Giữa thời đại của robot hình người, các nhà khoa học đã tạo ra robot cá có thể đi lại, yêu cầu chúng phải tiến hóa từ đầu.

Tuy nhiên, chúng ta cần phải lưu ý về tốc độ phát triển của chúng. Trong điều kiện lý tưởng, chỉ cần 390 ngày, những robot này sẽ tiến hóa thành con người. Vậy, sau khi trở thành con người, chúng sẽ trở thành gì tiếp theo?

Con người đã chính thức bước vào kỷ nguyên của robot hình người, điều này đã được thể hiện rõ trong sự kiện Cybercab của Tesla vào tháng trước, khi Elon Musk trình làng robot Optimus.

Đó là một robot có hình dạng tương tự con người, với đầu, tay chân và khả năng đi thăng bằng trên hai chân.

Nếu nhìn vào quá trình lịch sử, loài người đã mất đến 4 triệu năm để có thể đứng thẳng và đi trên hai chân.

Trong khi đó, robot chỉ mất có 25 năm để đạt được điều này: từ những bước đi đầu tiên của ASIMO, robot do Honda chế tạo vào đầu những năm 2000, đến những robot Atlas của Boston Dynamics có khả năng đi vững trên hai chân vào giữa thập niên 2010.

Hiện nay, chúng ta đang chứng kiến những bước đi linh hoạt của Optimus cùng với một loạt các mẫu robot hình người khác tại Trung Quốc như Xbot-L, Star-1, Walker S1…

Nhìn vào hình dáng và cách di chuyển của các robot hình người hiện nay, chúng ta không khỏi liên tưởng đến bộ phim *I, Robot* (2004), chuyển thể từ tiểu thuyết cùng tên của Isaac Asimov, xuất bản năm 1950, nói về một thế giới mà các robot hình người có thể nổi loạn và chống lại những người đã tạo ra chúng.

Tuy nhiên, hãy gác lại những lo ngại đó để cùng khám phá một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí *Science Robotics*.

Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học không chế tạo robot hình người mà thay vào đó, họ đang tạo ra robot cá có chân, dựa trên nguyên mẫu của những sinh vật cổ đại đã sống cách đây 390 triệu năm.

Trong khi nghiên cứu về robot hình người và trí tuệ nhân tạo đang phát triển mạnh mẽ, nhìn vào những robot cổ sinh này có thể khiến chúng ta cảm thấy an tâm phần nào.

Ít nhất, bạn sẽ cảm thấy rằng những robot này còn rất lâu mới đạt đến mức độ có thể đe dọa đến an ninh của loài người.

Tuy nhiên, đừng quá chủ quan, vì các nhà khoa học cho biết họ có thể thúc đẩy quá trình tiến hóa của những robot này, rút ngắn hàng triệu năm xuống chỉ còn 1 ngày. Với tốc độ đó, robot cá sẽ chỉ mất hơn một năm để chuyển hóa thành hình dạng con người.

Câu hỏi đặt ra là: Sau khi tiến hóa thành người, chúng sẽ trở thành gì tiếp theo?

Những lỗ hổng trong ngành nghiên cứu cổ sinh vật học

Một sự thật không thể phủ nhận là toàn bộ sự sống trên Trái Đất đều bắt nguồn từ đại dương. Tuy nhiên, khoảng 390 triệu năm trước, tổ tiên của các loài động vật trên cạn đã thay đổi cấu trúc cơ thể, thay vây bằng chân tay và mang bằng phổi để có thể sống ngoài nước.

Đây là một cột mốc quan trọng trong quá trình tiến hóa của tất cả các loài sinh vật đang tồn tại trên hành tinh này, bao gồm cả con người.

Quá trình này bắt đầu từ Tiktaalik, một loài cá vây thùy nước ngọt cổ xưa. Dưới một sức ép nào đó, loài cá này bắt đầu tiến hóa và phát triển xương ở vây, điều này cho phép chúng nâng đầu và ngực lên để có thể di chuyển trên cạn.

Trong quá trình dùng hai vây trước để nâng cơ thể lên khỏi mặt nước, những con cá Tiktaalik đã phát triển các khớp và cơ tiền thân giống như những khớp tay và cổ tay của chúng ta.

Các bằng chứng giải phẫu từ hóa thạch Tiktaalik cho thấy các cơ và xương này không xuất hiện ở cẳng tay, khuỷu tay hay cánh tay con người, nhưng vẫn còn tồn tại ở bàn tay.

Vì vậy, trái với suy nghĩ rằng tay phải mọc từ gốc trở ra, tiến hóa đã trang bị cho chúng ta bàn tay đầu tiên để bước vào cuộc sống trên cạn.

Những kiến thức này chủ yếu được xác minh thông qua nghiên cứu hóa thạch của các loài cổ sinh vật như Sarcopterygii, Eusthenopteron và Tiktaalik, những loài cá có chân đầu tiên xuất hiện trên Trái Đất.

