Tìm hiểu công nghệ xe tự lái

Xe tự lái đang dần trở thành hiện thực – đó là điều chắc chắn. Tuy nhiên, tương lai của loại xe này không rõ ràng và dễ dàng như việc nói “sắp tới tôi sẽ đổi sang xe tự lái”. Hãy xem liệu công nghệ thử nghiệm Super Cruise của GM có trả lời cho những vấn đề còn tồn tại như xe vận hành ra sao, robot lái xe tốt đến mức nào và liệu con người có được phép để xe lái tự động trên đường trong trong tương lai hay không?

1. Khi nào có thể rời tay lái?

Khi vừa bấm nút điều khiển đi vào làn đường màu đen, vô-lăng chiếc xe chiếc như cứng lại. Đột nhiên phím sáng trên tay lái chuyển màu xanh lá cây, báo hiệu xe đang tự lái. Jeremy Salinger, làm việc cho chương trình xe bán tự động của GM, đã từng làm việc với loại xe này hàng chục, có khi lên đến trăm lần, vẫn nói rõ ràng rằng: “Xe đang ở chế độ tự lái đấy”. Điều đó có nghĩa là người lái vừa giao việc tăng tốc và dừng đỗ xe cho thiết bị điều khiển hành trình thích ứng của chiếc Cadilac SUV đã điều chỉnh. Trên xe có gắn một máy tính tích hợp ở đuôi nhằm thu thập dữ liệu từ các camera và bộ cảm biến để đọc tín hiệu điện tử trên đường và xác định vị trí của xe. Sử dụng thông tin này, chiếc xe sẽ điều khiển hệ thống lái điện tử để giữ cho xe đi đúng vào làn đường.

Hệ thống lái xe an toàn đã xuất hiện ở nhiều sản phẩm xe hiện đại.

Chứng kiến chiếc xe thử nghiệm rít về phía trước với vận tốc gần 100km/h, dễ dàng bẻ bánh lái cho xe quặt thành một đường hình oval rồi định kỳ rẽ và tiến thẳng ở Khu thí nghiệm Milford của GM tại bang Michigan có cảm giác vừa hồi hộp vừa lo lắng, như thể một con ma đang lái xe vậy. Nhưng thực ra, chẳng có con ma nào ở đây cả mà chính là công nghệ Super Cruise của GM. Rất có thể nó sẽ trở thành một sản phẩm có mặt trên thị trường trong vòng 5 năm tới.

2. Liệu bao lâu nữa điều này sẽ xảy ra?

Mặc dù GM chưa xác nhận thời gian chắc chắn triển khai nhưng hãng cũng hy vọng Super Cruise sẽ sớm có mặt vào cuối thập kỷ này, sớm nhất là 2017 hoặc 2018. Super Cruise là một phần của xu hướng đã nhen nhóm xuất hiện trong công chúng người mua xe. Hệ thống lái xe an toàn đã xuất hiện ở nhiều sản phẩm xe hiện đại như hệ thống cảnh báo va chạm, hỗ trợ đỗ xe, giám sát hành trình thích ứng, hệ thống kiểm soát điểm mù và các đặc tính khác. Xu hướng này đang nhích người sử dụng đến việc mua những chiếc xe tự động. Bằng cách sử dụng một bộ kết hợp các cảm biến, ra-đa, GPS và camera, hệ thống này cho phép xe xác định những vật thể ở xung canh vả cảnh báo vấn đề, thậm chí dừng xe nếu sắp xảy ra va chạm với một xe khác hoặc người đi bộ trên đường.

Về mặt công nghệ, Super Cruise của GM giống với hệ thống hỗ trợ lái của Mercedes-Benz và các hãng ô tô khác. Tuy nhiên, các hệ thống đó cũng yêu cầu người lái xe phải thường xuyên chạm vào vô-lăng để đảm bảo người đó vẫn kiểm soát tay lái. Điểm khác biệt của Super Cruise chính là lần đầu tiên GM cho phép người lái bỏ tay hoàn toàn khỏi tay lái trong một khoảng thời gian. Về mặt chức năng, đây là một cuộc cách mạng. Xe có thể hoàn toàn tự lái trên đường cao tốc. Super Cruise chính là đại diện cho sự thay đổi quan trọng trong mối quan hệ người lái và xe trong lịch sử công nghệ ô tô.

