Tuần lễ Khoa học - Công nghệ VinFuture 2025: Khai mở cho nền y học thế giới từ robot thông minh

Những nghiên cứu xuất sắc trên đã được chia sẻ tại Tuần lễ Khoa học - Công nghệ VinFuture 2025, nhiều nhà khoa học xuất sắc đã “Diễn thuyết truyền cảm hứng: Công nghệ đột phá tương lai” giới thiệu bốn câu chuyện đổi mới đang tái định hình thế giới - từ robot thông minh, y học phục hồi cho kỷ nguyên mới như trái tim nhân tạo, khai mở tiềm năng con người bằng robot mềm, Trí tuệ vật lý tự phát… cho kỷ nguyên mới vào sáng ngày 2/12 tại Hà Nội.

“Trái tim nhân tạo mềm có nhịp đập”

Phó giáo sư Đỗ Thanh Nhỏ, Đại học New South Wales (Úc), Giám đốc Phòng thí nghiệm Robot Y tế UNSW đã chia sẻ nghiên cứu “trái tim nhân tạo mềm có nhịp đập” được thiết kế riêng cho từng bệnh nhân, có thể tái hiện chính xác chuyển động, áp suất và dòng máu của một trái tim thật.

Phó giáo sư Đỗ Thanh Nhỏ, Đại học New South Wales (Úc) với mô hình Trái tim nhân tạo do ông nghiên cứu

Theo ông, trái tim này sẽ giúp bác sĩ tìm ra chính xác những bệnh nhân phù hợp, tiến hành những cuộc thử nghiệm thiết bị tim mạch mới, diễn tập các ca phẫu thuật phức tạp và xác định được rủi ro trước khi vào phòng mổ, từ đó nâng cao đáng kể độ an toàn và tỷ lệ thành công trong việc điều trị bệnh.

Phát triển những “trái tim robot mềm” thông minh và an toàn hơn, góp phần giảm gánh nặng bệnh tim mạch toàn cầu. Đồng thời, định hình lại cách hiểu và điều trị các bệnh tim mạch và lấy lại hy vọng cho từng nhịp đập trái tim.

Nghiên cứu trên của Phó giáo sư Đỗ Thanh Nhỏ đã mang lại kết quả tích cực tại Úc. Nghiên cứu bắt nguồn từ những trăn trở là các bệnh lý tim mạch như bệnh hở van tim, suy tim và đột quỵ, luôn là những mối đe dọa tới sức khỏe, cướp đi hơn 20 triệu sinh mạng mỗi năm và chiếm gần 32% tổng số ca tử vong trên toàn cầu.

Mong muốn của Phó Giáo sư Đỗ Thanh Nhỏ là tạo ra một sản phẩm giúp các thiết bị y tế được kiểm tra an toàn trước khi sử dụng trên bệnh nhân, đặc biệt là những bệnh nhân ở vùng sâu, vùng xa, nơi khó tiếp cận công nghệ y tế hiện đại

Theo ông, dù hiện tại, các can thiệp phẫu thuật phức tạp bằng các thiết bị tim mạch đang đóng vai trò trung tâm trong việc điều trị những bệnh lý này, việc lựa chọn bệnh nhân vẫn thường dựa trên hình ảnh tĩnh, tiền sử y khoa hoặc mô phỏng - những phương pháp thiếu phản hồi động và cảm nhận xúc giác, dẫn đến việc đánh giá sai lệch, lập kế hoạch điều trị chưa tối ưu và nguy cơ biến chứng sau phẫu thuật. Điều này khiến cho việc đánh giá thiếu độ chính xác, phác đồ điều trị lập ra chưa được tối ưu và làm tăng nguy cơ biến chứng hậu phẫu thuật.

Phó giáo sư Đỗ Thanh Nhỏ chia sẻ, mỗi trái tim con người là duy nhất, chúng khác nhau về hình dạng, chuyển động và đặc tính cơ học của mô tim, khiến các mô hình hiện có chưa thể mô phỏng một cách hoàn chỉnh. Điều này buộc các bác sĩ phải đưa ra những quyết định mang tính sống còn với nhiều biến số khó xác định.

Tuy động vật vẫn được sử dụng trong nghiên cứu và thử nghiệm các thiết bị tim mạch, nhưng chúng lại có những khác biệt đáng kể so với con người về mặt sinh lý. Sự khác biệt này sẽ gây tốn kém, rủi ro trong quá trình phát triển và dẫn đến xác suất phê duyệt thiết bị tim của FDA còn thấp.

Mong muốn của Phó Giáo sư Đỗ Thanh Nhỏ là tạo ra một sản phẩm giúp các thiết bị y tế được kiểm tra an toàn trước khi sử dụng trên bệnh nhân, đặc biệt là những bệnh nhân ở vùng sâu, vùng xa, nơi khó tiếp cận công nghệ y tế hiện đại. Ông đã và đang hợp tác với Bệnh viện 108 cùng một số trường đại học hàng đầu như Bách khoa Hà Nội và Bách khoa Sài Gòn để phát triển và ứng dụng sản phẩm robot trái tim tại Việt Nam và ông hy vọng sẽ ứng dụng thành công tại Việt Nam, giúp các bác sĩ chẩn đoán và lựa chọn phương pháp điều trị tốt hơn.

