Tài liệu được giải mật mới đây nhất sẽ cho chúng ta biết cách CIA tạo ra một trong những loại robot đầu tiên dưới hình dạng côn trùng.
Cuối tháng 12 năm 2003, CIA công bố nhiều công cụ chuyên biệt dành cho điệp viên mà họ chưa từng công bố trước đây tại bảo tàng của họ ở Washington. Trong đó bao gồm một thiết bị nghe lén làm trông như phân của hổ để ghi lại các hoạt động của quân đối phương, và một robot cá thu thập các mẫu nước gần những khu vực có nhà máy hạt nhân ẩn mình. Và hơn hết, chính là loại robot nhỏ có hình dạng loài ruồi.
Thoạt nhìn, cổ vật thời Chiến tranh lạnh thuộc những năm 1970 này trông như loài chuồn chuồn kim xanh thường thấy (Anax Juniux) hoặc trông như loài chuồn chuồn mặt xanh (Coryphaeschna adnexa) – nếu bạn nheo mắt, bạn sẽ thấy phần mặt, cánh và ngực của chúng đều ở đúng vị trí. Nhưng khi nhìn kĩ hơn, bạn sẽ thấy chú bọ này không thật sự là bọ! Chúng là một “loài côn trùng”, một điệp viên trong kích thước của một chú bọ, là đại diện cho bước tiến lớn đầu tiên của chúng ta khi bắt đầu kỉ nguyên phức tạp của robot côn trùng. Đây là một thành tựu đáng kinh ngạc tại thời điểm mà bộ vi xử lí chỉ mới là một phát minh mới.
Hiện nay, sau khoảng 16 năm kể từ khi được ra mắt – và gần 50 năm kể từ cái đập cánh đầu tiên – tài liệu vừa được công bố này đã tiết lộ rất chi tiết cách mà CIA đã tạo ra loại vi robot ấn tượng này.
Đặt "bọ" lên bọ
Sơ đồ thiết kế và chi tiết mặt cắt của “bọ nghe lén” – được cung cấp bởi The Black Vault.
Dù là thiết bị gây chú ý hàng đầu tại bảo tàng của CIA, rất nhiều chi tiết của chú bọ này vẫn còn là bí ẩn trong suốt hàng thập kỉ, mãi cho tới khi John Greenwald – nhà sáng lập website khai thác các bí mật – The Black Vault, đưa ra yêu cầu công bố các tài liệu này theo Đạo luật Tự do Thông tin (FOIA) vào mùa hè năm 2013.
Trả lời The Black Vault, Greenwald nói: “Tôi đã biết được rằng nhiều năm qua, Chính phủ và Quân đội Hoa Kỳ thường sẽ thừa nhận hoặc xác nhận những gì tồn tại chủ yếu để thỏa mãn hiếu kì của công chúng. Tuy nhiên, chúng ta không hề biết được toàn bộ sự việc, thế nên tôi quyết định khai thác những tài liệu trước đây chưa từng được công bố, để mọi người biết được nhiều thông tin hơn cũng như biết được sự thật của những câu chuyện đó.”
7 năm sau, tháng 1 năm 2020, Greenwald nhận được một xấp tài liệu chi tiết về thiết kế cũng như cấu tạo của robot chuồn chuồn, và câu chuyện một lần nữa được kể lại từ thời Chiến tranh lạnh – thời kì đỉnh cao gián điệp.
"Ông bạn già của tôi chộp lấy chú chuồn chuồn từ chỗ nó đang đậu và quẳng nó vào không trung... nó thực hiện khoảng 2 cú lộn nhào và đáp hoàn hảo trên bàn."
Thời điểm đó, nghe lén – hoặc lén nghe cuộc đối thoại bằng các thiết bị điện tử là công cụ gián điệp đầy tiềm năng và còn khá mới, nhưng đương nhiên vẫn có những vị trí khiến các thiết bị ấy khó tiếp cận.
Thế nên cơ quan tình báo đã quyết định hồi phục lại các hạt thủy tinh nhỏ có khả năng phản chiếu ánh sáng laser (trong trường hợp này là tia laser) về đúng với bản chất nguyên thủy của nó. Tia phản xạ laser này có thể bị ảnh hưởng bởi bất cứ rung động nào trong tấm kính, làm thay đổi khoảng cách mà chùm tia truyền đi. Sau đó, CIA có thể phân tích các chùm tia trở lại và tái tạo các rung động làm nhiễu nó, về cơ bản là trích xuất âm thanh từ ánh sáng. Thực tế, các bộ thu hồi này hoạt động như một bộ micro thu âm từ xa có thể nghe lén tại bất cứ cuộc trò chuyện nào. Năm 1970, CIA đã sử dụng công nghệ tương tự để thu nhận độ rung từ kính cửa sổ.
