Công nghệ đột phá tương lai: Khi khoa học "viết lại" ranh giới của sự sống

Sáng ngày 2/12/2025 tại Trung tâm Hội nghị Quốc tế Almaz, mở đầu Tuần lễ Khoa học - Công nghệ VinFuture 2025, 4 nhà khoa học và nhà sáng tạo đến từ nhiều quốc gia đã chia sẻ những góc nhìn mới về công nghệ: Những hình dung không chỉ mang tính đột phá mà còn gợi mở cách con người có thể sống, chữa bệnh, di chuyển và sản xuất bền vững hơn.

Mỗi bài diễn thuyết là một thế giới, nhưng khi đặt cạnh nhau, chúng tạo thành bức tranh thống nhất về một tương lai nơi khoa học thực sự phụng sự con người.

Mở đầu buổi diễn thuyết, GS. Ho-Young Kim đưa khán giả bước vào vũ trụ của “trí tuệ vật lý tự phát” - một hướng tiếp cận robot lấy cảm hứng trực tiếp từ thiên nhiên. Ông kể lại tuổi thơ say mê quan sát dây leo xoắn vào nhau, đàn kiến tự tổ chức thành cầu qua suối, hay những chuyển động tinh tế của rễ cây tìm chất dinh dưỡng.

Từ các hiện tượng tự nhiên ấy, GS. Kim đặt câu hỏi tại sao robot, vốn được con người thiết kế, lại cần quá nhiều năng lượng, thuật toán và bộ xử lý phức tạp đến vậy. Thiên nhiên có những cơ chế đơn giản nhưng cực kỳ hiệu quả và điều ông muốn làm là đưa những nguyên tắc đó vào robot.

Câu trả lời chính là LinkBot - những robot nhỏ, đơn vị, không cần bộ điều khiển trung tâm mà có khả năng tự định hướng dựa vào hình dạng vật liệu, khớp nối và các tương tác vật lý với môi trường. Khi kết nối lại như đàn kiến, chúng có thể vượt chướng ngại vật, thay đổi cấu trúc để đi qua khe hẹp, bao vây vật thể hoặc dịch chuyển theo đội hình.

Điều ấn tượng là những “hành vi thông minh” đó không cần lập trình, mà được tạo ra từ chính hình khối vật liệu. GS. Kim còn mở rộng nguyên lý này bằng các hệ robot sinh trưởng đỉnh, mô phỏng cách ống phấn hoặc sợi nấm phát triển theo bề mặt lá.

Một robot ống mềm có thể liên tục dài ra, tự tìm đường và luồn qua những cấu trúc phức tạp như đường ống hoặc khe kim loại mà không cần chỉ huy từ bên ngoài.

Trong thử nghiệm tại nhà máy bán dẫn, robot dạng này đã xử lý hiệu quả các điểm tắc mà robot truyền thống khó tiếp cận. Theo GS. Kim, đây là hướng đi đầy hứa hẹn cho các nhiệm vụ nguy hiểm như cứu hộ, vệ sinh đường ống hay thu gom rác thải môi trường biển, nơi trí tuệ đến từ hình dạng chứ không phải từ thuật toán.

Trong khi đó, PGS. Đỗ Thanh Nhỏ lại hướng sự chú ý đến một cấu trúc vật chất phức tạp và quan trọng nhất của con người: Trái tim. PGS. Đỗ Thanh Nhỏ nhấn mạnh rằng, tim mạch vẫn là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu trên thế giới, với hơn 20,5 triệu người tử vong mỗi năm và xu hướng gia tăng mạnh vào năm 2050.

Tại Việt Nam, khoảng một phần ba ca tử vong liên quan đến các bệnh tim. Dù y học đã phát triển nhiều thiết bị hỗ trợ như TMVI hay LVADs, vẫn tiềm ẩn nhiều rủi ro, từ không tương thích giải phẫu đến nguy cơ nhiễm trùng và biến chứng sau phẫu thuật.

Vì thế, câu hỏi lớn đặt ra là: Liệu có thể tạo ra một trái tim nhân tạo mô phỏng chính xác trái tim thật của từng bệnh nhân để dự đoán rủi ro trước khi phẫu thuật? Câu trả lời của nhóm nghiên cứu là trái tim nhân tạo mềm có nhịp đập - một mô hình 3D được in từ dữ liệu MRI hoặc CT scan của bệnh nhân, cho phép mô phỏng áp suất, lưu lượng máu và chuyển động thành tim theo thời gian thực.

Nhờ đó, bác sỹ có thể thử nghiệm thiết bị tim mạch bên ngoài cơ thể trước khi đưa vào cơ thể sống, từ đó tránh được những biến chứng khó lường.

Ngoài mô phỏng, hướng nghiên cứu dài hạn của PGS. Đỗ Thanh Nhỏ là phát triển robot tim mềm để hỗ trợ lưu thông máu trong các tình huống khẩn cấp hoặc khi bệnh nhân chờ ghép tim. Xa hơn nữa là kỳ vọng vào vật liệu mềm bền bỉ có thể thay thế hoàn toàn tim người trong tương lai.