Để đưa sản phẩm vào sử dụng, ông dự kiến thành lập một công ty nhằm đảm bảo tiêu chuẩn an toàn và xin giấy phép. Giá cả sản phẩm sẽ được điều chỉnh phù hợp với từng đối tượng, với mức giá ưu tiên cho người dân Việt Nam. Ngoài robot trái tim, nhóm nghiên cứu của ông còn tập trung vào các hướng như robot phẫu thuật ung thư đường tiêu hóa và công nghệ phục hồi chức năng cho bệnh nhân tai biến mạch máu não.

Phó giáo sư Đỗ Thanh Nhỏ, Đại học New South Wales (Úc), Giám đốc Phòng thí nghiệm Robot Y tế UNSW, tập trung vào các hệ thống phẫu thuật tiên tiến, robot mềm, cơ quan nhân tạo, vật liệu robot, khung xương ngoài và công nghệ xúc giác (haptic). Ông vinh dự nhận cả hai học bổng danh giá là Học bổng Phát triển Sự nghiệp New South Wales và Học bổng Scientia của UNSW.

Ông cũng được nhận hơn 30 giải thưởng và danh hiệu như Giải thưởng Khoa học Young Tall Poppy năm 2024, Giải thưởng Nghiên cứu của Google, Giải thưởng Người hướng dẫn xuất sắc Arc PGC, Top 4 Robot của năm 2023 do Reuters bình chọn, và là người Thúc đẩy Y tế Tương lai do Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) bình chọn. PGS. Đỗ Thanh Nhỏ đã kêu gọi được hơn 15 triệu đô la tài trợ từ ARC, NHMRC, Quỹ Trái tim (Heart Foundation), NSW Health...

Các nghiên cứu khoa học của ông đã được công bố trên các phương tiện truyền thông hàng đầu như Reuters, The Washington Post, Engineers Australia, IEEE Spectrum, ASME. Ông cũng là nhà phát minh với 12 bằng sáng chế quốc tế, trong đó có một số phát minh đã được cấp phép hoặc thương mại hóa.

Trí tuệ vật lý tự phát: Để cơ thể tự “suy nghĩ”

GS. Ho-Young Kim, Đại học Quốc gia Seoul (Hàn Quốc), với chuyên ngành Kỹ thuật Cơ khí, ông tập trung vào cơ học của vật chất mềm, bao gồm robot mềm, kỹ thuật lấy cảm hứng từ sinh học, trí tuệ vật lý và động lực học tập thể tự phát.

Tại sự kiện, ông đã chia sẻ các hệ thống nhân tạo được phát triển trong phòng thí nghiệm của mình - nơi mà những “hành vi thông minh” được hình thành hoàn toàn nhờ vào các tương tác vật lý giữa robot và môi trường xung quanh.

Những minh chứng này thể hiện bằng cách định hình vật liệu, hình khối và bề mặt tương tác, chúng ta có thể để cơ thể tự “suy nghĩ”, mở ra những hướng tiếp cận bền vững và tiết kiệm cho các nhiệm vụ phức tạp - lĩnh vực mà những robot truyền thống phụ thuộc vào tính toán thường gặp khó khăn.

GS. Ho-Young Kim, Đại học Quốc gia Seoul (Hàn Quốc

Theo ông, đây là một mô hình hoàn toàn mới trong lĩnh vực robot học, trong đó vật chất là tác nhân đảm nhiệm vai trò tính toán chứ không phải các vi mạch silicon, khiến trí tuệ được thể hiện ngay trong hình thái và vật liệu của những con robot.

Loại “trí tuệ vật lý” này vốn rất phổ biến trong tự nhiên, giống như việc đàn kiến có thể xây cầu và bè thông qua những tương tác phối hợp giữa từng cá thể; ống mầm nấm xác định các lỗ khí khổng trên lá nhờ được định hướng bởi những đường gờ hoặc gân lá; hay các tế bào bạch cầu tiêu diệt các tác nhân xâm nhập dựa trên tính chất hóa học bề mặt.

Tuy nhiên, cách tiếp cận này chỉ mới được thử nghiệm gần đây trong lĩnh vực robot học.

Robot có thể “đọc” được ý định vận động của người bệnh

Đột quỵ có thể cướp đi những cử chỉ thường ngày nhất của người bệnh như nắm tay, ăn uống hay thể hiện tình yêu thương. Nhưng sẽ ra sao nếu công nghệ có thể giúp não bộ tự hồi phục, ngay cả khi bác sĩ cho rằng quá trình hồi phục đã kết thúc?

