Thay vì lắp hàng nghìn thiết bị cảm biến nhân tạo, các nhà khoa học đang thử nghiệm một hướng đi táo bạo hơn: sử dụng chính những sinh vật đã tồn tại tự nhiên để làm nhiệm vụ giám sát. Bằng cách gắn các thiết bị siêu nhỏ lên lưng côn trùng như ong mật, châu chấu hay gián, giới nghiên cứu đang biến chúng thành những “robot sinh học” di động – một công cụ thu thập dữ liệu cực kỳ hiệu quả, rẻ tiền và thân thiện với môi trường.

Ong mật, vốn có thói quen di chuyển rộng và nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ, độ ẩm và nồng độ hóa chất, đã được các nhà khoa học tại Đại học Washington (Mỹ) trang bị cảm biến nhẹ dưới 5mg để theo dõi chất lượng không khí và dấu vết thuốc trừ sâu trong các nông trại. Tại Nhật Bản, một nhóm nghiên cứu khác đã dùng châu chấu để phát hiện khí methane trong môi trường, trong khi các chuyên gia Hàn Quốc lại dùng gián làm thiết bị dò tìm trong những khu vực đổ nát sau động đất.

Lợi thế lớn nhất của cảm biến sinh học là khả năng di chuyển linh hoạt, tự cấp năng lượng và len lỏi vào những ngóc ngách mà máy móc không thể tiếp cận. Điều này đặc biệt có giá trị trong các đô thị lớn – nơi việc triển khai cảm biến cố định vừa tốn kém vừa bị giới hạn bởi địa hình và kiến trúc phức tạp. Nhờ vào khả năng bay, bò hoặc chui qua khe hẹp, những “cảm biến sinh học” này có thể mang lại dữ liệu vi mô – chẳng hạn sự gia tăng nồng độ ozon ở tầng thấp, mức độ bụi mịn trong ngõ hẻm, hay thậm chí là chỉ số vi khuẩn tại các điểm thoát nước.

Song hành cùng ưu điểm, việc sử dụng côn trùng làm thiết bị cũng đặt ra những thách thức đạo đức và kỹ thuật. Làm thế nào để không ảnh hưởng đến hành vi tự nhiên của sinh vật? Cảm biến có gây hại đến hệ sinh thái nếu mất kiểm soát? Và quan trọng hơn, làm sao đảm bảo độ tin cậy của dữ liệu khi nguồn thu thập là các sinh vật sống, không hoàn toàn điều khiển được?

Giải pháp nằm ở việc thiết kế thiết bị nhẹ, không xâm lấn và sử dụng AI để lọc dữ liệu – nhận biết đâu là di chuyển theo bản năng, đâu là hành vi liên quan đến môi trường. Một số cảm biến thậm chí còn được lập trình để tự phân hủy sau thời gian hoạt động, giảm thiểu tác động sinh thái. Nhờ những cải tiến này, ý tưởng đô thị thông minh với hạ tầng cảm biến sinh học ngày càng được xem là hiện thực chứ không còn là viễn tưởng.

Trong một thế giới ngày càng ô nhiễm, biến đổi khí hậu nhanh và nhu cầu theo dõi môi trường theo thời gian thực tăng cao, việc tận dụng khả năng của tự nhiên để giám sát chính tự nhiên là một bước tiến đáng chú ý. Côn trùng – những sinh vật tưởng như nhỏ bé và vô danh – đang dần trở thành những đồng minh đắc lực trong nỗ lực xây dựng các thành phố thông minh, bền vững và thích ứng tốt với tương lai đầy biến động.

T/H