Năm 1980 đánh dấu bước tiến tiếp theo trong việc nhân bản robot, khi NASA tiến hành nghiên cứu có tên Tự động hóa Cao cấp Phục vụ các Nhiệm vụ Không gian (Advanced Automation for Space Missions). Báo cáo của nghiên cứu kết luận rằng người máy tự nhân bản sẽ đóng vai trò thiết yếu trong việc xây dựng khu định cư Mặt Trăng và xác định có ít nhất ba loại robot cần dùng. Robot thợ mỏ sẽ khai thác nguyên liệu thô cơ bản; robot thợ xây sẽ nấu chảy, tinh chế nguyên liệu và lắp ráp các bộ phận; robot sửa chữa sẽ duy tu, bảo dưỡng chính mình và các robot khác mà không cần con người can thiệp. Báo cáo cũng đưa ra viễn cảnh các robot sẽ tự vận hành ra sao. Giống như xe thông minh gắn móc nắm hoặc bộ phận xúc ủi, các robot có thể di chuyển dọc những hệ thống đường ray, vận chuyển tài nguyên và xử lý chúng thành các dạng tùy ý.
Nghiên cứu này có một lợi thế lớn nhờ thời điểm ra đời thuận lợi. Nó được tiến hành không lâu sau khi các phi hành gia vừa mang về hàng trăm kilôgam đá Mặt Trăng và ta biết rằng thành phần kim loại, silicon và oxy bên trong chúng gần như giống hệt đá Trái Đất. Phần lớn lớp vỏ Mặt Trăng gồm lớp đất mặt, cấu thành từ nền đá cứng, các dòng dung nham cổ đại và mảnh vụn sót lại từ các vụ va chạm thiên thạch. Với những thông tin này, các nhà khoa học NASA có thể bắt đầu phát triển những kế hoạch thực tế và cụ thể hơn để xây dựng các nhà máy trên Mặt Trăng sản xuất được robot tự nhân bản bằng vật liệu tại chỗ. Báo cáo của NASA nói chi tiết về khả năng khai thác mỏ và nấu chảy lớp đất mặt để chiết tách các kim loại dùng được.
Sau nghiên cứu trên, quá trình chế tạo người máy tự nhân bản bị trì hoãn suốt nhiều thập kỷ do nhiệt huyết nguội lạnh. Nhưng hiện giờ, khi mối quan tâm về việc quay lại Mặt Trăng và bay đến Hành tinh đỏ đã trở lại thì ý tưởng này lại được đưa ra xem xét. Chẳng hạn, ta có thể áp dụng những ý tưởng trên vào xây dựng khu định cư Sao Hỏa theo các bước sau. Đầu tiên, ta phải khảo sát sa mạc Sao Hỏa và vẽ bản thiết kế nhà máy. Tiếp đến, ta khoan lỗ vào đất đá và kích nổ từng lỗ. Đá vụn và các mảnh vỡ sẽ được xe ủi và xẻng máy đào xới để tạo nền móng bằng phẳng. Đá sẽ được nghiền thành hạt nhỏ, rồi đưa vào lò luyện bằng vi sóng, từ đó đất sẽ được nấu chảy và kim loại lỏng được chiết tách. Sau đó kim loại được gạn thành các thanh tinh khiết rồi chế biến thành dây, cáp, thanh xà và nhiều thứ khác – những vật liệu xây dựng cần thiết cho bất kỳ cấu trúc nào. Theo cách này, một nhà máy robot sẽ được xây dựng trên Sao Hỏa. Khi những robot đầu tiên được chế tạo, chúng có thể tiếp quản nhà máy và tiếp tục tạo ra các robot khác.
Công nghệ thời NASA thực hiện báo cáo này còn nhiều hạn chế, nhưng ta đã tiến được chặng đường dài kể từ đó. Một bước phát triển đầy hứa hẹn cho công nghệ robot là máy in 3D. Máy tính hiện giờ có thể điều khiển chính xác các dòng chảy nhựa và kim loại để sản xuất theo từng lớp những linh kiện máy móc cực kỳ phức tạp. Công nghệ in 3D còn tiến bộ đến mức có thể in mô người bằng cách bắn ra từng tế bào qua một đầu phun siêu nhỏ. Trong một tập phim tài liệu trên kênh Discovery mà tôi từng dẫn chương trình, tôi đã đưa mặt mình vào một chiếc máy in 3D. Tia laser nhanh chóng quét qua mặt tôi rồi lưu thông tin vào một chiếc laptop. Thông tin đó được nạp vào máy in; máy in này liền tỉ mỉ phun ra nhựa lỏng từ một đầu phun rất nhỏ. Chỉ trong vòng 30 phút, tôi đã có chiếc mặt nạ nhựa mang hình dáng khuôn mặt mình. Tiếp theo, máy in quét toàn thân tôi và sau vài giờ, cho ra một mô hình nhựa sống động giống tôi y hệt. Vậy là trong tương lai, ta có thể đưa chính mình vào bộ sưu tập mô hình cùng Superman. Máy in 3D tương lai có thể tái tạo cả những mô siêu nhỏ cấu tạo nên các bộ phận chức năng trong cơ thể con người hoặc các bộ phận cơ giới cần thiết để chế tạo robot nhân bản. Chúng cũng có thể được kết nối với nhà máy robot, để kim loại nóng chảy sẽ được tạo khuôn trực tiếp thành nhiều robot hơn nữa.
Robot tự nhân bản đầu tiên trên Sao Hỏa sẽ là robot khó chế tạo nhất. Quá trình này đòi hỏi phải vận chuyển rất nhiều thiết bị lên Hành tinh đỏ. Nhưng một khi robot đầu tiên ra đời, nó sẽ được để lại một mình để tự nhân bản. Rồi hai con robot cùng nhân bản sẽ tăng lên thành bốn con. Với đà tăng theo cấp số nhân như vậy, ta sẽ sớm có đội robot đủ lớn để thực hiện cải tạo quang cảnh sa mạc. Chúng sẽ khai thác mỏ, xây nhà máy mới và tạo ra vô số bản sao với chi phí thấp nhưng hiệu quả. Chúng sẽ thiết lập ngành nông nghiệp quy mô lớn và thúc đẩy sự phát triển của nền văn minh hiện đại không chỉ trên Sao Hỏa mà còn ở khắp không gian, thực hiện các hoạt động khai thác trong vành đai tiểu hành tinh, chế tạo giàn phóng laser Mặt Trăng, đóng các tàu liên sao khổng lồ trong quỹ đạo và tạo tiền đề thành lập khu định cư ở các ngoại hành tinh xa xôi. Việc thiết kế và triển khai thành công máy móc tự nhân bản sẽ là một thành tựu đáng kinh ngạc.
Nhưng vượt trên dấu mốc này là mục tiêu cao nhất của ngành robot: người máy tự nhận thức. Những robot này có thể làm được nhiều việc hơn ngoài tự nhân bản chính mình. Chúng có thể hiểu chúng là ai và nắm vai trò chỉ huy: giám sát các robot khác, đưa ra mệnh lệnh, xây dựng dự án, điều phối các hoạt động và đề xuất giải pháp sáng tạo. Chúng có thể giao tiếp với con người, đưa ra các lời khuyên và gợi ý thích hợp. Tuy nhiên, ý tưởng chế tạo người máy tự nhận thức làm phát sinh nhiều câu hỏi hiện sinh phức tạp và khiến nhiều người hãi hùng, lo sợ các máy móc này sẽ làm phản, chống lại chính kẻ sáng tạo ra chúng - con người.
