Robot - vị cứu tinh mới của những rặng san hô

“San hô là một phần đặc biệt của thế giới” - nhận định từ nhà sinh học biển Taryn Foster ở đảo Abrolhos cách bờ biển Tây Australia 40 dặm - nơi không có cây cọ hay thảm thực vật xanh mát nhưng một khi đắm mình vào dòng nước, bạn sẽ thấy tất cả các loài san hô và cá ở vùng nhiệt đới.

San hô là một loài động vật có tên gọi polyp, được tìm thấy phần lớn ở các vùng biển nhiệt đới. Polyp thân mềm tạo lớp vỏ cứng bên ngoài bằng cách hấp thụ canxi cacbonat từ biển. Dần dần, lớp vỏ cứng đó ngày càng dày và hình thành cấu trAustralia san hô như chúng ta thấy ngày nay.

Các rạn san hô có thể chỉ bao phủ 0.2% diện tích đáy biển nhưng chúng là chỗ ở cho hơn một phần tư sinh vật biển. Tuy nhiên, loài vật này rất nhạy cảm với nhiệt và axit nên trong những năm gần đây, khi biển ngày càng ấm hơn và có tính axit hơn, san hô càng trở nên dễ nhiễm bệnh và chết. San hô bị tổn thương sẽ chuyển thành màu trắng - một quá trình được gọi là tẩy trắng, điều mà bà Foster đã tận mắt chứng kiến.

Theo Global Coral Reef Monitoring Network (Mạng lưới giám sát san hô toàn cầu), nhiệt độ dưới nước tăng 1.5 độ C có thể khiến san hô chết hàng loạt, chiếm 70% - 90% tổng lượng san hô trên thế giới. Các nhà khoa học nghĩ rằng, vào 2070, san hô có thể tuyệt chủng.

“Biến đổi khí hậu là mối đe dọa lớn nhất với sự sống của san hô trên khắp thế giới. Các sự kiện tẩy trắng nghiêm trọng gây ra bởi biến đổi khí hậu có thể tạo ra nhiều hậu quả khôn lường nhưng chúng ta lại chưa có đủ giải pháp”, bà Cathie Page từ Viện Khoa học Hàng hải Australia (AIMS) chia sẻ.

Những nỗ lực phục hồi san hô thường là cấy ghép san hô nhỏ được nuôi trong vườn ươm lên các rạn san hô bị thương. Nhưng tiến độ lại chậm, chi phí đắt đỏ và chỉ cứu được một phần các rạn san hô gặp nguy hiểm.

Tuy nhiên, ở vùng nước nông của đảo Abrolhos, Foster đang thử nghiệm một hệ thống mà bà hy vọng rằng sẽ phục hồi san hô nhanh hơn. Ghép các mảnh san hô vào các nút nhỏ, đặt vào các đế khuôn rồi xếp thành một dãy dưới đáy biển. Foster thiết kế những chiếc đế có hình dạng đĩa phẳng có rãnh cùng tay cầm và được làm từ bê tông đá vôi". Chúng tôi muốn biến nó thành một thứ mà có thể sản xuất hàng loạt với giá thành thấp và phải dễ dàng cho thợ lặn hay thiết bị điều khiển từ xa lắp đặt”, cô Foster giải thích.

Cho đến nay, kết quả của thử nghiệm trên là vô cùng khởi sắc.

Chia sẻ thêm về kết quả của thử nghiệm, bà Foster cho rằng: “Chúng tôi đã lắp đặt rất nhiều nguyên mẫu xương san hô và cũng thực hành trên bốn loài khác nhau, chúng đều phát triển rất tốt. Nhờ vậy, các rạn san hô đã bỏ qua vài năm tăng trưởng vôi hóa để đạt đến kích thước cơ bản đó.”

Bà Foster thành lập công ty khởi nghiệp Coral Maker và hy vọng rằng việc hợp tác với công ty phần mềm kỹ thuật Autodesk có trụ sở tại San Francisco sẽ đẩy nhanh quá trình hơn nữa.

