Tại Nhật Bản, 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. "Đây không chỉ là tự động hóa, mà là sự giải phóng trí tuệ khỏi những công việc lặp đi lặp lại," một nhà nghiên cứu tại Viện Khoa học Tokyo chia sẻ khi nói về dự án đầy tham vọng này.

Bước tiến từ Yushima: Khi robot làm chủ nghiên cứu y học

Viện Khoa học Tokyo (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 hóa hoàn toàn đầu tiên trên thế giới, nơi các thí nghiệm được thực hiện 100% bởi các hệ thống robot mà không cần sự hiện diện trực tiếp của con người bên trong.

Hiện tại, "đội ngũ nhân sự" đặc biệt này bao gồm 10 robot tinh vi. Tâm điểm của sự chú ý dồn vào Maholo LabDroid – một robot hình người với hai cánh tay linh hoạt, có khả năng thực hiện các thao tác đòi hỏi độ chính xác cực cao như chuyển đổi thuốc thử, vận hành các thiết bị kiểm soát nhiệt độ và nuôi cấy tế bào tự động. 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 viện không dừng lại ở con số 10. Nhật Bản đặt mục tiêu đầy táo bạo: triển khai khoảng 2.000 robot 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 bài toán nhân lực và độ chính xác

Việc chuyển đổi sang mô hình phòng thí nghiệm không người không chỉ đơn thuần là cuộc chạy đua 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 lao động 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 robot có thể vận hành liên tục 24/7 với độ chính xác tuyệt đối, đảm bảo mọi kết quả thu được đều có tính tái lập cao – một tiêu chuẩn vàng trong nghiên cứu y sinh.

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

Cuộc đua robot 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 robot hình người (humanoid). Tại sao không phải là những cánh tay máy chuyên dụng? Câu trả lời nằm ở tính thực tế của cơ sở hạ tầng. Hầu hết các thiết bị thí nghiệm hiện nay được thiết kế để phục vụ thao tác của con người.

Thay vì phải đập bỏ và xây dựng lại toàn bộ phòng thí nghiệm với những phần cứng chuyên biệt đắt đỏ, việc sử dụng robot hình người là một "lối tắt" thông minh. Chúng có thể tương tác trực tiếp với các dụng cụ hiện có, từ việc cầm ống nghiệm đến bấm nút vận hành máy ly tâm, giúp tối ưu hóa chi phí chuyển đổi công nghệ.

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

Sự xuất hiện của các phòng thí nghiệm không người như tại Viện Khoa học Tokyo đang định nghĩa lại khái niệm về nghiên cứu khoa học. Khi các công việc thủ công được bàn giao cho robot, các nhà khoa học sẽ có thêm thời gian để tập trung vào việc tư duy sáng tạo và giải quyết các bài toán y học phức tạp.

Với sự hỗ trợ từ AI trong việc xác định các mục tiêu sinh học và sự thực thi chuẩn xác từ robot, quy trình phát triển các liệu pháp điều trị cá nhân hóa hay y học tái tạo sẽ được đẩy nhanh gấp nhiều lần. Nhật Bản đang đặt những viên gạch đầu tiên cho một tương lai nơi các đột phá y học không còn bị giới hạn bởi tốc độ và sức lực của con người.