Thật không may, những loài động vật này đã tuyệt chủng từ rất lâu. Hóa thạch của chúng, nếu may mắn còn sót lại sau gần 400 triệu năm, cũng không còn hoàn chỉnh. Có loài được tìm thấy, có loài lại không. Và dù một số hóa thạch của cá có chân có được phát hiện, thì cũng chưa chắc cấu trúc xương của chúng còn nguyên vẹn.

*“Sự thiếu hụt bằng chứng hóa thạch khiến chúng ta vẫn chưa thể có được một bức tranh đầy đủ và liên tục về quá trình chuyển từ môi trường nước lên sống trên cạn của các sinh vật cổ đại.”* Tiến sĩ Michael Ishida, một kỹ sư robot từ Đại học Cambridge, chia sẻ.

Ví dụ, các nhà cổ sinh vật học hiện đang tìm kiếm manh mối về các cấu trúc chi sau, đặc biệt là liên quan đến khớp hông và xương chậu của các sinh vật cổ đại. Tuy nhiên, bằng chứng hóa thạch từ giai đoạn tiến hóa này rất hạn chế.

*“Đây chính là lúc robot có thể phát huy vai trò, giúp chúng ta lấp đầy những khoảng trống trong nghiên cứu, đặc biệt là khi tìm hiểu những thay đổi lớn trong cách di chuyển của động vật có xương sống.”* Tiến sĩ Ishida nói thêm.

Tái hiện lại những ngày đầu của sự sống trên cạn bằng robot

Để hỗ trợ các nhà cổ sinh vật nghiên cứu quá trình tiến hóa của cá khi chúng mới bắt đầu lên cạn, đặc biệt là về phần chi dưới, tiến sĩ Ishida và nhóm của ông tại Đại học Cambridge đã quyết định tạo ra những robot mô phỏng các loài động vật cổ sinh, có khả năng đã tồn tại trên Trái Đất.

Họ thực hiện điều này bằng cách nghiên cứu các loài cá có chân đã tồn tại trong thời kỳ đồ đá cũ, với những hóa thạch được bảo quản khá hoàn chỉnh. Cấu trúc giải phẫu của chúng, bao gồm khớp, cơ, xương và chuyển động, sẽ được mô phỏng trên máy tính.

Tiếp theo, các nhà khoa học sẽ áp dụng phương pháp tương tự với một số loài cá có chân hiện nay vẫn còn tồn tại, chẳng hạn như cá thòi lòi, cá phổi và cá vây tia châu Phi. Những sinh vật này sẽ giúp hiệu chỉnh mô hình tiến hóa một cách chính xác hơn.

Mô hình tiến hóa này sẽ được áp dụng cho các sinh vật cổ đại, nhằm tạo ra một robot có khả năng di chuyển, mô phỏng những bước đi đầu tiên của các sinh vật sống trên cạn.

Thông qua các mô hình đầu tiên, nhóm nghiên cứu của tiến sĩ Ishida đã kiểm tra một giả thuyết cho rằng quá trình tiến hóa từ vây thành chân ở các sinh vật cổ đại đã tuân theo "nguyên lý tiết kiệm năng lượng".

Điều này có nghĩa là các loài cá cần đạt được các cấu trúc giải phẫu ở vây trong thời gian ngắn nhất, sao cho chúng có thể di chuyển một cách dễ dàng và ít tốn sức nhất. Vì di chuyển dễ dàng sẽ giúp chúng sống sót cao hơn trong giai đoạn chuyển từ dưới nước lên cạn.

Với robot sử dụng năng lượng từ pin, tiến sĩ Ishida có thể tính toán chính xác lượng năng lượng tiêu thụ của mỗi mô hình giải phẫu. Mục tiêu là tìm ra mô hình tiết kiệm năng lượng nhất, vì đó sẽ là loài cổ sinh vật có khả năng sống sót cao nhất.

*“Trong phòng thí nghiệm hiện nay, chúng ta không thể làm cho một loài cá có chân thay đổi cách đi lại, và đương nhiên không thể làm một hóa thạch di chuyển được. Vì vậy, chúng tôi đang sử dụng robot để mô phỏng cấu trúc cơ thể và hành vi của chúng.”* Tiến sĩ Ishida chia sẻ.

*“Trong một số trường hợp, chúng tôi chỉ đơn giản là muốn đoán xem các xương cụ thể sẽ được kết nối hay hoạt động ra sao. Nhưng đó chính là lý do tại sao robot lại có ích đến thế—chúng giúp xác nhận những giả thuyết này và cung cấp những bằng chứng mới để ủng hộ hoặc bác bỏ chúng.”*

Hàng triệu năm tiến hóa có thể được thu nhỏ chỉ trong một ngày

Bây giờ bạn có thể tự hỏi: Tại sao các nhà khoa học không chỉ sử dụng mô phỏng máy tính để làm tất cả những điều này? Liệu họ có thể tạo ra một sinh vật ảo trong môi trường ảo và cho chúng tiến hóa qua thuật toán mô phỏng?

