Khoa học vừa chế tạo vũ khí laser điều khiển bằng AI để truy sát gián, sinh vật cứng đầu nhất hành tinh

Theo một bài viết xuất bản hôm 21/9 trên tạp chí Oriental Insects, một loại vũ khí laser do AI điều khiển, với khả năng xác định và tiêu diệt loài gián, vừa được phát triển thành công. Sản phẩm này mở ra một phương thức hoàn toàn mới trong việc kiểm soát các loài gây hại, khi mà nó có thể “tiễn” từng con bọ một từ khoảng cách lên đến 1,2 mét mà không cần đến bất kỳ loại hóa chất gây hại nào.

“Trong nghiên cứu này, chúng tôi tạo ra một hệ thống laser tự động hóa bởi thị giác máy tính, nhằm vô hiệu hóa và thao túng hành vi của lũ côn trùng” - các tác giả viết. “Bằng cách thực hiện những thử nghiệm trên loài gián nhà, tên khoa học là Blattella germanica, chúng tôi đã chứng minh được phương pháp của mình có thể vô hiệu hóa một cách chọn lọc ngay lập tức từng con riêng rẽ ở khoảng cách lên đến 1,2 mét”

là một trong những loài côn trùng phá hoại phổ biến nhất thế giới, chuyên ăn và làm nhiễm độc thức ăn của người và động vật, tàn phá hoa màu, đồng thời để lại mùi hôi khó chịu trong các hộ gia đình. Theo dữ liệu năm 2021 của US Census, có 14 triệu trong xuất xỉ 124 triệu hộ gia đình tại Mỹ báo cáo đã phát hiện ra gián trong nhà họ trong năm 2020.

“Kiểm soát các loài gây hại là một vấn đề lớn đối với ngành công nghiệp thực phẩm và y tế cộng đồng. Các biện pháp sử dụng hóa nông hiện nay để kiểm soát côn trùng gây hại thường tồn tại bất cập bởi về lâu về dài sẽ dẫn đến hiện tượng kháng thuốc và thường tác động lên cả các loài không phải mục tiêu” - các tác giả nghiên cứu cho biết.

Để kiểm soát loài gián, các phương thức được sử dụng phổ biến từ trước đến nay bao gồm dùng mồi nhử tẩm hydramenthylnon hay fipronil và bột acid boric, cũng như các loại thuốc trừ sâu có chứa deltamethrin hay pyrethrin. Tuy nhiên, những phương thức này gây hại cho thú cưng và con người, đồng thời tác động lên cả các loài côn trùng thụ phấn như ong chẳng hạn. Loài gián thậm chí có thể trở nên kháng hóa chất theo thời gian.

Do đó, kiểm soát loài gây hại bằng laser có vẻ là phương thức hữu hiệu để diệt gián trong tương lai mà không cần lo lắng đến các loại hóa chất gây hại. Điều này đặc biệt đáng quan tâm trong những năm tới đây, khi mà những hệ quả của biến đổi khí hậu đang ngày một nghiêm trọng hơn: do nhiệt độ toàn cầu tăng lên, dẫn đến sự thay đổi trong động học quần thể, các loài gây hại sẽ trở thành một vấn đề lớn hơn nữa, nhất là đối với nông nghiệp.

Nhiệt độ nóng hơn sẽ làm gia tăng hoạt động thể chất và tốc độ chuyển hóa của côn trùng, khiến chúng tấn công hoa màu nhiều hơn. Bên cạnh đó, biến đổi khí hậu dẫn đến những thay đổi về khu vực trồng trọt và khu vực hoạt động của các loài gây hại, những nơi có thể không tồn tại các loài thiên địch của chúng, tạo điều kiện cho dân số các loài gây hại bùng nổ.

Các tác giả hi vọng hệ thống tiêu diệt loài gây hại bằng laser có thể là giải pháp hữu hiệu để loại bỏ các loài côn trùng mà không gây ảnh hưởng đến các loài quan trọng khác.

“Các thông số trong hệ thống có thể được tinh chỉnh để ứng dụng trong nhiều tình huống và nhắm đến các loài gây hại khác nhau, như muỗi, châu chấu, và sâu bướm. Mục tiêu của nghiên cứu này là tạo ra một hệ thống độc lập, an toàn với môi trường, nhỏ gọn, giá rẻ, và tiết kiệm năng lượng, để kiểm soát các loài gây hại” - các tác giả viết.

Bản thân hệ thống hoạt động nhờ trí tuệ nhân tạo, hay AI, để phát hiện và nhận dạng loài gián thông qua một camera, trước khi bắn tia laser và tiêu diệt nạn nhân. Các nhà nghiên cứu đã huấn luyện AI để nó biết được một con gián trông ra sao dưới các điều kiện ánh sáng và tư thế đa dạng.

Cấu trúc thiết bị laser: 1 - hộp trong suốt chứa gián, 2 - camera Pi, 3 - nano Jetson, 4 - laser, 5 - điện kế, 6 - tia laser, L - khoảng cách giữa thiết bị laser và mục tiêu.

“Chúng tôi sử dụng 1.000 hình ảnh được chuẩn bị với ánh sáng khác nhau để giúp nghiên cứu hiệu quả hơn ở bất kỳ thời gian nào trong ngày” - các tác giả viết.

Tuy nhiên, phương thức kiểm soát loài gây hại này cũng có những nhược điểm và nguy hiểm, do sử dụng tia laser đủ mạnh để tiêu diệt được côn trùng.

“Điều cực kỳ quan trọng phải lưu ý là chỉ sử dụng thiết bị này trong những khu vực nơi khả năng tia laser chạm vào các vật thể sống không phải mục tiêu được giảm thiểu đến mức thấp nhất” - các tác giả viết. “Mục tiêu của nghiên cứu là trình diễn khả năng sử dụng tia laser để kiểm soát các loài côn trùng gây hại, nhưng chúng tôi hiểu rằng vẫn có những vấn đề về an toàn khi sử dụng tia laser trong quy trình kiểm soát côn trùng, và cần phải được nghiên cứu thêm nữa”

Nếu bạn chưa biết, thì tia laser có thể gây tổn thương nghiêm trọng cho mắt, có nghĩa là nếu thiết bị này được sử dụng trong nhà, nó có thể nguy hiểm đối với người lớn, trẻ em, và cả thú cưng nữa.

“Chúng tôi không khuyến nghị sử dụng thiết bị này bởi nó nguy hiểm” - theo Ildar Rakhmatulin, nhà nghiên cứu tại Đại học Heriot-Watt, trưởng nhóm nghiên cứu. “Tia laser có thể gây tổn hại không chỉ cho loài gián mà cả mắt bạn nữa”

Tia laser có thể làm tổn thương giác mạc, thủy tinh thể, và võng mạc bằng cách đốt cháy mô, tùy thuộc bước sóng của nó. Tia laser còn có thể đi vào mạch máu và làm nghẽn mạch, hay thậm chí là chạm vào một điểm nơi các dây thần kinh đi từ mắt lên não.