Robot sẽ sớm có khả năng sinh sản, thách thức quan niệm về tiến hóa

Từ đáy đại dương tới bầu trời bao la, tạo hóa đã lấp đầy Trái Đất với những dạng sống vô cùng đa dạng, với khoảng 8 triệu loài trải qua hàng triệu năm tiến hóa đã tìm cách thích nghi với môi trường sống theo nhiều cách khác nhau. Vậy mà chỉ 100 năm sau khi Karrel Capek phát minh ra cụm từ “người máy - robot”, khả năng sinh học của nhiều loài vẫn vượt xa công nghệ con người. Tuy nhiên chúng ta đã phát triển những phương pháp sản xuất ra người máy có trí thông minh tương tự con người, có khả năng di chuyển và hoạt động mượt mà trong những điều kiện có khăn, cũng như có khả năng sinh sản - tự tái tạo.

Liệu người máy có thể tự sinh sản? Đây là khía cạnh quan trọng của “sự sống”, điểm chung giữa nhiều loài sinh vật. Một nhóm nghiên cứu từ Anh và Hà Lan gần đây đã công bố công nghệ tự vận hành hoàn toàn có khả năng cho phép người máy tự sinh sản, phát triển mã di truyền theo thời gian nhằm thích nghi với môi trường sống. Có những luồng ý kiến gây tranh cãi gọi đây là “tiến hóa nhân tạo”. Các robot con được tạo ra bằng cách kết hợp các mã di truyền số (digital DNA) từ hai robot cha mẹ trên máy tính.

Thiết kế di truyền mới sẽ được gửi tới một máy in 3D để tạo ra thân của người máy, sau đó một cánh tay máy sẽ gắn bộ não được cài phần mềm được sao chép từ robot cha mẹ, kèm theo các bộ phận mới như cảm biến, bánh xe hay khớp nối mới được quyết định bởi thuật toán “tiến hóa”. Một bản sao của mọi robot mới sinh ra cũng được tạo ra trong giả lập trên máy tính. 

Công nghệ này cho phép một dạng “tiến hóa” mới: thế hệ con có thể được tạo ra từ sự giao hợp giữa các tính trạng của một người mẹ “ảo” và một người cha “thực”, kết hợp những lợi thế của quá trình tiến hóa giả lập tuy nhanh nhưng có thể không tương đồng với thực tế khi so với các robot trong môi trường thực. Thế hệ người máy mới thừa hưởng những gì tốt nhất từ cả hai hình thức tiến hóa: giả lập và thế giới thực.

Tuy công nghệ này có thể hoạt động mà không cần tới con người tác động, nó cũng cho phép con người tham gia vào quá trình “sinh sản” này: cũng giống như con người đã lai tạo có chọn lọc hoa màu, lương thực và gia súc từ thuở hồng hoang - chúng ta cũng có thể gây ảnh hưởng tới sự chọn lọc của robot. Có thể tưởng tượng một tương lai không xa khi xuất hiện những trại nuôi robot nhằm tạo ra số lượng lớn người máy với những tính trạng phù hợp với các nhu cầu nhất định. Chúng có thể được ưu tiên sinh sản chọn lọc vì tuổi thọ pin hay mức độ xả thải - y như khi con người lai tạo ra các giống cây chống hạn hay tạo ra nguyên liệu có vị ngon hơn.

Những trang trại robot trên có thể sẽ gặp phải sự kiểm soát sát sao cũng như những vấn đề về đạo đức tương tự như việc lai tạo các giống cây biến đổi gen, thông qua những biện pháp như nút STOP quản trị cho phép dừng lại hoàn toàn hoạt động của cơ sở hay giới hạn nguồn cung nguyên liệu thô. Thêm vào đó, một điểm quan trọng cần xem xét đó là khả năng quá trình tiến hóa tạo ra robot có hành vi nguy hiểm gây hại và cần có các phương án đề phòng.

Ý tưởng về khả năng tiến hóa kỹ thuật số - mô phỏng lại tiến hóa sinh học bằng phần mềm nhằm tạo ra các giải pháp ngày càng cải tiến không phải lại một ý tưởng mới. Vào những năm 1960 khi các kỹ sư người Đức lập trình cho máy tính khả năng tự phát triển các thiết kế cơ khí. Từ đó, các “thuật toán tiến hóa” trên máy tính đã được sử dụng để thiết kế mọi thứ từ bàn ghế tới cánh quạt tua-bin. Con người chỉ cần nhập vào những số liệu cần tối ưu (ví dụ công suất tạo ra điện của cánh quạt tua-bin) và phần mềm sẽ tự đáp ứng. Năm 2006, NASA đã gửi một vệ tinh vào vũ trụ với ăng-ten được thiết kế bởi trí tuệ nhân tạo.