Thách thức thật sự chính là phải có một thiết bị thu âm đủ nhỏ để có thể gắn trên bệ cửa sổ, trên bờ tường của đại sứ quán, hay chỉ là trên chiếc ghế ở công viên ngay đúng vào thời điểm thích hợp nhưng khó bị phát hiện. Trước đó, CIA đã rất nhiều lần thử gắn micro vào mèo, thế nhưng dự án đã thất bại thảm hại. Cơ quan cần có cách tiếp cận khác.
Những điệp vụ động vật khác của CIA
Acoustic Kitty: Dự án này đã biến một chú mèo thành một “nhân mão” bằng cách phẫu thuật cấy micro vào tai mèo, gắn một máy phát trong hộp sọ và ăng ten dọc theo đuôi của nó. Sau 5 năm và ước tính mất khoảng 20 triệu đô, dự án đã bị loại bỏ do mèo quá dễ bị phân tâm và bị taxi đâm chết.
Dự án OXYGAS: Dự án này tiến hành bằng cách huấn luyện cá heo gắn lên tàu thuyền hoặc tàu ngầm một thiết bị theo dõi hoặc một loại thuốc nổ. OXYGAS đã thành công đến nỗi một sự án mới tương tự có tên Chirology tiếp tục được hiện cho đến năm 1969 khi liên kết với ARPA, khi đó DARPA đã được biết đến.
Dự án Aquiline: Dự án này dùng máy bay không người lái với sải cánh dài 10 feet được ngụy trang thành đại bàng. Nó được cho là có thể bay 1000 dặm đến Liên Xô để thu thập tin tình báo, nhưng Adkins nói rằng có rất nhiều vấn đề về việc lái tự động. Chi phí chồng chất và tai nạn nghiêm trọng là nguyên nhân dẫn đến việc hủy bỏ dự án này.
Dự án "Chú cá điệp viên Charlie": CIA đã tạo ra “Charlie”, một thiết bị không người lái dưới nước nhằm nghiên cứu tính khả thi của việc sử dụng loại thiết bị này để thu thập thông tin tình báo. Với thân chịu lực, hệ thống dằn, hệ thống thông tin liên lạc và hệ thông đẩy, Charlie có thể thực hiện thu thập các mẫu nước gần các cơ sở hóa học và hạt nhân.
Cho tới khi người đại diện hàng đầu của Văn phòng Nghiên cứu và Phát triển thuộc CIA, ông Don Resier, đưa ra giải pháp thay thế. Thay vì gắn micro lên những loài động vật có vú phổ biến, một loại robot côn trùng có thể sẽ ít bị chú ý. Charles Adkins - với biệt danh là “người săn côn trùng”, đã được giao nhiệm vụ phụ trách dự án này.
Adkins đã đạt được mục tiêu là phát triển được thiết bị có khả năng bay được 200m và chứa được thiết bị thu âm có trọng lượng 0.2g mà không gây ra bất kì sự chú ý nào. Resier nghĩ rằng ong là một ứng cử viên tiềm năng, nhưng cơ chế bay phức tạp của loài côn trùng này mãi đến năm 1999 mới được nghiên cứu đầy đủ.
Điều Adkins thực sự cần chính là sự cố định vì máy tính thời đó quá lớn và tốc độ xử lí các điều khiển phức tạp còn chậm chạm. May mắn thay, một người đồng nghiệp của Adkins cũng là nhà khoa học của CIA chính là người đam mê chuồn chuồn và có hẳn một bộ sưu tập được bảo quản rất tốt.
Theo như Adkins thì, "nhà khoa học với tên tuổi vẫn còn được lưu lại trong các tài liệu của FOIA" này cho biết khí động lực học của chuồn chuồn ổn định và cân bằng hơn rất nhiều. Ngoài khả năng cơ động đáng kinh ngạc, chuồn chuồn còn là một chiếc tàu lượn hoạt động cực kỳ xuất sắc, giúp chúng tiết kiệm năng lượng sau những chuyến bay dài. Nhà khoa học ấy mang đến một vài mẫu vật, và khi bị Adkins thúc ép, “Ông bạn ấy đã chụp lấy con chuồn chuồn từ chỗ nó đậu và quẳng nó vào không trung. Sau khi lộn nhào khoảng 2 vòng, nó hoàn hảo hạ cánh xuống bàn.”