Giáo sư Raymond Tong, Đại học Trung văn Hồng Kông (Trung Quốc) đã đem đến sự kiện công trình nghiên cứu “Bàn tay Hy vọng” (Hand of Hope), một bộ khung xương robot có thể “đọc” được ý định vận động của người bệnh và hỗ trợ họ cử động trở lại, tái đào tạo não bộ thông qua hành động. Ông cũng giới thiệu XoMuscle, một loại cơ nhân tạo lấy cảm hứng từ sinh lý tự nhiên, mềm mại, mạnh mẽ và có thể mang mặc được, tái định nghĩa quá trình phục hồi chức năng - nơi sự thoải mái và phẩm giá của bệnh nhân được đặt ở trung tâm.

Giáo sư Raymond Tong, Đại học Trung văn Hồng Kông (Trung Quốc) đã khai mở tiềm năng con người bằng robot mềm

GS. Raymond Kai-y Tong đã khai mở tiềm năng con người bằng robot mềm. Ông chia sẻ về hành trình 101 triệu người sống với di chứng đột quỵ, làm thế nào mang lại niềm vui và hạnh phúc cho họ?

Theo ông, tổn thương vùng não bộ, liệt nửa người, không nâng chân tay hay việc sinh hoạt cơ bản của cuộc sống, cần có người chăm sóc và hỗ trợ khiến rất nhiều bệnh nhân khóc và muốn lấy lại cuộc sống độc lập. Ông kể, 20 năm trước, ông đã bắt đầu nghiên cứu não bộ, tín hiệu thần kinh, sau đột quỵ tế bào bị mất chức năng. Não chúng ta hiện mới sử dụng 10% năng lực, vậy 90% còn lại thì sao? phòng khi chuyện xấu xảy ra, tế bào sơ cua sẽ giúp phục hồi chức năng?

Thông qua chụp chiếu MRI và nhiều phương pháp, có thể thấy trong não khi muốn di chuyển bàn tay, robot bàn tay phải kết nối chuyển động với tín hiệu thần kinh.

Khi tập luyện, tôi có hỏi bệnh nhân thấy mệt không? Họ nói cảm thấy mệt mỏi trong não bộ vì phải luyện tập kết nối tín hiệu thần kinh với cơ tay. So với nhóm chỉ tập tay có thể cử động dẻo hơn thì khi tập kết nối chuyển động với tín hiệu thần kinh cho thấy hiệu quả hơn.

Bên cạnh đó, một yêu cầu được đặt ra là cần cải tiến từ robot bàn tay gọn nhẹ hơn, linh hoạt hơn, rồi đến robot cổ chân, nẹp tập đi…áp dụng nghiên cứu để tạo ra các sản phẩm phục hồi chức năng khác.

XoMuscle là cơ nhân tạo mạnh nhất kết hợp não bộ với máy tính. Hơn 300 bệnh nhân cả người già và trẻ nhỏ được hỗ trợ đều hiệu quả.

XoMuscle là cơ nhân tạo mạnh nhất kết hợp não bộ với máy tính. Hơn 300 bệnh nhân cả người già và trẻ nhỏ được hỗ trợ đều hiệu quả. Từ nắm chai nước tới cầm trái bóng, vật thể nhỏ, bút…tập tay thuận rồi tay không thuận.

Sử dụng tín hiệu điện từ cơ EMG, sau này là kết nối với máy thì hiệu quả hơn, lúc đầu 10% bệnh nhân phục hồi được khi robot hỗ trợ nhưng hiện tại lên đến 80%. Cơ đùi, cơ cánh tay thì sao? XoMuscle có thể nâng được bình nước 20kg, chuyển từ vật liệu cứng sang mềm để giúp co giãn tốt hơn.

Thông qua những thị phạm công nghệ thực tiễn và câu chuyện từ những bệnh nhân, Giáo sư Tong đã đưa tới một tương lai nơi khoa học kỹ thuật không chỉ tạo ra máy móc mà còn tái tạo cuộc sống con người.

Giáo sư Raymond Tong, Đại học Trung văn Hồng Kông (Trung Quốc) giới thiệu công trình nghiên cứu “Bàn tay Hy vọng”

GS. Raymond Kai-yu Tong, Đại học Trung văn Hồng Kông (Trung Quốc), Chủ tịch sáng lập Ban Kỹ thuật Y sinh đầu tiên tại Hồng Kông, Trung Quốc.

Giáo sư Raymond Kai-yu Tong nằm trong top 2% các nhà khoa học được trích dẫn nhiều nhất trong lĩnh vực chuyên môn của mình và được bầu vào Viện Hàn lâm Kỹ thuật Y học và Sinh học Hoa Kỳ (AIMBE). Lĩnh vực nghiên cứu của ông tập trung vào Robot phục hồi chức năng, giao diện não-máy tính, kỹ thuật thần kinh và kích thích điện chức năng.

Hồng Hạnh