Thoại Viết Hoàng
Writer
Máy móc có thể đánh hơi được sự hiện diện của sự sống trên các hành tinh khác không? Vâng, ở một mức độ nào đó, họ đã như vậy rồi.
Các cảm biến trên tàu vũ trụ khám phá các thế giới khác có khả năng phát hiện các phân tử biểu thị sự sống ngoài hành tinh. Tuy nhiên, các phân tử hữu cơ gợi ý về các quá trình sinh học hấp dẫn được biết là sẽ suy giảm theo thời gian, khiến công nghệ hiện tại khó phát hiện ra sự hiện diện của chúng.
Nhưng giờ đây, một phương pháp mới được phát triển dựa trên trí tuệ nhân tạo (AI) có khả năng phát hiện những khác biệt tinh tế trong các mẫu phân tử biểu thị tín hiệu sinh học – ngay cả trong các mẫu hàng trăm triệu năm tuổi. Tốt hơn nữa, cơ chế này mang lại kết quả với độ chính xác 90%, theo nghiên cứu mới.
Trong tương lai, hệ thống AI này có thể được nhúng vào các cảm biến thông minh hơn trên các robot thám hiểm không gian, bao gồm tàu đổ bộ và tàu thám hiểm trên mặt trăng và sao Hỏa, cũng như trong các tàu vũ trụ bay vòng quanh các thế giới có khả năng sinh sống được như Enceladus và Europa.
Robert Hazen, nhà khoa học tại Viện Khoa học Carnegie: “Chúng tôi bắt đầu với ý tưởng rằng tính chất hóa học của sự sống về cơ bản khác với tính chất hóa học của thế giới vô tri; rằng có 'quy luật hóa học của sự sống' ảnh hưởng đến sự đa dạng và sự phân bố của các phân tử sinh học”. ở Washington D.C. và đồng tác giả của nghiên cứu mới, cho biết trong một tuyên bố. “Nếu chúng ta có thể suy ra những quy tắc đó, chúng ta có thể sử dụng chúng để định hướng nỗ lực mô hình hóa nguồn gốc sự sống hoặc phát hiện những dấu hiệu tinh tế của sự sống trên các thế giới khác.”
Phương pháp mới dựa trên tiền đề rằng các quá trình hóa học chi phối sự hình thành và hoạt động của các phân tử sinh học khác biệt cơ bản với các phân tử phi sinh học, ở chỗ các phân tử sinh học (như axit amin) lưu giữ thông tin về các quá trình hóa học tạo ra chúng. Theo nghiên cứu mới, điều này cũng có thể đúng với sự sống ngoài hành tinh.
Ở bất kỳ thế giới nào, sự sống có thể sản xuất và sử dụng số lượng lớn hơn của một số hợp chất được chọn để hoạt động hàng ngày. Các nhà nghiên cứu cho biết trong tuyên bố rằng điều này sẽ phân biệt chúng với các hệ thống phi sinh học – và chính những khác biệt này có thể được phát hiện và định lượng bằng AI.
Nhóm nghiên cứu lần đầu tiên đào tạo thuật toán học máy với 134 mẫu, trong đó 59 mẫu là sinh học và 75 mẫu là phi sinh học. Tiếp theo, để xác thực thuật toán, dữ liệu được chia ngẫu nhiên thành tập huấn luyện và tập kiểm tra. Phương pháp AI đã xác định thành công các mẫu sinh học từ các sinh vật sống như vỏ sò, răng, xương, gạo, tóc người cũng như từ sự sống cổ xưa được bảo quản trong một số mảnh hóa thạch làm từ những thứ như than, dầu và hổ phách.
Theo nghiên cứu mới, công cụ này cũng xác định các mẫu phi sinh học bao gồm các hóa chất như axit amin được tạo ra trong phòng thí nghiệm cũng như các thiên thạch giàu carbon.
Gần như ngay lập tức, phương pháp AI mới có thể được sử dụng để nghiên cứu những tảng đá 3,5 tỷ năm tuổi ở vùng Pilbara ở Tây Úc, nơi được cho là tồn tại những hóa thạch lâu đời nhất thế giới. Được tìm thấy lần đầu tiên vào năm 1993, những tảng đá này được cho là tàn tích hóa thạch của các vi khuẩn tương tự như vi khuẩn lam, là những sinh vật sống đầu tiên tạo ra oxy trên Trái đất.
Nếu được xác nhận, sự hiện diện sớm của vi khuẩn trong lịch sử Trái đất có nghĩa là hành tinh này có cơ hội hướng tới sự sống thịnh vượng sớm hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây. Tuy nhiên, những phát hiện đó vẫn còn gây tranh cãi, vì nghiên cứu liên tục chỉ ra rằng bằng chứng cũng có thể là do các quá trình địa chất thuần túy không liên quan gì đến cuộc sống cổ xưa. Có lẽ AI nắm giữ câu trả lời.