Màn biểu diễn ấy đã thuyết phục được Adkins, nhưng toàn đội cần nghiên cứu thêm cách tái tạo lại cánh chuồn chuồn, loại có tới 1800 lần đập cánh/phút. Để thực hiện điều này, các nhà khoa học đã sử dụng một bộ máy nhỏ tạo ra dao động chất lỏng, một thiết bị không có bộ phận chuyển động mà được điều khiển hoàn toàn bởi khí sinh ra từ tinh thể lithium nitrat. Nghiên cứu ban đầu cho thấy mẫu vật không thể mang được tải trọng 0.2g, thế nên họ đã thiết kế thêm lực đẩy bằng cách xả khí thải về sau, tương tự như động cơ phản lực.
Sau khi việc sơn sửa lấy cảm hứng từ chuồn chuồn được hoàn thành, chiếc máy bay không người lái với cân nặng chỉ dưới 1g này đã sẵn sàng để (bí mật) hoạt động. Đôi mắt lấp lánh của nó là những hạt thu âm bằng thủy tinh được cài đặt sẵn để rình mò các mục tiêu không lường trước.
Những cơn lốc thật thụ
Dù hiện giờ CIA đã có loại robot mà họ muốn, nhưng vẫn cần tìm cách để dễ kiểm soát chúng hơn.
Phương pháp kiểm soát vô tuyến đã ngay lập tức bị loại bởi bất kì sự gia tăng trọng lượng nào cũng sẽ khiến chú bọ nhỏ này mất mạng. Vì vậy, các nhà khoa học của CIA đã chuyển sang sử dụng loại laser tương tự như loại được sử dụng cho các bộ thu. Đơn vị laser này là loại dễ di chuyển, được gọi là ROME, có thể tạo ra chùm tia hồng ngoại vô hình. Ý tưởng để áp dụng nó chính là tia laser sẽ đốt nóng một dải lưỡng kim để có thể đóng hoặc mở ống xả của chuồn chuồn. Trong khi động cơ này hoạt động trơn tru thì một tia laser khác sẽ điều khiển bánh lái, giúp máy bay bay đến nơi mong muốn.
Với động cơ bơm khí và hệ thống định vị dựa trên laser, chuồn chuồn chỉ có thể bay trong vòng 60 giây. Nhưng điều đó là quá đủ để nó đến được mục tiêu cách đó 200m. Nếu không có nơi hạ cánh, chuồn chuồn sẽ rơi hoặc đậu vào đâu đó.
“Tính khả thi của phương tiện có hình dạng côn trùng này được kiểm soát với khả năng hoạt động hạn chế đã được nghiên cứu, và cho đến thời điểm hiện tại, tất cả các mục tiêu của dự án đều đã hoàn thành,” – Adkins đưa ra lời tuyên bố cuối cùng vào năm 1974.
Khi "chú chuồn chuồn" này thể hiện rằng nó là một thiết bị đáng kinh ngạc – hoạt động hiệu quả trong các điều kiện thử nghiệm, thế nhưng vật thí nghiệm thường khác với thực tế. Vấn đề lớn nhất với thiết bị này chính là làm sao để giữ cố định tia laser trong suốt chuyến bay, mà tia này lại được điều khiển thủ công. Điều này sẽ dễ thực hiện hơn khi trời quang đãng và lặng gió, nhưng sẽ khó hơn khi có sương mù và các hiện tượng không thể đoán trước khác.
“Bay thẳng một đường trong không gian lặng gió thì không khó lắm. Giống như việc bạn ném một chiếc máy bay giấy vậy, đặc biệt là khi bạn cung cấp cho chúng một ít khí nén” – Simon Walker, chuyên gia trong lĩnh vực cơ học sinh học thuộc Đại học Leeds tại Anh Quốc, trả lời tờ Popular Mechanics. “Nếu bạn kiểm tra các tĩnh mạch trong cánh chuồn chuồn, bạn sẽ thấy nó được cấu tạo bởi các cấu trúc biến dạng vô cùng đặc biệt, uốn cong khi gặp căng thẳng, và sự biến dạng đó thực sự đóng vai trò quan trọng trong khí động học.”