3. Vậy tiếp theo sẽ là xe tự lái?

Không nhanh đến thế. Chiếc Supper Cruise SRX thử nghiệm được trang bị nhiều thứ chính là xe tự lái nhưng lại không thể tự làm tất cả mọi thứ. Chiếc xe này chỉ có thể tự lái trong điều kiện đường cao tốc, có giới hạn về vận tốc và đổi hướng. Về mặt định nghĩa, đây chính là xe bán tự động (xe tự lái theo định nghĩa của Google là bán tự động). Tương lai của một chiếc xe tự động, khi mà bạn chỉ việc xác định địa chỉ đến trên GPS, để xe tự lái và xem một bộ phim trong hai giờ, vẫn còn xa, mặc dù công nghệ có thể tiến rất nhanh. Vừa mới đây, Audi và Volvo đã cho ra sản phẩm có thể tự đỗ xe. Volvo cho biết đặc tính này có thể sớm xuất hiện vào năm 2014.

Tuy nhiên, các hệ thống như Super Cruise thách thức quan niệm thông thường về việc ai là người lái hay người đó thực chất đang làm gì khi lái xe. Điều này khiến các hãng sản xuất xe và nhà quản lý lo ngại. David Strickland, NHTSA - Ủy ban An toàn Giao thông Quốc gia Mỹ cho rằng: “Một trong những điều mà chúng tôi luôn luôn muốn duy trì và các nhà sản xuất ô tô cũng cần biết chính là người lái vẫn phải chịu trách nhiệm lái xe. Điều này sẽ không bao giờ thay đổi cả”.

4. Làm thế nào để xe nhìn thấy đường?

Super Cruise và các hệ thống tương tự khác có thể làm nhiều hơn việc chỉ nhìn đường. Xe sử dụng rất nhiều cảm biến, laser, ra-đa, camera và công nghệ GPS để phân tích những vật thể xung quanh xe.

Super Cruise và các hệ thống tương tự khác có thể làm nhiều hơn việc chỉ nhìn đường.

Super Cruise là sự kết hợp của hai công nghệ. Đầu tiên là công nghệ giám sát hành trình thích ứng đang dần phổ biến hiện này. Công nghệ này trang bị một ra-đa tầm xa (khoảng 100m) đặt trong một lưới tản nhiệt để giữ xe ở khoảng cách đồng đều với xe khác khi duy trì một tốc độ đã đặt ra. Thứ hai là công nghệ định vị làn đường. Xe được trang bị rất nhiều camera với các phần mềm thị giác máy tính để quét các làn đường và phát hiện vật thể. Thông tin này được gửi đến một chiếc máy tính xử lý dữ liệu và điều chỉnh hệ thống lái bằng điện để giữ cho xe đi đúng làn đường. Vì công nghệ của Super Cruise chỉ áp dụng cho đường cao tốc, GM sẽ sử dụng công nghệ GPS để xác định địa điểm của xe trước khi cho phép người lái tham gia vào việc điều khiển xe.

Thêm vào đó, GM cũng cân nhắc tới việc sử dụng ra-đa tầm ngắn (30-50m) và các cảm biến siêu âm để nâng cao nhận thức tổng thể của xe. Những xe được trang bị hệ thống hỗ trợ đỗ xe đã có bốn cảm biến tương tự ở phía trước và sau xe. GM cũng thử nghiệm công nghệ LIDAR (công nghệ quét laser từ trên không dùng trong ngành viễn thám) bằng cách dùng các tia laser thay vì âm thanh. Công nghệ này mạnh mẽ và chính xác hơn so với cảm biến siêu âm. Tuy nhiên việc LIDAR có được đưa vào một chiếc xe như chiếc Super Cruise vẫn còn là một câu hỏi.