Các nhà nghiên cứu của họ đã thiết lập trí thông minh nhân tạo AI để điều khiển các con robot cộng tác - robot làm việc gần gũi với người (cobots). Bà Foster cho biết: “Một số quy trình trong quá trình nhân giống san hô chỉ là chọn và đặt lặp đi lặp lại và chúng rất phù hợp với robot tự động hóa. Một cánh tay robot có thể ghép hoặc gắn những mảnh san hô vào các ô hạt giống. Những cánh tay khác thì đặt san hô vào đế, sử dụng hệ thống tầm nhìn để quyết định cách cầm nó".

Ông Nic Carey - nhà khoa học nghiên cứu cấp cao tại Autodesk nói: “Mỗi một mảnh san hô đều khác nhau mặc dù chung một loài nên robot cần nhận diện các mảnh san hô và cần biết cách xử lý chúng. Đến nay, chúng rất giỏi xử lý sự thay đổi hình dạng san hô”.

Bước tiếp theo là di chuyển robot ra khỏi phòng thí nghiệm vào 12-18 tháng sau khi chúng được thiết lập, bà Foster cho biết. Tuy nhiên đời thực có vô vàn trắc trở: môi trường ẩm ướt, việc san hô sống cần phải được tiếp cận nhẹ nhàng, sự rung lắc đến từ việc di chuyển trên thuyền, và nước biển có thể làm hỏng các thiết bị điện tử. Như một chia sẻ của ông Carey: “Chúng tôi cần đảm bảo có thể bảo vệ những phần dễ hư hỏng của robot này.”

Giá của công nghệ này cũng rất đắt. Công ty Coral Maker phải đặt cược vào nhu cầu của ngành du lịch và kế hoạch cấp tín chỉ đa dạng sinh học - hoạt động tương tự như tín chỉ carbon. Nhà khoa học Cathie Page tại AIMS nói: “Để đón đầu xu hướng và giúp các rạn san hô tồn tại trong tương lai ấm lên đòi hỏi phải đầu tư đáng kể về thời gian, tiền bạc và nhân lực". Tổ chức của bà và những người khác đang tìm kiếm các phương pháp nhân giống san hô nhằm phục hồi diện rộng.

San hô được thu thập và thụ tinh trong phòng thí nghiệm. Ấu trùng được nuôi thành san hô con trong vườn ươm trước khi gieo chúng vào các rạn san hô đã bị suy thoái.

“Tỷ lệ tử vong trong một năm đầu đời của san hô là rất cao. Qua kỹ thuật nhân giống san hô, chúng tôi kỳ vọng số lượng san hô con trên một rạn san hô sẽ tặng lên, nâng cao khả năng tồn tại và phát triển của chúng”, bà Page nói. Việc nhân giống “siêu san hô” có khả năng chống chịu cao hơn cũng như những ý tưởng cấp tiến như đám mây nhân tạo giúp làm chậm quá trình biến đổi khí hậu, phản chiếu ánh sáng Mặt trời để bảo vệ san hô khỏi nhiệt. Ý tưởng này đang nằm trong số những sáng kiến chờ được xem xét.

Một sự đổi mới đầy hứa hẹn nứa liên quan đến âm thanh. Cá và những loài sinh vật biển sống trong các rạn san hô tạo ra những tiếng động rất lớn như những tiếng động đột ngột lặp đi lặp lại với tần số cao. Các nhà nghiên cứu đã thiết lập thuật toán máy tính để phân tích bản ghi âm dưới nước, phát hiện các bản cho biết mức độ khỏe mạnh của san hô. Ở Australia, AIMS đang tiến một bước xa hơn qua dự án nghiên cứu Reef Song - dự án đặt loa phóng đại phát những âm thanh lành mạnh bên cạnh các rạn san hô bị tổn thương nhằm thu hút cá và giúp san hô khỏe hơn.

“Chúng tôi đang cố gắng giải quyết một trong những vấn đề sinh thái phức tạp nhất trên khắp hành tinh. Điều quan trọng là không có giải pháp nào là đơn giản cho một vấn đề nhức nhối cả”, baPage nói một cách đầy hy vọng.