Physical AI đang mở rộng nhanh sang lĩnh vực thiết bị y tế và cảm biến, làm thay đổi cách chẩn đoán và điều trị. Công nghệ này cho phép hoàn tất chẩn đoán phân tử ngoài bệnh viện chỉ trong 15 phút, mô phỏng cấu trúc não theo từng bệnh nhân để thiết kế liệu pháp kích thích cá nhân hóa, đồng thời dùng chip cảm biến siêu nhỏ để phân tích thành phần hóa học theo thời gian thực.

Khi AI không còn chỉ dừng ở phần mềm mà được tích hợp trực tiếp vào phần cứng y tế và cảm biến, thị trường chăm sóc tại chỗ cũng bắt đầu mở rộng. Nổi bật trong xu hướng này là các startup deeptech châu Âu, nơi AI được dùng để nâng độ chính xác của thiết bị, còn dữ liệu thu từ thiết bị tiếp tục được đưa ngược lại để tối ưu mô hình.

Neuroelectrics, công ty có trụ sở tại Barcelona, Tây Ban Nha, là một ví dụ tiêu biểu. Doanh nghiệp này kết hợp mô hình não số dựa trên AI với thiết bị kích thích não không xâm lấn. Nền tảng NeuroTwin sử dụng dữ liệu MRI của từng bệnh nhân để tách chi tiết các lớp mô não như da đầu, xương, chất trắng và chất xám, sau đó tạo mô hình phần tử hữu hạn bằng thuật toán học máy.

Rafal Nowak, giám đốc phát triển kinh doanh của Neuroelectrics, cho biết công ty xây dựng mô hình từ dữ liệu MRI của từng bệnh nhân, mô phỏng hiệu quả kích thích trước trên mô hình số rồi mới tiến hành điều trị thực tế. Theo ông, do cấu trúc não của mỗi người khác nhau, cá nhân hóa là yếu tố then chốt.

Hiện Neuroelectrics đang ở giai đoạn cuối của thử nghiệm lâm sàng cho điều trị động kinh và dự kiến nộp hồ sơ lên Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ (FDA) vào tháng tới. Thiết bị điện não đồ (EEG) của công ty đã được FDA phê duyệt. Bước tiếp theo, theo ông Nowak, là mở rộng sang mô hình sử dụng tại nhà để giảm gánh nặng đi lại cho bệnh nhân.

Một doanh nghiệp khác là Genomtec, có trụ sở tại Wroclaw, Ba Lan, đang tích hợp AI vào nền tảng chẩn đoán phân tử di động. Công nghệ SNAAT do công ty tự phát triển hoạt động ở nhiệt độ ổn định 60-70 độ C, khác với PCR ở chỗ không cần chu kỳ làm nóng–làm lạnh. CEO Miron Tokarski cho biết quá trình khuếch đại có thể hoàn tất trong 5 phút với mẫu dương tính, và nếu tính cả khâu tách chiết thì kết quả có thể có sau khoảng 15 phút.

Theo Genomtec, công nghệ sử dụng 6 primer có thể bám vào tối đa 8 đoạn gene, qua đó nâng độ đặc hiệu so với PCR. AI được ứng dụng để rút ngắn thời gian phát triển thuốc thử chẩn đoán khi xuất hiện mầm bệnh mới, từ 6 tháng đến 1 năm xuống còn vài tuần. Thẻ lab-on-a-chip dùng một lần của công ty có thể phát hiện đồng thời tối đa 5 loại mầm bệnh.

Thẻ lab-on-a-chip được làm hoàn toàn bằng nhựa, không dùng linh kiện điện tử, van hay hệ quang học nên chi phí sản xuất thấp. Trong khi thiết bị phân tích của đối thủ có giá 20.000-30.000 euro mỗi máy, thiết bị của Genomtec có giá thấp hơn đáng kể. Nhờ đó, công ty có thể triển khai mô hình cung cấp máy miễn phí và thu lợi nhuận từ vật tư xét nghiệm. Giá mỗi thẻ hiện vào khoảng 20-30 euro.

CEO Tokarski cho biết các bệnh viện lớn có thể thực hiện tới 60 xét nghiệm mỗi ngày. Hệ thống cũng có thể vận hành trong môi trường chăm sóc tại chỗ như phòng khám bác sĩ gia đình, nhà thuốc hoặc sân bay. Khi xuất hiện mầm bệnh mới, AI sẽ tự động sàng lọc cơ sở dữ liệu gồm hàng nghìn tác nhân tương tự cùng các nguyên tắc thiết kế thuốc thử, từ đó đề xuất nhóm ứng viên tối ưu chỉ trong vài tuần.

Từ chẩn đoán 15 phút đến cảm biến gắn trên đầu ngón tay robot

MantiSpectra, công ty có trụ sở tại Eindhoven, Hà Lan, đang phát triển chip cảm biến hyperspectral cận hồng ngoại (NIR) siêu nhỏ mang tên ChipSense. Chip có kích thước 1 x 1,5 mm, còn nếu tính cả phần đóng gói là 4 x 4 mm. Sản phẩm được sản xuất theo quy trình bán dẫn nhóm III-V dựa trên InGaAs và InP, đo tổng cộng 64 kênh theo cấu hình 16 kênh x 4 dải, bao phủ cả vùng ngoài quang phổ nhìn thấy.

Leonardo Boarotto, quản lý phát triển kinh doanh của MantiSpectra, cho biết các thiết bị đeo hiện nay thường chỉ có một kênh ánh sáng xanh, trong khi giải pháp của công ty cung cấp 64 kênh, tạo ra lượng dữ liệu lớn gấp 64 lần. Công nghệ này cũng đã được bảo hộ bằng sáng chế. Theo ông, một trong những động lực tăng trưởng chính hiện nay là ứng dụng Physical AI vào robot hình người, bằng cách gắn chip lên đầu ngón tay robot để nhận diện vật liệu như sợi dệt hay thực phẩm theo thời gian thực.

Cả ba doanh nghiệp đều đang chủ động xúc tiến kế hoạch vào Hàn Quốc. Neuroelectrics đặt mục tiêu tìm đối tác phân phối và nhà đầu tư. MantiSpectra cho biết đã xây dựng quan hệ với các tập đoàn lớn tại Hàn Quốc, trong khi Genomtec cũng đang thúc đẩy hợp tác với các nhà phân phối địa phương.

Sự mở rộng của Physical AI sang y tế và cảm biến cũng đang mở ra khả năng hợp tác hoặc thâu tóm giữa các doanh nghiệp sinh học, thiết bị y tế của Hàn Quốc với các startup deeptech châu Âu.