Trên lý thuyết, côn trùng vẫn có thể bay với tốc độ khoảng 7 dặm/giờ, nhưng “phần thử nghiệm cuối cùng để kiểm tra sự điều khiển mức năng lượng khi bay chưa đạt được thành công”, Adkins phát biểu trong bài báo cáo của ông ấy. “Các bài kiểm tra khả năng bay đều rất ấn tượng, nhưng để điều khiển chiếc máy bay nhỏ này trong bất kì điều kiện gió lốc nào cũng đều rất khó khăn.”
Đây là dự án có giá trị khoảng 140.000 đô lúc bấy giờ, nghĩa là rơi vào khoảng 2 triệu đô hiện nay. Số tiền này sẽ thực sự khiến bạn phải xem xét lại khi bạn muốn chi cho "các gián điệp vệ tinh hiện đại" này. Thế nhưng, chưa từng có nhiệm vụ nào của CIA yêu cầu phải có các tình báo viên chuồn chuồn này, và dự án cứ thế ngừng tiến hành.
Mô tả về chuồn chuồn
Trong 50 năm qua, kể cả khi “tự nhiên vẫn là nhất” thì hiểu biết của chúng ta về côn trùng bay cũng như về điện tử học vẫn cần được tái tạo để sử dụng, mặc dù chúng ta đã có những tiến bộ đáng kể trong các phát minh hiện có.
Walker nói rằng: “Chúng ta vẫn có thể tạo ra thứ có thể hoạt động ngay cả khi nó bị hỏng, giống như cơ chế hoạt động của cánh ong vậy.” Anh ấy chỉ vào Skeeter – một máy bay không người lái được Animal Dynamics tạo ra. Thiết bị đó là một ví dụ điển hình của khả năng mà chúng ta có thể có được để phát minh ra những thiết bị có khả năng như côn trùng, nhất là khi chúng ta nâng cao hiểu biết và kiến thức của bản thân về các cơ chế sinh học của chúng.
Là một máy bay không người lái sở hữu sự nhanh nhẹn với bốn cánh vỗ, Skeeter cũng được lấy cảm hứng từ chuồn chuồn. Trong khi “chuyên gia diệt côn trùng” không thể xử lí các cơn gió nhẹ, thì Skeeter có thể xoay sở trong điều kiện gió mạnh với sức chịu đựng và độ bền cao hơn so với các loại máy bay lên thẳng tương đương” – công ty thiết kế Skeeter tuyên bố.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Delft cũng đã nghiên cứu nhiều loại robot chuồn chuồn từ năm 2005. Delfly Micro, loại robot chuồn chuồn nhỏ nhất chỉ nặng 3g với sải cánh dài 4 inch. Hoạt động bằng pin, con robot này có thể bay trong vòng ba phút và nhanh nhẹn hơn nhiều so với “tổ tiên” của nó. Nó cũng có thể chuyển tiếp hình ảnh từ một máy quay video, điều mà các nhà nghiên cứu của CIA chỉ có thể mơ ước.
Có các dự án khác thậm chí còn quái lạ hơn các ý tưởng ban đầu của CIA. Các nhà nghiên cứu tại phòng thí nghiệm Draper Charles Stark đã tạo ra một con chuồn chuồn cyborg (chuồn chuồn có đặc tính như người!?). Các nhà khoa học đã phẫu thuật một con chuồn chuồn sống để cấy vào mắt nó “tế bào thần kinh lái” nhằm điều khiển nó từ xa.
Mặc dù tất cả những nghiên cứu này vượt xa những nỗ lực ban đầu của CIA, nhưng chúng cũng nhận được rất nhiều lợi ích khi kế thừa được cả một nửa thế kỷ phát triển công nghệ từ CIA.
“Ngày nay, chúng ta được tiếp xúc rất nhiều với khái niệm máy bay không người lái. Nhưng đây là một máy bay không người lái với kích thước một con bọ! Từ những năm 1970 đấy!” Chỉ nghĩ về những tiến bộ họ đạt được trong vòng 50 năm đủ để tôi nổi da gà.” – Greenwald trả lời báo chí.
Khi mà thử nghiệm với loại côn trùng đầu tiên không thành công, Adkins và đội của ông đã tình cờ khám phá được nền tảng ổn định cho hệ robot công trùng trong tương lai. Một loại máy bay không người lái tương tự như của CIA vào năm 2020? Ai biết được có thể hay không?