Đây không chỉ là một dự án kỹ thuật mà là hành trình liên ngành giữa y học, kỹ thuật robot và khoa học vật liệu, nhằm mở ra những giải pháp nhân văn hơn cho bệnh tim mạch - vấn đề đang ngày càng đe dọa sức khỏe toàn cầu.

Trong bài diễn thuyết của mình, GS. Raymond Kai-yu Tong kể về 20 năm nghiên cứu nhằm giúp bệnh nhân đột quỵ lấy lại khả năng vận động. Con số 101 triệu người sống với di chứng đột quỵ toàn cầu khiến ông trăn trở về khoảng trống giữa tiềm năng não bộ và thực tế mất chức năng sau tai biến.

Ông giới thiệu Hand of Hope - robot bàn tay có thể đọc tín hiệu thần kinh và hỗ trợ người bệnh cử động, từ đó kích hoạt quá trình tái học của não. Khi bệnh nhân muốn nâng tay, robot giúp họ hoàn thành chuyển động và não sẽ ghi nhớ kết nối này. Đây chính là cơ chế phục hồi hiệu quả hơn so với việc chỉ tập cơ thông thường.

Từ thành công của Hand of Hope, nhóm nghiên cứu tiếp tục phát triển XoMuscle - cơ nhân tạo mềm có sức mạnh lớn và độ linh hoạt cao. Công nghệ này cùng lúc khai thác tín hiệu EMG từ cơ và dữ liệu từ cảm biến để hỗ trợ các cử động phức tạp, giúp tỷ lệ phục hồi tăng từ 10 lên 80%.

GS. Raymond Kai-yu Tong kể lại khoảnh khắc xúc động khi một bé gái bại não tại Úc, sau 15 buổi tập luyện, đã tự đứng lên mà không cần đến robot. Câu chuyện ấy làm rõ triết lý của ông: Robot không thay thế con người, mà nâng đỡ họ đứng dậy đúng nghĩa. Những thiết bị này không chỉ thay đổi kỹ thuật phục hồi chức năng mà còn khôi phục phẩm giá và hy vọng cho bệnh nhân - điều ông cho là mục tiêu cao nhất của khoa học.

Khép lại chuỗi diễn thuyết, Nguyễn Đỗ Dũng - nhà sáng lập Enfarm đã đưa khán giả trở lại với mặt đất và những thách thức của nông nghiệp hiện đại. Theo ông, 60% lượng phân bón đang bị lãng phí, gây thất thoát 120 tỷ USD và khiến hơn 34% diện tích đất canh tác bị thoái hóa.

Đây là nghịch lý lớn trong bối cảnh dân số tăng, nhu cầu lương thực dự báo tăng 70% và Việt Nam đang theo đuổi mục tiêu phát thải ròng bằng 0. Ông đặt câu hỏi: Tại sao chúng ta vẫn dùng một loại phân bón cho mọi vùng đất, trong khi mỗi trang trại có đặc điểm thổ nhưỡng hoàn toàn khác nhau?

Enfarm giải quyết bài toán đó bằng cảm biến đất thông minh kết hợp AI, tạo ra dữ liệu trực tiếp từ ruộng đồng để đưa ra khuyến nghị phù hợp cho từng nông hộ. Với chi phí chỉ khoảng 2 USD mỗi tháng, nông dân có thể biết đất đang thiếu gì, thừa gì, cần bón bao nhiêu phân và vào thời điểm nào. Sau một năm triển khai với hơn 1.200 thiết bị cảm biến, nhiều hộ nông dân đã giảm 30% lượng phân bón nhưng vẫn tăng năng suất tới 30%.

Điều ý nghĩa hơn cả là lần đầu tiên “đất lên tiếng”, cho người trồng trọt biết họ cần làm gì để bảo vệ độ phì nhiêu và canh tác bền vững. Enfarm cũng hướng đến đo nitơ hữu cơ và phát thải khí nhà kính trong tương lai, giúp Việt Nam vừa nâng cao năng suất nông nghiệp vừa đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường toàn cầu.

Bốn lĩnh vực tuy khác nhau, từ robot tự phát, y học mô phỏng, công nghệ phục hồi chức năng và nông nghiệp dữ liệu, nhưng đều gặp nhau ở triết lý chung: Khoa học chỉ thực sự có ý nghĩa khi phục vụ con người.

LinkBot giúp xử lý những môi trường nguy hiểm; trái tim nhân tạo mềm giúp phẫu thuật an toàn hơn; cơ nhân tạo giúp bệnh nhân đứng dậy; còn cảm biến đất giúp người nông dân sản xuất hiệu quả và bền vững hơn. Mỗi công nghệ đều hướng đến việc giảm tổn thất, phục hồi sự sống và tạo ra những điều kiện tốt đẹp hơn cho tương lai nhân loại./.

Lê Bắc