Lần đầu trên thế giới: Quốc gia châu Á mở phòng thí nghiệm 'không người', robot tự nuôi cấy tế bào, tự vận hành suốt ngày đêm

Tại Nhật Bản, một mô hình nghiên cứu khoa học hoàn toàn mới đang dần thành hình, nơi các thí nghiệm y sinh được vận hành gần như không cần bàn tay con người. Thay vì các nhà nghiên cứu trực tiếp thao tác với ống nghiệm hay kính hiển vi, công việc giờ đây được đảm nhiệm bởi những hệ thống robot có thể hoạt động liên tục với độ chính xác cực cao.

Mới đây, Viện Khoa học Tokyo đã chính thức đưa vào vận hành một cơ sở nghiên cứu y học tự động hóa hoàn toàn tại khuôn viên Yushima. Đây được xem là phòng thí nghiệm “không người” đầu tiên trên thế giới, nơi toàn bộ quy trình thí nghiệm được thực hiện bởi robot mà không cần nhân sự hiện diện trực tiếp bên trong phòng lab.

Hiện cơ sở này đang sử dụng khoảng 10 robot chuyên dụng. Nổi bật nhất là Maholo LabDroid, robot hình người sở hữu hai cánh tay linh hoạt có thể thực hiện hàng loạt thao tác vốn đòi hỏi độ chính xác rất cao như chuyển thuốc thử, kiểm soát nhiệt độ hay nuôi cấy tế bào tự động.

Đây là những công việc trước kia gần như chỉ con người mới có thể đảm nhiệm do yêu cầu sự tỉ mỉ và tính ổn định trong môi trường nghiên cứu sinh học.

Tuy nhiên, tham vọng của Nhật Bản không dừng ở quy mô hiện tại. Viện Khoa học Tokyo đặt mục tiêu triển khai khoảng 2.000 robot vào năm 2040, hướng tới tự động hóa toàn bộ chu trình nghiên cứu y học, từ khâu xây dựng giả thuyết, tiến hành thí nghiệm cho tới phân tích và xác nhận kết quả cuối cùng.

Theo giới nghiên cứu, việc chuyển sang mô hình phòng thí nghiệm tự động không đơn thuần là cuộc chạy đua công nghệ, mà còn là giải pháp cho hàng loạt vấn đề lớn của ngành sinh học và dược phẩm hiện nay.

Một trong những thách thức lớn nhất là sai số do con người gây ra trong các thí nghiệm lặp đi lặp lại hoặc yêu cầu môi trường cực kỳ nghiêm ngặt. Robot có thể vận hành liên tục 24/7 với mức độ chính xác ổn định, giúp kết quả nghiên cứu có khả năng tái lập cao hơn, yếu tố được xem là tiêu chuẩn quan trọng trong nghiên cứu y sinh.

Maholo LabDroid hiện cũng đã được ứng dụng thực tế tại một bệnh viện chuyên khoa mắt ở Kobe, nơi robot hỗ trợ các quy trình liên quan tới tế bào gốc và nuôi cấy tế bào tự động. Đây đều là các công việc yêu cầu kiểm soát môi trường nghiêm ngặt trong thời gian dài, điều mà con người khó duy trì ổn định tuyệt đối.

Đáng chú ý, Nhật Bản đang ưu tiên phát triển robot hình người thay vì chỉ sử dụng các cánh tay máy công nghiệp truyền thống.

Nguyên nhân nằm ở chỗ phần lớn thiết bị trong phòng thí nghiệm hiện nay đều được thiết kế để phục vụ thao tác của con người. Robot hình người vì thế có thể tận dụng trực tiếp cơ sở hạ tầng sẵn có, từ cầm ống nghiệm tới vận hành máy ly tâm, mà không cần thay đổi toàn bộ hệ thống thiết bị với chi phí quá lớn.

Xu hướng này không chỉ diễn ra tại Nhật Bản. Đầu năm nay, Insilico Medicine cũng giới thiệu robot hình người mang tên Supervisor nhằm hỗ trợ quy trình nghiên cứu thuốc bằng AI.

Sự kết hợp giữa trí tuệ nhân tạo và robot tự hành đang được xem là hướng đi mới của ngành dược phẩm toàn cầu, giúp rút ngắn đáng kể thời gian nghiên cứu và phát triển thuốc.

Giới chuyên gia cho rằng các phòng thí nghiệm không người như tại Tokyo đang mở ra một giai đoạn hoàn toàn mới cho khoa học y sinh. Khi robot đảm nhiệm các công việc thủ công và lặp lại, các nhà khoa học sẽ có thêm thời gian tập trung vào tư duy sáng tạo, xây dựng giả thuyết và giải quyết các bài toán y học phức tạp hơn.

Với tốc độ phát triển hiện tại, Nhật Bản đang đặt nền móng cho một thế hệ phòng thí nghiệm mới, nơi các đột phá y học không còn phụ thuộc quá nhiều vào giới hạn về thời gian, nhân lực hay sức lao động của con người.