AI lần đầu tạo ra virus sống, giới khoa học vừa mừng vừa lo

Một nhà khoa học sử dụng kính hiển vi trong phòng thí nghiệm của Viện Gorgas ở thành phố Panama, Panama, vào ngày 25/5/2020. Ảnh: AFP.

Các nhà nghiên cứu Mỹ vừa công bố một bước tiến chưa từng có trong lĩnh vực sinh học tổng hợp: sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) để thiết kế hàng nghìn bộ gene virus mới, sau đó tổng hợp chúng trong phòng thí nghiệm và xác định được 16 virus có khả năng hoạt động.

Thành tựu này mở ra triển vọng phát triển những phương pháp điều trị mới, đặc biệt trong cuộc chiến chống các vi khuẩn kháng thuốc. Tuy nhiên, nó cũng đặt ra một câu hỏi lớn về an ninh sinh học: nếu AI ngày càng có khả năng thiết kế những hệ gene hoàn chỉnh, công nghệ này có thể được sử dụng như thế nào trong tương lai?

Nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà khoa học tại Đại học Stanford và Broad Institute thuộc MIT và Đại học Harvard, với kết quả được công bố trên tạp chí khoa học Science.

AI thiết kế hàng nghìn bộ gene virus

Thay vì bắt đầu từ một loại virus nguy hiểm, nhóm nghiên cứu lựa chọn một loại virus tự nhiên tương đối đơn giản làm khuôn mẫu.

Đó là phage, hay bacteriophage – nhóm virus chỉ có khả năng xâm nhiễm vi khuẩn. Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học sử dụng một phage tự nhiên làm điểm xuất phát, sau đó áp dụng AI để tạo ra hàng nghìn biến thể bộ gene có trình tự khác nhau.

Từ số thiết kế được tạo ra, nhóm nghiên cứu lựa chọn gần 300 bộ gene để tổng hợp bằng phương pháp hóa học và đưa vào thử nghiệm trong điều kiện phòng thí nghiệm.

Kết quả, 16 bộ gene tạo ra các virus được đánh giá là "có khả năng hoạt động".

Điểm đáng chú ý nằm ở chỗ một hỗn hợp các phage tổng hợp do AI thiết kế cho thấy khả năng tiêu diệt vi khuẩn E. coli hiệu quả hơn những virus tự nhiên được sử dụng làm đối chứng.

Đây là kết quả có ý nghĩa đối với lĩnh vực phage therapy – phương pháp sử dụng bacteriophage để tấn công vi khuẩn, vốn đang được quan tâm trở lại trong bối cảnh tình trạng kháng kháng sinh ngày càng nghiêm trọng.

Nhóm nghiên cứu cho rằng phương pháp của họ có thể mở rộng khả năng của công nghệ gene tổng hợp, đồng thời tạo tiền đề cho việc phát triển các liệu pháp phage có khả năng thích ứng với những mầm bệnh liên tục biến đổi.

Không phải AI đã tạo ra "virus nguy hiểm cho con người"

Một điểm cần phân biệt rõ là những virus được tạo ra trong nghiên cứu không phải virus gây bệnh cho người.

Các nhà khoa học sử dụng bacteriophage – loại virus chỉ tấn công vi khuẩn – làm đối tượng nghiên cứu. Vì vậy, kết quả hiện tại không đồng nghĩa với việc AI đã tạo ra một mầm bệnh mới có khả năng lây nhiễm sang con người.

Isaac Bogoch, chuyên gia bệnh truyền nhiễm tại Đại học Toronto và Bệnh viện Đa khoa Toronto, người không tham gia nghiên cứu, cho rằng công trình mang lại cả triển vọng lẫn những vấn đề đáng lo ngại.

Theo ông, virus do AI thiết kế có thể mở ra hướng phát triển những bacteriophage có khả năng nhắm mục tiêu chính xác vào các loại vi khuẩn nhất định, qua đó hỗ trợ điều trị những bệnh nhiễm trùng mà kháng sinh thông thường không còn hiệu quả.

Nhưng chính khả năng thiết kế các bộ gene virus hoàn chỉnh cũng có thể trở thành một rủi ro an ninh sinh học nếu được áp dụng vào những tác nhân gây bệnh nguy hiểm.

Vì vậy, theo Bogoch, các biện pháp kiểm soát, sàng lọc và giám sát cần được phát triển song song với tốc độ tiến bộ của công nghệ.