Câu trả lời đơn giản là không thể. Môi trường ban đầu của các sinh vật giúp chúng tiến hóa từ nước lên cạn thường rất phức tạp, bao gồm bùn, đất, cát và đá. Tất cả những yếu tố này đều rất khó mô phỏng.

Chỉ khi đưa một sinh vật vào môi trường thực tế, các nhà khoa học mới có thể quan sát được cách chúng tiến hóa. Và vì chúng ta không thể làm sống lại các hóa thạch, việc tạo ra robot để thay thế chúng là một cách sáng tạo để thực hiện điều này.

Chỉ khi đặt một robot cổ sinh vào môi trường này, các nhà khoa học mới có thể hiểu được cách chúng sẽ tiến hóa ra sao.

Ví dụ, qua các thử nghiệm về "nguyên lý tiết kiệm năng lượng", các mô hình máy tính có thể đưa ra những giải phẫu tối ưu cho từng bước tiến hóa, như: Xương vây sẽ phát triển ra sao, xương nào sẽ kéo dài trước, khớp nào sẽ xuất hiện đầu tiên trong các khớp mà loài sinh vật ngày nay sở hữu…

Các dự đoán này có thể được in ra dưới dạng các bộ phận cơ học, thay thế cho các bộ phận của robot. Sau đó, những robot này sẽ được lắp ráp lại và thử nghiệm trong môi trường thực tế để kiểm tra tính chính xác của các giả thuyết.

Với khả năng chế tạo mô hình điều chỉnh chỉ trong vài phút bằng máy in 3D, và việc kiểm tra năng lượng có thể hoàn thành trong 24 giờ, tiến sĩ Ishida cho biết: *“Các nhà chế tạo robot có thể thử nghiệm tác động của hàng triệu năm tiến hóa chỉ trong một ngày.”*

Với tốc độ này, những con cá Tiktaalik đầu tiên có chân sẽ chỉ mất 90 ngày để tiến hóa thành thằn lằn, 170 ngày để thành khủng long, 226 ngày để thành thú mỏ vịt, 323 ngày để thành thú có vú và 390 ngày để trở thành con người.

*"Việc chế tạo một robot như vậy... hy vọng sẽ giúp chúng tôi hiểu rõ hơn về những áp lực tiến hóa hay cơ chế nào đã khiến loài cá phát triển những cấu trúc giải phẫu mới, có thể hữu ích cho cuộc sống trên cạn."* Tiến sĩ Ishida cho biết.

Ngoài ra, các robot cổ sinh còn có thể giúp kiểm tra những giả thuyết tiến hóa thú vị, chẳng hạn như điều gì sẽ xảy ra nếu 66 triệu năm trước, thiên thạch không va chạm với Trái Đất và diệt chủng loài khủng long?

Liệu các loài khủng long có tiếp tục tiến hóa như thế nào? Và loài người có thể không bao giờ xuất hiện?

*"Nghiên cứu này rất hấp dẫn vì nó mở ra một tiềm năng mới trong việc sử dụng robot để nghiên cứu các quá trình tiến hóa lớn,"* Steve Brusatte, nhà cổ sinh vật học tại Đại học Edinburgh chia sẻ.

*"Những robot này có thể giúp chúng ta kiểm tra những giả thuyết về sự phát triển của sự sống qua các thời kỳ."*

Các nhà khoa học không chỉ muốn nhìn vào quá khứ mà còn kỳ vọng những robot này có thể mang lại cái nhìn mới về các thay đổi tiến hóa hiện nay, không chỉ ở các loài động vật mà còn ở con người.

Trong những giả thuyết viễn tưởng hơn, các robot này có thể giúp chúng ta thử nghiệm các tình huống như nếu những sinh vật cổ đại này xuất hiện trên một hành tinh khác ngoài Trái Đất, chúng có thể tiến hóa ra sao?

Nếu chúng ta đưa các loài động vật, thậm chí là chính chúng ta, đến một hành tinh khác, liệu sự sống có thể tiếp tục tiến hóa như thế nào? Nếu đến Sao Hỏa, mặt trăng của Sao Mộc hay vành đai Sao Thổ, điều gì sẽ xảy ra?

Mỗi hành tinh có môi trường sống riêng biệt, và do đó sự sống sẽ tiến hóa theo những con đường khác nhau. Hơn nữa, vì robot có thể tiến hóa nhanh hơn con người, chúng ta có thể nhìn thấy trước tương lai của chính mình qua sự tiến hóa của chúng.