Thiệt hại hàng tỷ USD mà khoa học vẫn chưa tìm được công nghệ nào thính như mũi chó

Con người chúng ta là giống loài hiếu chiến, và trong những cuộc xâm lược đất nước hàng xóm để tranh giành lãnh thổ và kiếm tìm lợi thế kinh tế, ta đã huy động cả lực lượng lính đánh thuê của tự nhiên: các loài động vật. Đặc biệt, loài ngựa đã là biểu tượng của sức mạnh quân sự suốt nhiều ngàn năm. Sử gia Morris Rossabi viết về cuộc chinh phạt của người Mông Cổ như sau:

“Tính cơ động, khả năng gây bất ngờ chính là những từ ngữ mô tả đội quân được dẫn dắt bởi Thành Cát Tư Hãn và các mãnh tướng, và ngựa chính là yếu tố thành bại của chiến thuật tiến công vũ bão ấy. Không phải nói quá, ta có thể đem ngựa so sánh với tên lửa hành trình xuyên lục địa của thế kỷ mười ba”.

Đến Thế chiến thứ Nhất, sự thể vẫn không khác mấy. Sử gia David Edgerton viết rằng: “Khả năng tận dụng triệt để thị trường ngựa thế giới của Vương quốc Anh chính là yếu tố cốt lõi củng cố cho sức mạnh quân sự của họ”.

Đến thời hiện đại, ngựa không còn được sủng ái như trước, nhưng vẫn nhiều dịp xuất hiện trong các cuộc chiến lớn; năm 2001, khi Mỹ xâm lược Afghanistan, Lực lượng Tinh nhuệ Mỹ đã ngồi trên lưng ngựa, điều hướng tia laser để dẫn đường cho tên lửa hành trình. Theo thời gian, ngựa đã dần được thay thế bằng xe bọc thép, bằng xe tăng, vệ tinh và máy bay.

Thế nhưng trong quân sự, vẫn còn một loài 4 chân khác vẫn đang trung thành phụng sự con người, đó là chó. Số liệu thống kê năm 2016 cho thấy có 1.740 nhân sự biết sủa trong quân đội Mỹ. Tại Căn cứ Không quân Lackland đặt tại San Antonio, lực lượng đóng quân nơi đây tự nhân giống chó - chủ yếu là hai loài shepherd Đức và Malinois Bỉ - và huấn luyện chó quân sự từ khi chúng còn là cún.

Cuộc đời lính tráng của chó không khác gì người, sẽ có rất nhiều chó bị loại trong quá trình huấn luyện. Những con còn lại sau đợt thử loại đầu tiên sẽ phải học cách nghe lời trong khoảng thời gian 4-7 tháng, trước khi bước vào giai đoạn học những nhiệm vụ riêng: gác trại, phục kích địch hay dùng thính giác phát hiện chất nổ. Khi được phân công những nhiệm vụ cụ thể, chó càng phải đạt yêu cầu cao hơn nữa và số lượng chó bị loại lại tăng lên. Quân đội Hoa Kỳ ước tính để có được 100 chú chó sẵn sàng ra trận, họ phải huấn luyện 200 con.

100 con được đứng trong hàng ngũ lính đều là những chiến binh đáng giá, và luôn có những câu chuyện khiến tình nghĩa người lính và chú chó thêm phần khăng khít.

Trước khi tiến vào một tòa nhà khả nghi, anh lính dù Thomas luôn cử chú chó giống Malinois vào trong thám thính trước. Trong một ngày chiến sự đặc biệt căng thẳng, Thomas bước vào một căn nhà trông như đã bỏ hoang để tìm chỗ chữa trị vết thương cho đồng đội. Nghe thấy tiếng động lạ ở phòng bên, anh lại gần điều tra thì thấy mình đang nhìn thẳng vào họng súng của kẻ địch.

Đúng giây phút kẻ địch bóp cò súng, thì chú chó lao tới đớp lên cổ của địch quân, khiến hắn ta bắn chệch hướng. Thomas đã sống sót để kể lại câu chuyện như vậy đó.

