào việc sáng tạo và giải quyết các tình huống y học phức tạp.

Với sự hỗ trợ từ AI trong việc xác định các mục tiêu sinh học và sự thực thi chính xác từ người máy, tiến trình phát triển các phương pháp cá-nhân-hóa điều trị hay y học tái tạo sẽ được đẩy nhanh gấp nhiều lần. Nhựt Bổn đang tạo ra những bước đầu tiên cho một tương lai nơi các khám phá y học không còn bị giới hạn bởi tốc độ và sức lực của con người.