Nghiên cứu này được mô tả trong một bài báo đăng hôm thứ Hai (25/9) trên tạp chí Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia.
Nhưng giờ đây, một phương pháp mới được phát triển dựa trên trí tuệ nhân tạo (AI) có khả năng phát hiện những khác biệt tinh tế trong các mẫu phân tử biểu thị tín hiệu sinh học – ngay cả trong các mẫu hàng trăm triệu năm tuổi. Tốt hơn nữa, cơ chế này mang lại kết quả với độ chính xác 90%, theo nghiên cứu mới.
Trong tương lai, hệ thống AI này có thể được nhúng vào các cảm biến thông minh hơn trên các robot thám hiểm không gian, bao gồm tàu đổ bộ và tàu thám hiểm trên mặt trăng và sao Hỏa, cũng như trong các tàu vũ trụ bay vòng quanh các thế giới có khả năng sinh sống được như Enceladus và Europa.
Robert Hazen, nhà khoa học tại Viện Khoa học Carnegie: “Chúng tôi bắt đầu với ý tưởng rằng tính chất hóa học của sự sống về cơ bản khác với tính chất hóa học của thế giới vô tri; rằng có 'quy luật hóa học của sự sống' ảnh hưởng đến sự đa dạng và sự phân bố của các phân tử sinh học”. ở Washington D.C. và đồng tác giả của nghiên cứu mới, cho biết trong một tuyên bố. “Nếu chúng ta có thể suy ra những quy tắc đó, chúng ta có thể sử dụng chúng để định hướng nỗ lực mô hình hóa nguồn gốc sự sống hoặc phát hiện những dấu hiệu tinh tế của sự sống trên các thế giới khác.”
Phương pháp mới dựa trên tiền đề rằng các quá trình hóa học chi phối sự hình thành và hoạt động của các phân tử sinh học khác biệt cơ bản với các phân tử phi sinh học, ở chỗ các phân tử sinh học (như axit amin) lưu giữ thông tin về các quá trình hóa học tạo ra chúng. Theo nghiên cứu mới, điều này cũng có thể đúng với sự sống ngoài hành tinh.
Ở bất kỳ thế giới nào, sự sống có thể sản xuất và sử dụng số lượng lớn hơn của một số hợp chất được chọn để hoạt động hàng ngày. Các nhà nghiên cứu cho biết trong tuyên bố rằng điều này sẽ phân biệt chúng với các hệ thống phi sinh học – và chính những khác biệt này có thể được phát hiện và định lượng bằng AI.
Nhóm nghiên cứu lần đầu tiên đào tạo thuật toán học máy với 134 mẫu, trong đó 59 mẫu là sinh học và 75 mẫu là phi sinh học. Tiếp theo, để xác thực thuật toán, dữ liệu được chia ngẫu nhiên thành tập huấn luyện và tập kiểm tra. Phương pháp AI đã xác định thành công các mẫu sinh học từ các sinh vật sống như vỏ sò, răng, xương, gạo, tóc người cũng như từ sự sống cổ xưa được bảo quản trong một số mảnh hóa thạch làm từ những thứ như than, dầu và hổ phách.
Theo nghiên cứu mới, công cụ này cũng xác định các mẫu phi sinh học bao gồm các hóa chất như axit amin được tạo ra trong phòng thí nghiệm cũng như các thiên thạch giàu carbon.
Gần như ngay lập tức, phương pháp AI mới có thể được sử dụng để nghiên cứu những tảng đá 3,5 tỷ năm tuổi ở vùng Pilbara ở Tây Úc, nơi được cho là tồn tại những hóa thạch lâu đời nhất thế giới. Được tìm thấy lần đầu tiên vào năm 1993, những tảng đá này được cho là tàn tích hóa thạch của các vi khuẩn tương tự như vi khuẩn lam, là những sinh vật sống đầu tiên tạo ra oxy trên Trái đất.
Nếu được xác nhận, sự hiện diện sớm của vi khuẩn trong lịch sử Trái đất có nghĩa là hành tinh này có cơ hội hướng tới sự sống thịnh vượng sớm hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây. Tuy nhiên, những phát hiện đó vẫn còn gây tranh cãi, vì nghiên cứu liên tục chỉ ra rằng bằng chứng cũng có thể là do các quá trình địa chất thuần túy không liên quan gì đến cuộc sống cổ xưa. Có lẽ AI nắm giữ câu trả lời.
Nghiên cứu này được mô tả trong một bài báo đăng hôm thứ Hai (25/9) trên tạp chí Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia.