5. Xe bán tự động có phù hợp với người lái?

Chắc chắn là có. Theo Nady Boule, giám đốc Trung tâm nghiên cứu và phát triển R&D của GM, những chiếc xe bán tự động còn lái tốt hơn nhiều so với người lái ở nhiều khía cạnh. Không giống như con người, xe có thể liên tục giám sát tất cả các bên xe, phản ứng gần như ngay lập tức và không thể bị phân tâm. Đồng thời việc lái xe cũng hiệu quả hơn. Một nghiên cứu gần đây trong một hội thảo của Học viện Kỹ sư Điện và Điện tử Mỹ ước tính, một chiếc xe với các cảm biến giúp tăng khả năng lái xe trên đường cao tốc lên 43%. Nếu các xe có thể nói chuyện với nhau, con số này tăng lên một cách đáng kinh ngạc là 273%.

Theo NHTSA và một số hãng xe đã thử nghiệm cho các xe có thể nói chuyện với nhau. Đây là công nghệ tương tác xe với xe, đang được thử nghiệm ở trung tâm công nghệ của GM ở Warren, Mich. Ở một bãi đỗ xe rộng, các kỹ sư của GM để người điều khiển chạy qua hai xe đều trang bị công nghệ GPS và một bộ phát Wi-Fi nhỏ. Công nghệ GPS để xác định ví trị và bộ phát Wi-Fi để xe có thể “nói chuyện” với xe khác. Chiếc xe đã cảnh báo người lái khi có phương tiện phanh gấp trước mặt, ở điểm mù hoặc đang tiến đến từ một góc khuất. Không giống như ra-đa và camera, công nghệ V2V không dùng ánh sáng để giao tiếp mà là bộ phát sóng. Chi phí cho bộ phát sóng rẻ hơn so với các thiết bị phần cứng dùng trong các hệ thống cảnh báo an toàn hiện nay. Công nghệ V2V có thể nói là rất hấp dẫn, nhưng một khi được kết nối với các hệ thống cảnh báo an toàn khác, nó cũng ẩn chứa những nguy cơ tiềm ẩn.

6. Điều này có hợp pháp hay không?

Có nhưng là do luật quy đinh về xe tự lái đến nay chưa ra đời. Hiện nay, ở phạm vi một vài bang trên nước Mỹ như Nevada, California, Florida và tiếp theo sẽ là Michigan mới chỉ thông qua luật thử nghiệm xe tự lái trên đường. Những luật này chỉ đơn giản nhấn mạnh việc cần phải có người trong xe và có thể nắm quyền kiểm soát xe trong trường hợp khẩn cấp. Tháng 5 vừa qua, NHTSA đã đưa ra các hướng dẫn cụ thể nhằm hướng dẫn phát triển xe tự lái, tuy nhiên chưa có điều luật liên bang chính thức nào ra đời. Bryan Walker Smith tại Trung tâm Mạng và Xã hội của trường Luật Standford và Trung tâm nghiên cứu xe hơi cũng chỉ ra rằng, cùng với việc xây dựng các điều luật mới cũng cần phải ra soát lại các luật hiện hành cho xe có hệ thống lái tự động.

Đây là một vấn đề lớn mà NHTSA và các nhà sản xuất ô tô mới chỉ dám nhón chân bằng cách khẳng định người lái xe sẽ phải chịu mọi trách nhiệm. Tuy nghiên, công nghệ bán tự động có ý nghĩa rất lớn với các công ty bảo hiểm. Loretta L.Worters, phó giám đốc truyền thông của Viện thông tin bảo hiểm chia sẻ rằng các hãng bảo hiểm rất chào đón hệ thống tăng cường lái xe an toàn. Tuy nhiên, khi xe chiếc xe trở thành bán tự động thì đây lại là một lĩnh vực khác. Ví dụ, điều này sẽ làm tăng trách nhiệm pháp lý tiềm năng của các nhà sản xuất hoặc bảo dưỡng xe nếu như tai nạn bắt nguồn từ việc thiết kế hoặc bảo trì không đúng.

7. Độ an toàn của những chiếc xe này như thế nào?

