AI giúp 'gián cyborg' tự né tránh nguy hiểm với độ chính xác 93%

Ngày 3 tháng 9, theo tờ *Nikkei Asia*, các nhà nghiên cứu đang thử nghiệm việc gắn trí tuệ nhân tạo (AI), cảm biến và thiết bị liên lạc lên cơ thể côn trùng, tận dụng các đặc điểm như kích thước nhỏ, khả năng cảm nhận nhạy bén và tiêu thụ năng lượng thấp để thực hiện các nhiệm vụ tìm kiếm cứu nạn tại vùng thiên tai. Một hệ thống mới nhất có thể phân tích nhịp tim, tín hiệu thần kinh và chuyển động cơ thể của gián, từ đó nhận diện môi trường xung quanh và dẫn dắt chúng thoát khỏi các khu vực nguy hiểm với độ chính xác lên tới 93%.

Các loại "côn trùng cyborg" truyền thống thường được điều khiển trực tiếp bởi con người từ bên ngoài. Sau khi gắn điện cực, cảm biến và thiết bị liên lạc lên cơ thể côn trùng, người vận hành có thể điều khiển từ xa hướng di chuyển và thu thập thông tin tại hiện trường, giúp chúng tiến vào những không gian chật hẹp mà con người và robot thông thường khó tiếp cận.

Một nhóm nghiên cứu quốc tế do Giáo sư Keisuke Morishima từ Đại học Osaka (Nhật Bản) dẫn đầu đã phát triển một "mạch hợp tác côn trùng" với hy vọng giảm bớt sự phụ thuộc vào việc điều khiển thủ công. Các nhà nghiên cứu gắn một thiết bị dạng ba lô lên lưng gián để đo nhịp tim, tín hiệu thần kinh và chuyển động cơ thể, sau đó AI sẽ phân tích dữ liệu này để phán đoán môi trường mà gián đang gặp phải, đồng thời kết hợp với phản ứng vận động tự nhiên của côn trùng để dẫn dắt hành động của chúng.

Nhóm nghiên cứu đã đặt những con gián được trang bị hệ thống này vào năm môi trường khác nhau, bao gồm: chiếu tia cực tím, tiếp xúc với hóa chất và môi trường nhiệt độ cao. Mô hình AI đạt hiệu suất tốt nhất với độ chính xác nhận diện lên tới 93%, nhóm nghiên cứu cũng đã dẫn dắt thành công gián thoát khỏi mê cung. Các kết quả liên quan đã được công bố trên tạp chí *Robomech Journal* vào tháng 5 năm nay.

Công nghệ này hướng tới các hiện trường thiên tai như động đất, hỏa hoạn. Trong các tòa nhà đổ nát có thể tồn tại khí độc hoặc khu vực nhiệt độ cao, gián khi tiến vào có thể cảm nhận và tránh né nguy hiểm thông qua phản ứng tự thân. Keisuke Morishima cho biết, nhóm hy vọng sẽ nghiên cứu khả năng sử dụng thông tin trạng thái bên trong của sinh vật để dò tìm và phán đoán môi trường bên ngoài.

Việc sử dụng côn trùng trong tìm kiếm cứu nạn đã bước vào giai đoạn thử nghiệm tại hiện trường thiên tai thực tế. Côn trùng cyborg do Giáo sư Hirotaka Sato từ Đại học Công nghệ Nanyang (Singapore) và các cộng sự phát triển từng được đưa vào thử nghiệm sau trận động đất tại Myanmar vào tháng 3 năm 2025. Chúng có khả năng tiến vào các không gian hẹp bị chặn bởi gạch đá, nhưng hiệu quả tại các khu vực ngập nước còn hạn chế.

Để giải quyết vấn đề này, nhóm của Hirotaka Sato phối hợp với các nhà nghiên cứu từ Đại học Waseda (Nhật Bản) đã phát triển một thiết bị có thể cung cấp oxy trực tiếp cho côn trùng. Trong thí nghiệm, côn trùng có thể lặn dưới nước tối đa 3 giờ. Nghiên cứu liên quan đã được công bố trên tạp chí *Nature Communications* số tháng 6 năm 2026. Các nhà nghiên cứu tin rằng, sau khi tiếp tục cải tiến hệ thống cung cấp oxy, thời gian làm việc dưới nước của côn trùng có thể được kéo dài hơn nữa.

Việc triển khai tại hiện trường cũng bộc lộ những hạn chế về mặt liên lạc. Khi côn trùng cyborg tiến vào các tòa nhà bê tông cốt thép, tín hiệu dễ trở nên không ổn định. Hirotaka Sato cho biết, nhóm đang tiếp tục cải tiến hệ thống dựa trên những vấn đề phát hiện được từ các cuộc thử nghiệm thực địa.

Ngoài việc cải tạo trực tiếp trên côn trùng sống, nhóm nghiên cứu do Phó giáo sư Daigo Terutsuki từ Đại học Shinshu (Nhật Bản) dẫn đầu còn gắn râu của tằm đực lên máy bay không người lái (drone) để làm cảm biến mùi. Râu tằm có khả năng phát hiện một lượng cực nhỏ pheromone do tằm cái tiết ra, độ nhạy của nó được cho là cao hơn so với các cảm biến bán dẫn.

Một chiếc râu tằm được cố định trên điện cực gel và lắp đặt như một cảm biến dò mùi trên máy bay không người lái.

Các nhà nghiên cứu sử dụng điện cực gel để đọc tín hiệu điện phát ra khi râu cảm nhận được mùi. Sau khi hoạt động hơn 7 giờ, cảm biến gắn điện cực gel vẫn duy trì được hơn 90% hiệu suất đỉnh. Trước đây, các loại điện cực kim loại thường bị giảm hơn một nửa hiệu suất chỉ trong vòng ba đến bốn giờ.

Daigo Terutsuki cho biết, công nghệ này có thể kéo dài tuổi thọ làm việc của cảm biến râu và hứa hẹn sẽ được ứng dụng trên các loại côn trùng khác. Nhóm hiện đang nghiên cứu râu của muỗi – loài có phản ứng với mùi cơ thể người – và dự kiến trong hai đến ba năm tới sẽ lắp đặt chúng lên máy bay không người lái để phục vụ công tác tìm kiếm con người.