/Tự hành – Công nghệ của tương lai

Tự hành – Công nghệ của tương lai

1.“ Tự hành” là gì?

Về cơ bản, tự hành là khả năng một cỗ máy thực hiện một nhiệm vụ mà không cần điều lệnh của con người. Vì vậy, “hệ thống tự hành” (autonomous system) là một cỗ máy, phần cứng hoặc phần mềm, mà khi được kích hoạt sẽ tự thực hiện một số nhiệm vụ hoặc tự hoạt động. Một cách khái quát, nó có khả năng cảm nhận và phản ứng với môi trường xung quanh.

Những hệ thống tự hành không chỉ giới hạn đối ở các phương tiện không người điều khiển như robot mà còn được tích hợp lên nhiều hệ thống có người điều khiển như xe hơi, máy bay… Nhiều xe hơi đã được trang bị những loại thắng chống khóa, hệ thống điều khiển độ ma sát và thăng bằng, tay lái điện, dây an toàn tự thắt khẩn cấp và đệm khí. Các loại xe cao cấp hơn còn có thể được trang bị hệ thống lái xe thông minh, giữ làn đường tự động, tránh va đập và tự đậu xe. Máy bay thương mại hiện đại có mức độ tự động hóa cao trong từng giai đoạn của chuyến bay.

  1. Xe không người lái (xe tự hành)

Đối với việc phát triển xe không người lái thì phần mềm đóng vai trò quan trọng nhất. Nó được ví như não bộ, đảm bảo sự vận hành cho xe. Nếu trước đây, ô tô đặc trưng bởi  động cơ, hộp số, bộ dẫn động, vô lăng điều khiển, xăng dầu… thì ngày nay, nó giống như một chiếc máy tính. Phần mềm và điện đã thay thế chức năng của các yếu tố cơ học, con người và nhiên liệu. Một chiếc xe hiện đại được điều khiển bởi 80 tới 100 hệ thống nhúng, 90% sáng tạo của xe hơi hiện nằm ở phần mềm, 100% xe sẽ kết nối với Cloud.

Đối với việc phát triển xe không người lái thì phần mềm đóng vai trò quan trọng nhất.

Xe không người lái bây giờ không còn là lãnh địa bất khả xâm phạm của Ford, Daimler, Toyota, Nissan… mà dần dịch chuyển thành lãnh địa của các công ty phần mềm. Các nghiên cứu về công nghệ trên xe tự hành tập trung vào 2 lĩnh vực chính: phát hiện làn đường và nhận dạng đối tượng.