Khoảng khắc đối diện với cái chế đã làm thay đổi suy nghĩ Thomas. Mỗi khi tham gia nhiệm vụ mới, anh mang theo chú chó dũng cảm bất cứ khi nào có thể. “Có nhiều lúc người ta bảo tôi là ‘Nhiệm vụ này không cần tới chó đâu’, và tôi sẽ trả lời rằng ‘Cần chứ. Anh có phải lính bộ không? Anh có phải lính bộ đâu mà hiểu. Tôi sẽ vẫn dắt chó theo.’”

Ngoài khả năng canh gác và tấn công mục tiêu, quân đội Mỹ còn dựa nhiều vào chó để phát hiện chất nổ. Ước tính. khứu giác của chó nhạy bén hơn một người bình thường từ 10.000 tới 100.000 lần. Giới nghiên cứu tiêu tốn cả tỷ USD nhưng tới thời điểm này, họ chưa tìm ra bất cứ thiết bị cảm nhận mùi nhân tạo nào sánh được với mũi chó.

Không như thiết bị dò kim loại, vốn để phát hiện bom và mìn, loài chó có thể đánh hơi ra những dấu vết mùi của các chất không có tính kim loại, như phân bón hay các loại hóa chất dùng trong hộ gia đình vốn có thể dùng để chế bom. Tại chiến trường đầy rẫy những can nhựa chứa chất nổ tự chế, chó trở thành công cụ dò bom hiện đại nhất mà con người sở hữu.

Các nhà khoa học đã cố gắng thay thế mũi chó nhiều năm nay nhưng vô ích. Từ hồi 1997, Cơ quan Chỉ đạo các Dự án Nghiên cứu Quốc phòng Tiên tiến DARPA đã bỏ ra 25 triệu USD để nghiên cứu thiết bị có tên Mũi Chó - Dog’s Nose, cho phép dò ra mìn mà không làm hại tới loài 4 chân đáng tin yêu. Lịch sử phát triển dài là thế, nhưng theo lời cựu giám đốc DARPA là Regina Dugan, công nghệ phát hiện bom mìn chẳng tiến bộ mấy từ hồi Thế chiến thứ Hai tới giờ.

“Thiết bị dò mìn duy nhất mà chính phủ phát cho quân đội thực chiến là máy dò kim loại và một cái gậy có đầu nhọn”, bà Dugan viết năm 2000. Bạn cũng có thể đoán được mục đích chính của cái gậy, là chọc xuống đất xem liệu có thể có mìn chôn bên dưới không.

Kết quả của những nghiên cứu đầu tiên không mấy khả quan. Những ống phủ polymer là những gì tốt nhất họ có, chúng vô cùng hiệu quả tốt trong môi trường vô trùng của phòng thí nghiệm nhưng vô dụng trên chiến trường. Khi thiết bị này và một chú chó dò mìn đối đầu nhau năm 2001 ở Đại học Auburn, người ta đo đạc được rằng mũi chó hiệu quả hơn thiết bị mới phát triển tới 10 lần.

Trong một thử nghiệm khác cùng khoảng thời gian đó, khi DARPA cho tình nguyện viên thử nghiệm thiết bị tại Missouri, kết quả lại … quá mức mong đợi: cỗ máy nhạy đến mức cho rằng mùi lá và mùi đất cũng là thuốc nổ.

Một thập kỷ sau, vào năm 2010, chỉ huy cấp cao của Tổ chức Liên hợp Ứng phó với Thiết bị nổ Tự chế (JIEDDO) phải thừa nhận thất bại: dù bỏ ra 19 tỷ USD vào nghiên cứu drone gián điệp, thiết bị chặn tín hiệu vô tuyến, và cảm biến gắn trên máy bay để củng cố khả năng rà phá bom mìn của quân đội, chẳng thiết bị nào qua mặt được con chó. Trong thử nghiệm, các thiết bị hiện đại phát hiện được khoảng nửa số bom trước khi nó phát nổ, trong khi đó đội chó nhanh chóng định vị được 80% số bom mìn.