Xe bán tự động vận hành dựa trên các hệ thống cảnh báo an toàn nên có thể coi là an toàn.

Nhìn chung, xe bán tự động vận hành dựa trên các hệ thống cảnh báo an toàn nên có thể coi là an toàn. Viện Bảo hiểm an toàn xa lộ Mỹ đã phát hiện ra những lợi ích của hệ thống cảnh báo va chạm phía trước trong việc giảm đi tai nạn giao thông mặc dù không phải 100% đều bằng chứng thật. Chris Urmson, trưởng nhóm chương trình xe tự lái của Google và là giáo sư trợ giảng trường Đại học Carnegie Melton, đã từng làm việc về những thách thức của xe tự lái ở DARPA (Cơ quan các dự án nghiên cứu quốc phòng tiên tiến). Mặc dù đội thử nghiệm của Google đã kiểm nghiệm 500.000 dặm mà không có rủi ro lớn nào, nhưng Urmson cũng thừa nhận rằng không có công nghệ nào hoàn hảo. “Chúng ta có thể làm ra những phương tiện tốt hơn những phương tiện có người lái nhưng không thể có chuyện không có sai lầm nào xảy ra”.

Bên cạnh nguy cơ lỗi hệ thống, công nghệ bán tự động cũng có những hạn chế chung. Ví dụ, chiếc Super Cruise không còn hiệu quả trong trận bão tuyết do camera trên xe không thể xác định được đường đi vì tuyết đã phủ kín. Đây là một sự cố không nhỏ chút nào.

8. Có được chợp mắt một lát sau tay lái không?

Câu trả lời là không. Dù chiếc xe có khả năng tới cỡ nào đi nữa, chiếc xe bán tự động không thể vận hành mà không chú ý. Việc buồn ngủ là một một điều khá nghiêm trọng đối với người lái xe. Eric Raphael làm việc về Super Cruise SRX cho hay: “Chúng ta không thể để ai bò ra ghế sau và đánh một giấc nhưng chúng ta biết có thể người ta sẽ thử”. Để ngăn người lái xe rời ghế lái hoặc trong tình huống xấu, GM phát triển một hệ thống giám sát sử dụng hệ thống âm thanh, thị giác và có thể là phản hồi xúc giác để nhắc nhở người lái xe tiếp nhận việc điều khiển trong trường hợp khẩn cấp hoặc bị phân tán. Ví dụ, phím sáng trên tay lái sẽ chuyển sang màu đỏ khi cảnh báo người lái phải điều khiển xe.

Tất nhiên, ở vận tốc gần 100km/h và giao thông đông đúc, hệ thống không thể cưỡng ép người lái quay trở lại điều khiển, và điều này quả thực đáng lo ngại. Bryan Reimer, một nhà khoa học nghiên của của AgeLab Học viện công nghệ Massachussetts (MIT) và đồng giám đốc Trung tâm giao thông trường đại học New England cho biết: “Ai nói rằng bạn sẽ tỉnh giấc khi bạn thực sự cần phải quay trở lại với tay lái. Tất cả các tài liệu về tâm lý học cho biết con người là những kẻ giám sát hệ thống tự động cao tệ hại: Dễ bị buồn ngủ, dễ thấy chán nản và không hề chú tâm".

9. Việc lái xe sẽ diễn ra như thế nào trong tương lai?

Công nghệ bán tự động và V2V có thể đặt nền móng cho sự thay đổi về lưu lượng giao thông và thậm chí cả thiết kế đường cao tốc. Có 3 viễn cảnh xảy ra:

Tương lai gần

Khi có xe tự lái trên đường, sự thay đổi đầu tiên chúng ta có thể thấy là một chiếc HOV tự đi trên đường cao tốc. Khi vào làn, xe được cài đặt để chạy ở tốc độ mong muốn và bạn có 3 giờ lái xe đơn điệu.

Tương lai trung hạn

Khi vào làn, xe được cài đặt để chạy ở tốc độ mong muốn và bạn có 3 giờ lái xe đơn điệu.