Chúng ta đang ở rất gần một đột phá lớn. Trong khi các nhà khoa học tự tin rằng khả năng tiến hóa kỹ thuật số có thể trở thành một công cụ tối ưu hóa đắc lực, sự sáng tạo của máy tính trong việc tạo ra các thiết kế độc đáo hay mới lạ mà con người không thể nghĩ ra đã trở thành một chủ đề thú vị. Sự sáng tạo của tạo hóa trong tiến hóa sinh học thì rất rõ ràng rồi. Tại rừng nhiệt đới Cuba, qua tiến hóa các giống nho mọc ra lá có hình chảo vệ tinh giúp tăng cường sóng âm tạo ra bởi loài dơi nhằm dẫn chúng tới hoa nho và tăng khả năng thụ phấn. Tại Nam Đại Dương giá lạnh, các loài cá tự sản sinh ra các protein chống đông để sống sót.

Sự tiến hóa kỹ thuật số cũng có vô số ví dụ sáng tạo. Với nhiệm vụ tìm ra cách mà một robot 6 chân có thể đi lại bình thường ngay cả khi bị thương tật, máy tính đã tìm ra vô số cách di chuyển mà chỉ cần dùng một vài chân, thậm chí không cần chân bằng cách trườn trên lưng!

Tiến hóa số ngày nay được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực tưởng như chỉ dành cho con người như sáng tạo nghệ thuật (thậm chí thắng giải trong cuộc thi nghệ thuật Đại học Wyoming, các giám khảo không hề biết đó là tác phẩm hội họa của một thuật toán). Khái niệm tiến hóa số này nghe có vẻ giống trí tuệ nhân tạo với người mới, đây thực chất là một ngành nghiên cứu đặc thù trực thuộc ngành trí tuệ nhân tạo.

Ý tưởng mô phỏng tạo hóa trong thiết kế robot tự tiến hóa rất thu hút, đặc biệt trong các viễn cảnh con người không có nhiều hiểu biết về môi trường nơi robot cần vận hành - ví dụ khai thác mỏ dưới đáy biển, xử lý chất thải trong lò phản ứng hạt nhân hay sử dụng robot siêu nhỏ để chữa trị trong cơ thể người. Khong giống như tiến hóa trong tự nhiên có mục tiêu “sinh tồn và sinh sản”, tiến hóa nhân tạo có thể có những mục tiêu đặc biệt hơn. Một khi quá trình tiến hóa này được đưa vào vận hành với công nghệ nói trên, một hệ thống máy tính có thể điều khiển các máy in 3D nhằm tạo ra các phiên bản robot ngày càng cải tiến phù hợp với môi trường vận hành. Khi đó có thể xuất hiện những tổ hợp robot có khả năng tự duy trì, sinh sản, tiến hóa mà không cần tới bàn tay con người.

Điều đó không có nghĩa là con người sẽ trở nên thừa thãi. Khả năng tiến hóa số có thể tạo ra cơ hội hợp tác giữa người và máy, với con người cung cấp những yêu cầu và công nghệ sẽ tự đem lại câu trả lời. Ví dụ một người có thể yêu cầu tạo ra robot tiết kiệm năng lượng tạo ra từ vật liệu xanh với nhiệm vụ xử lý chất thải nặng trong lò phản ứng, và quá trình tiến hóa số sẽ tự tìm ra giải pháp. Các cải tiến trong công nghệ sản xuất cho phép tự động hóa sản xuất nguyên mẫu hàng loạt, tận dụng các vật liệu đa dạng như nhựa dảo, đóng vai trò quan trọng trong tiềm năng mô phỏng tiến hóa trong tự nhiên mà không cần mất tới hàng triệu năm.

Tuy điều này có vẻ giống như trong phim viễn tưởng, nhưng lại rất thực tế. Robots rõ ràng có vai trò quan trọng trong tương lai chúng ta, từ y tế tới các công việc nguy hiểm khác. Chúng ta đang gây hào mòn tài nguyên Trái Đất với tốc độ rất nhanh và gây ra nhiều rủi ro ô nhiễm môi trường. Có lẽ sự sáng tạo đến từ trí tuệ nhân tạo sẽ cho ra đời các thiết kế mới không bị bó hẹp bởi các rào cản đến từ hiểu biết của con người về kỹ thuật, cơ khí và khoa học.

Từ một góc nhìn khác, cho đến khi chúng ta tìm ra dấu vế của sự sống ngoài vũ trụ, các nhà sinh học chỉ có một “hệ” để nghiên cứu về tiến hóa. Cũng giống như máy gia tốc hạt khổng lồ Large Hadron Collider đem lại cho chúng ta công cụ nghiên cứu vật lý lượng tử, có thể một hệ thống sinh sản cho người máy sẽ là công cụ giúp chúng ta hiểu hơn về sự sống.

Lược dịch theo bài viết thể hiện quan điểm của tác giả Emma Hart. Bài viết đã được đăng tải trên The Guardian.