Các máy phát hiện chất nổ mới nhất có thể nhận ra dấu vết chất hóa học dù là rất nhỏ, khả năng còn vượt xa cả mũi chó. Thế nhưng, nó vẫn đầy giới hạn, theo lời giải thích của Matthew Staymates, một kỹ sư cơ khí và chuyên gia khí động lực học đang công tác tại Viện Quy chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST): “Cỗ máy này cần cắm điện, và rồi còn cần một lượng khổng lồ cơ sở vật chất, khí gas, bơm chân không - và lại còn phải mang cả mẫu thử để đưa vào máy nữa cơ”.

Những cỗ máy như vậy có đất dụng võ ở sân bay, nơi hành khách phải qua bài kiểm tra trước khi bước lên phi cơ; mà các nhà nghiên cứu cũng không phí công tạo ra những cỗ máy cồng kềnh đó đâu, ta vẫn học được nhiều từ chó để cải thiện công nghệ hiện tại. Đơn cử như anh Staymates đã sử dụng máy in 3D để tạo ra một chiếc mũi giả, theo nguyên mẫu mũi của Bubbles - một cô chó Labrador.

Kết quả ít nhiều hiệu quả, với một vẻ ngoài buồn cười: anh Staymates tạo ra được một cái mũi giả, gắn lên đầu thiết bị phát hiện chất nổ. Cái mũi giả này có thể ngửi như mũi chó, hít vào thở ra vài lần/giây thay vì chỉ hút không khí rồi phân tích thành phần như những thiết bị trước đây.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra một nghịch lý: cách thức mới này còn hút được không khí với khoảng cách xa hơn trước khi. “Khoảng chín trong mười lần thử, bạn không biết mùi bom xuất phát từ đâu”, anh Staymates giải thích. “Vậy nên bạn sẽ muốn lấy mẫu không khí một cách thông minh, và chính cơ chế của mũi chó đã giúp chúng tôi hoàn thiện hóa công nghệ”.

Nhưng cũng chưa lạc quan được, vì mũi chó vẫn thính hơn những hệ thống cồng kềnh kia nhiều lắm; một trong những điểm đáng chú ý nhất, đó là chó vẫn là sinh vật sống, có thể phản ứng lại tình huống thực tiễn thiên biến vạn hóa chứ không như cỗ máy vô tri. Nhiều nhà khoa học biết điều đó, và cố gắng cải thiện khả năng của chó chứ không tìm cách thay thế sinh vật đáng yêu này.

Năm 2017, một nhóm nghiên cứu thuộc Phòng thí nghiệm Lincoln trực thuộc Viện Công nghệ Massachusetts phát triển thành công một quang phổ kế mới, kích cỡ ngang ngửa cái tủ quần áo, có khả năng phát hiện dấu vết hóa chất trong không khí với độ chính xác ngang ngửa với mũi chó. Nó không chỉ nhạy mà còn rất nhanh, phát hiện chất nổ chỉ trong khoảng một giây. Thế nhưng đây không phải hệ thống sẽ thay thế được chó, mà là công cụ giúp huấn luyện chó tốt hơn.

Đội ngũ đã thử nghiệm song song khả năng phát hiện chất nổ của chó và cỗ máy mới. Và quang phổ kế đã phát hiện ra rằng những lỗi chó gặp phải - là xác định nhầm những hộp rỗng là nơi chứa chất nổ - hóa ra không phải lỗi, bởi lẽ người ta đã từng dùng những hộp này để đựng mìn. Nhờ đó, người huấn luyện chó sẽ biết được "người" lính 4 chân sai ở đâu, và thưởng phạt cho hợp lý để cải thiện khả năng phát hiện chất nổ của chó.

Nhiều nơi muốn ứng dụng cỗ máy này để thay thế chó, nhưng MIT từ chối. Theo hồi âm của nhà nghiên cứu Roderick Kunz, người chịu trách nhiệm phát triển hệ thống này: “Chúng tôi cảm thấy rằng công cụ mới nên được dùng để cải thiện thiết bị dò bom mìn tốt nhất thế giới, ấy là loài chó”.

Tham khảo MIT Technology Review