Khi những chiếc xe bán tự động tiến xa hơn, hy vọng rằng chúng có thể bắt đầu giao tiếp với nhau và thậm chí với cả cơ sở hạ tầng. Ở các điểm giao cắt, đèn đỏ thông minh sẽ tự động chuyển sang màu xanh nếu không có xe nào đi đến. Điều này sẽ làm giao thông nhịp nhàng hơn, giảm đi thời gian chờ đợi nhàn rỗi và tai nạn giao thông.

Tương lai lâu dài

Khi đại đa số các phương tiện trên đường đều bán tự động và có thể nói chuyện với nhau, giám sát tốc độc cao, định hình lái xe và hợp nhất kết nối là điều có thể xảy ra.

10. Liệu xe có thể tránh các vật thể trên đường hay không?

Hầu hết, tất cả các hệ thống cảnh báo va chạm phía trước hiện nay đều có thể xác định được xe khác, người đi bộ, con thú, hoặc xe đạp. Một vài loại xe còn có thể khởi động hệ thống phanh ở tình huống tốc độ thấp đến tốc độ trung bình. Nhưng chưa có một hệ thống nào được sản xuất để tránh vật cản cả. Salinger cho biết những chiếc xe trong tương lai có thể có khả năng này, mặc dù đó không phải là điều hiện nay GM đang phát triển.

Nhưng khả năng này lại đặt ra một vấn đề hết sức quan trọng: Nếu một quyết định chỉ đạo cần phải được thực hiện, bạn có muốn để chiếc xe của mình tự làm điều đó không? Khi phải quyết định cho xe đâm vào một đứa trẻ trên đường hay đổi hướng hoặc đâm phải cột điện thoại? Liệu chiếc xe có gây nguy hiểm cho người trên xe khi tránh đâm phải đứa trẻ hay không? Từ một vấn đề kỹ thuật đã trở thành một vấn đề đạo đức.

11. Liệu có khả năng nào làm cho người lái điều khiển xe kém đi không?

Thông thường, khi chúng ta càng sử dụng hệ thống tự lái thì chúng ta càng phụ thuộc vào nó. Do đó, có lý do để nói rằng, càng ít lái thì càng lái kém đi. Trích dẫn ví dụ điển hình như lỗi điều khiển là nguyên nhân của vụ tai nạn chiếc máy bay Air France 447, Reimer ở học viện Massachusetts nhấn mạnh, rất cần có một hệ thống cảnh báo tích hợp trên chiếc xe của mình. “Nếu chúng ta nhìn vào các ngành khác, mà ngành hàng không là một ví dụ điển hình, thì một thực tế buộc phải chấp nhận chính là lái tự động đang làm giảm kỹ năng điều khiển phương tiện của người lái".

12. Nếu tôi muốn lái thì sao?

Đây là câu hỏi quan trọng nhất. Miễn là có tay lái truyền thống trong xe thì bạn vẫn có thể tự lái. Giờ đây mọi thứ bỗng trở nên thú vị hơn: Nếu như hệ thống bán tự động trong xe an toàn và tin tưởng được thì việc có người lái xe lại được xem là sự vô trách nhiệm của công ty bảo hiểm. Điều này sẽ không xảy ra trong thời gian tới nhưng sau cùng là vẫn có thể.

Trong một lần thử chiếc xe mẫu Super Cruise, một chiếc Chevy Volt vọt ra trước mặt chiếc SRX khi đang tự lái. Dù đang chạy với tốc độ gần 100km/h, chiếc xe vẫn ngay lập tức dừng lại, điều chỉnh tốc độ ở khoảng cách an toàn sau chiếc Volt và nhẹ nhàng quay tay lái đi vào tâm làn đường. Trong một tình huống mà con người có thể phản ứng thái quá và giật mình trên tay lái, có thể nghiêng nhào vào một chiếc xe khác hoặc bật ra khỏi đường thì người trên xe đã không làm gì cả, chỉ ngồi đó, thậm chí còn không nghĩ mình đã do dự.

Có rất nhiều người yêu việc lái xe nhưng ai mà không muốn có một lựa chọn khác cho chiếc xe tới của mình?