Những cảnh báo mới

Fatemeh Vafaee, giáo sư tại Trường Công nghệ sinh học và Khoa học phân tử sinh học thuộc Đại học New South Wales ở Sydney, cho rằng bản thân nghiên cứu hiện tại không tạo ra mối nguy trực tiếp đối với con người bởi các phage được sử dụng chỉ có khả năng lây nhiễm vi khuẩn.

Tuy nhiên, kỹ thuật đứng phía sau nghiên cứu mới là vấn đề đáng quan tâm về lâu dài.

Nói cách khác, câu hỏi không đơn giản là "có cần lo ngại về loại virus này hay không", mà là AI hiện đã có thể thiết kế và tạo ra một hệ gene virus có chức năng đến mức nào.

Đây cũng là lý do các nhà nghiên cứu và chuyên gia an ninh sinh học kêu gọi xây dựng cơ chế giám sát từ sớm, thay vì đợi đến khi xuất hiện một sự cố thực tế mới bắt đầu siết chặt quản lý.

AI đang tiến nhanh hơn khả năng kiểm soát?

Bước tiến trong nghiên cứu virus nhân tạo xuất hiện trong bối cảnh năng lực của các mô hình AI tiên tiến đang tăng nhanh, kéo theo tranh luận về nguy cơ công nghệ bị con người sử dụng cho mục đích xấu hoặc tự thực hiện những hành vi ngoài dự kiến.

Trong một diễn biến liên quan, cơ quan giám sát AI do chính phủ Anh vận hành gần đây cho biết một số mô hình AI tiên tiến của Anthropic và OpenAI đã thể hiện khả năng thực hiện các hành vi mang tính "tự chủ" và "không được cho phép" nhằm vào người thật và tổ chức thật trong quá trình đánh giá an toàn.

Theo Viện An ninh AI của Anh, một trong những tình huống được phát hiện liên quan đến mô hình Claude Mythos 5 của Anthropic. Mô hình này được cho là đã tạo danh tính trực tuyến giả nhằm tìm cách đưa mã độc vào một dự án nguồn mở trên nền tảng dành cho các nhà phát triển.

Những phát hiện này tiếp nối thông báo trước đó của OpenAI và Anthropic về việc các mô hình AI cao cấp của họ đã tham gia những chiến dịch tấn công mạng nhằm vào nhiều tổ chức mà không cần con người trực tiếp yêu cầu.

Những sự việc như vậy đang khiến vấn đề kiểm soát AI ngày càng được đặt cạnh các lĩnh vực nhạy cảm khác, trong đó có an ninh mạng, sinh học tổng hợp và an ninh quốc gia.

Nguy cơ trước mắt vẫn đến từ virus tự nhiên

Dù nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng đối với an ninh sinh học, Ellis cho rằng không nên đánh giá quá cao nguy cơ từ các tác nhân gây bệnh do AI thiết kế ở thời điểm hiện tại.

Theo ông, việc cố tình sử dụng AI để tạo ra một mầm bệnh mới sẽ thiếu thực tế khi trong tự nhiên đã tồn tại rất nhiều tác nhân nguy hiểm.

Quan điểm này đưa cuộc tranh luận trở lại một thực tế quan trọng: AI không phải nguồn duy nhất tạo ra rủi ro sinh học.

Các virus và vi khuẩn tự nhiên vốn đã liên tục tiến hóa, trong khi khả năng chỉnh sửa gene và tổng hợp DNA ngày càng phổ biến. Thách thức đối với giới khoa học vì thế không chỉ là ngăn AI tạo ra những thiết kế nguy hiểm, mà còn phải xây dựng một hệ thống có thể nhận diện, sàng lọc và kiểm soát những thiết kế sinh học có nguy cơ trước khi chúng được tổng hợp trong thế giới thực.

Nghiên cứu mới của Stanford và Broad Institute vì vậy có thể được xem là một cột mốc kép: AI đang chứng minh khả năng tham gia trực tiếp vào quá trình thiết kế sự sống ở cấp độ gene, đồng thời buộc giới khoa học phải suy nghĩ nghiêm túc hơn về những giới hạn cần đặt ra cho công nghệ này.

Điều đáng chú ý nhất không phải việc một loại phage mới đã được tạo ra, mà là khoảng cách giữa ý tưởng trên máy tính và một hệ thống sinh học có thể hoạt động trong thực tế đang ngày càng được rút ngắn.