  • Phát hiện làn đườngVấn đề này đã được nghiên cứu trong nhiều thập kỷ qua. Phần lớn các hệ thống phát hiện làn đường đã được phát triển và ứng dụng trong nhiều loại xe sang.
  • Nhận dạng đối tượngĐây là một thành phần quan trọng của hệ thống xe tự hành. Gần đây, công nghệ này đã có những bước tiến bộ lớn như nhận dạng được đối tượng tĩnh như xe đạp, người đi bộ, ô tô, biển báo giao thông… và đang tiến tới việc nhận dạng đối tượng động như xe/người đang di chuyển trên đường thật…
  1. Các cấp độ xe tự hành
  • Cấp độ 0: Cấp độ 0 phụ thuộc hoàn toàn vào người lái ở phía sau tay lái để điều khiển các tính năng của xe, hoàn toàn không có tính năng tự lái (self-driving). Hầu hết những xe trên thị trường hiện này đều có thể được xếp vào cấp độ này, kể cả những xe hơi có tính năng như cảnh báo va chạm hoặc cảm biến cảnh báo điểm mù…
  • Cấp độ 1: Có một vài tính năng hỗ trợ người lái ví dụ như có thể điều khiển tốc độ của xe hoặc hướng lái, nhưng không thể hoạt động cả hai chức năng cùng một lúc. Ví dụ về cấp độ 1 có thể kể đến tính năng cruise control – giữ chân ga tự động khi có thiết lập từ người lái. Hoặc hãng xe Subaru còn có tính năng chủ động điều khiển làn đường trên những xe phổ thông. Những xe hơi có tính năng tự phanh/thắng khẩn cấp, cũng nằm trong cấp độ 1 này.
  • Cấp độ 2: Hỗ trợ người lái nhiều hơn, nhưng xe tự lái ở cấp độ này không thể tự điều khiển xe ở mọi trường hợp, bao gồm nhập làn trên cao tốc. Một vài hãng xe cao cấp hiện đã cung cấp tính năng tự điều khiển hướng lái và tốc độ đồng thời mà không cần tương tác từ người lái trong một khoảng thời gian nhất định (dưới 1 phút). Volvo, Mercedes-Benz và BMW đều đã cung cấp tính năng cấp độ 2, nhưng tất cả đều yêu cầu người lái phải theo dõi điều kiện môi trường xung quanh khi xe di chuyển. Autopilot của Tesla cũng có thể coi là một tính năng tự hành cấp độ 2, nó sẽ điều chỉnh lực xoay trên vô-lăng dựa trên khả năng tập trung của tài xế.
  • Cấp độ 3: Tự lái tùy điều kiện. Không giống cấp độ 2, những xe tự lái cấp độ 3 có thể tự điều hành trong mọi tình huống, chiếc xe cũng sẽ tự theo dõi điều kiện đường xá, nhưng chiếc xe sẽ chuyển về cho con người điều khiển khi chúng không thể tiếp tục xử lý tình huống. Theo định nghĩa từ SAE, xe cấp độ 3 sẽ yêu cầu con người can thiệp khi hệ thống tự lái có lỗi nhưng theo một số hãng sản xuất xe, họ cho rằng điều này có thể ảnh hưởng tới an toàn của người lái, một vài hãng xe như Ford hay Volvo công bố sẽ bỏ qua giai đoạn này.
  • Cấp độ 4: Gần như là tự lái. Ở cấp độ 4, chiếc xe sẽ không cần tương tác của lái xe nữa và hệ thống sẽ tự dừng lại khi phát hiện có lỗi. Một vài hãng xe như Tesla hay Mercedes-Benz đã tích hợp tính năng tự giảm tốc độ hoặc phát cảnh báo bằng đèn nếu phát hiện người lái mất tập trung. Mới đây, Ford và Volvo đều công bố sẽ cho ra đời những chiếc xe tự lái cấp độ 4 trước năm 2021.
  • Cấp độ 5: Tự lái hoàn toàn. Đây là cấp độ cuối cùng và nếu chiếc xe nào đạt tới cấp độ này, nó có thể tự lái ở mọi điều kiện, không cần sự có mặt của lái xe. Cấp 4 và 5 là một bước nhảy vọt và cần nhiều cải tiến công nghệ. Cấp độ 5 không cần con người, nó sẽ tự xử lý khi có tình huống xảy ra. Các bộ phận cơ bản của xe như chân ga, tay lái, chân phanh sẽ không cần thiết trên một chiếc xe tự lái cấp độ cuối này, bởi không còn con người trên đó nữa. Chưa hãng xe nào đưa ra lịch trình cụ thể cho cấp độ cuối cùng này mà chỉ đưa ra một mốc thời gian chung chung là khoảng 1 thập kỷ nữa.
Các cấp độ xe tự hành

Gia tăng mức độ tự động hóa hay khả năng tự hành có thể mang lại nhiều lợi ích, như tăng độ an toàn và độ tin cậy, cải thiện thời gian và năng lực phản ứng, giảm gánh nặng về nhân lực để tiết kiệm chi phí, và khả năng thực hiện các chiến dịch khi thông tin liên lạc bị gián đoạn hay trong môi trường khắc nghiệt.

  1. Cơ hội từ xe tự hành

Theo MC Kinsey, giống như điện thoại, xe ô tô cũng sẽ ngày càng trở nên thông minh. Xe ô tô sẽ được trang bị các tính năng hỗ trợ người lái như ứng dụng cảnh báo nguy hiểm, thông tin trên đường, các tính năng giải trí,…Mc Kinsey dự báo đến năm 2020, các xe kết nối này sẽ chiếm 22% tổng lượng xe trên thế giới so với mức 3% năm 2011 và 12% năm 2016. Tốc độ tăng trưởng trung bình của loại xe này đạt 30% hàng năm so với 4% tăng trưởng của xe truyền thống (không kết nối).

Theo Market & Research, thị trường xe có cài hệ thống hỗ trợ lái xe cao cấp (ADAS – Advanced driver assistance system) năm 2016 có doanh thu 12 tỷ USD thì đến năm 2025 có doanh thu 62 tỷ USD, tăng trưởng trung bình hơn 18% một năm.

Hiện trên thế giới có hơn 30 công ty đầu tư nghiên cứu và phát triển xe không người lái như Google, Tesla, Apple, Audi, Nissan, Nividia…. Họ đầu tư rất mạnh mẽ cho lĩnh vực này:

  • Toyota đầu tư 1.2 tỉ USD để phát triển trí thông minh nhân tạo trên dòng xe của mình với mục tiêu đưa xe tự lái vào đời thực năm 2020.
  • Các hãng xe của Nhật cũng đang liên kết với nhau để thực hiện kế hoạch lập bản đồ 3D cho xe không người lái…
  • Audi chi 3,1 tỉ USD để mua lại cơ sở hữu dữ liệu đường phố của Nokia.
  • GM mua lại tài sản của Sidecar và đầu tư 500 triệu USD vào Lyft.
  • Uber China cho biết sẽ đầu tư 500 triệu USD vào sáng kiến lập bản đồ toàn cầu.