XE TỰ LÁI XE CỦA TƯƠNG LAI

Xe ô tô tự lái (Self-driving car) hay xe tự hành là xe có khả năng nhận diện môi trường xung quanh và tự động di chuyển một cách an toàn với sự can thiếp rất ít của người lái hoặc không cần người lái.
Ô tô tự lái được điều khiển bằng trí tuệ nhân tạo AI thay thế cho các yếu tố con người. Xe tự lái sở hữu một hệ thống công nghệ “đồ sộ” giúp nhận biết vị trí và các biến động trên đường như GPS, camera, radar, laser… Từ các dữ liệu thu về này, hệ thống máy tính sẽ tính toán để điều khiển xe tự động chạy trên đường một cách an toàn.

Hình 1. Các bộ phận của xe tự lái

Với công nghệ hiện nay, đặc biệt là công nghệ 5G, đã có thể tiến hành kết nối các xe tự lái. Một xe đang chạy có thể nhận được tín hiệu của các xe lân cận và có thể biết được vận tốc, hướng đi, khoảng cách đến các xe đó. Mặt khác xe tự lái còn có thể kết nối với hạ tầng giao thông như hệ thống đèn xanh đỏ và có thể giúp cho hệ thống đèn báo hoạt động hợp lý hơn. Trên xe tự lái còn được trang bị bản đồ kỹ thuật số kết nối GPS để bổ sung thêm các thông số về tình huống trên đường. (hình 2).
 

Hình 2. Giao tiếp của xe với các xe khác và với tín hiệu đèn giao thông

Cũng cần phải nói thêm là mặc dù các giác quan của người lái mặc dù rất ưu việt nhưng không phải không có những hạn chế. Hạn chế dễ thấy nhất là “tầm nhìn” của người lái rất hạn chế. Cho dù được hỗ trợ bằng các gương nhưng vẫn tồn tại các “điểm mù”. Hiện nay các camera, ra đa và các cảm biến khác trên xe đã có thể quan sát được 360. Công nghệ hiện nay giải quyết được vấn đề điểm mù và hoàn toàn có thể áp dụng được trên xe tự lái.

Bước tiếp theo, các tín hiệu thu nhận được sẽ được chuyển về “não” tức bộ phận tích, xử lý. Bộ phận này sau khi phân tích và xử lý sẽ ra quyết định và “lệnh” cho các bộ phận chấp hành thực hiện, ví dụ bấm còi, giảm chân ga, phanh, đánh lái sang trái hặc phải, … Cái khó nhất hiện nay là từ các tín hiệu quan sát được, phải phán đoán được tình huống kế tiếp để xử lý, ra lệnh cho các bộ phận chấp hành tiến hành phanh hay tăng ga hay sang số?? Phát hiện được có người đi bộ phía trước nhưng từ ngôn ngữ cơ thể của người đó để phán đoán xem người đó có ý định băng qua đường hay không thì đến người lái chạy bằng cơm còn khó. Theo đó, những người đi bộ được cho là không thể đoán trước, và trên thực tế, thường đưa ra những quyết định bất hợp lý so với hệ thống phần mềm dựa trên logic và trí tuệ nhân tạo. Nói một cách khác, đối với máy móc, hành vi của con người rất khó hiểu. Khoảng cách giữa máy móc và loài người vẫn còn một khoảng cách khá lớn. Một vấn đề nan giải nữa là dung lượng của chíp xử lý hiện nay còn hạn chế. Não người ước tính có 100 tỉ neuron thần kinh (không biết họ đếm như thế nào?) và 100 nghìn tỉ xynap, còn các chíp điện tử hiện nay vẫn còn hạn chế. Một tin vui cho tương lai xe tự lái là ngày 6/1/2020, tại hội chợ CES 2020, Chủ tịch của Qualcomm Cristiano Amon đã công bố việc ra mắt nền tảng chíp mới dành cho xe tự lái với tên gọi Snapdragon Ride. Dòng chíp này với sự tích hợp bộ xử lý ứng dụng ADAS và chíp hỗ trợ tự lái, cho phép thực thi từ dưới 30.000 tỷ đến hơn 700.000 tỷ tác vụ trên một giây. Nền tảng Snapdragon Ride với 2 chíp của Qualcomm sẽ đáp ứng nhiều nhu cầu khác nhau trong xe tự lái như phanh khẩn cấp tự động, nhận dạng biển báo giao thông, tự động lái xe trên đường cao tốc.v.v… Có ý kiến cho rằng những năm qua, công nghệ đã giúp thực hiện được 80% quá trình để sản xuất một chiếc xe tự lái, chỉ còn 20% nhưng đó lại là phần khó khăn nhất. 20% này chính là sự khác biệt cơ bản giữa con người và máy móc.

Thế còn các bộ phận chấp hành? Bạn nào là “dân” ô tô thì biết rõ việc đánh lái sang trái, phải, phanh, sang số, tăng giảm ga, … tự động thì không đến mức dễ như “trở bàn tay” nhưng không phải là quá khó. Cái khó là khi nào th́ì làm chuyện đó, tức nằm ở bộ phận xử lý.

Thế còn các cấp độ tự lái? Có 5 cấp độ xe tự lái theo phân cấp của Hiệp hội Kỹ sư Ô tô (SAE). Hiện ô tô đang ở cấp độ 2, còn cấp độ 5 phải đến năm 2035 mới thịnh hành.
 

Hình 3. Bốn trong năm cấp độ của xe tự lái

Cấp độ 1 (hình 5): Chỉ kích hoạt một tính năng: là dạng cơ bản nhất. Chỉ một quy trình lái được thực hiện từ dữ liệu cảm biến và camera. Chẳng hạn, xe có thể khiển tốc độ hoặc hướng lái, nhưng không cả hai cùng lúc. Chủ yếu vẫn do người lái điều khiển. Công nghệ này đã có từ cuối những năm 90.

Cấp độ 2 (hình 5): Điều khiển hai hoặc nhiều tính năng hơn. Chúng ta đang trong giai đoạn tự động cấp độ 2 với máy tính kiểm soát nhiều chức năng, đủ thông minh kết hợp tốc độ với hệ thống lái từ nhiều nguồn dữ liệu khác nhau. Xe sử dụng dữ liệu định vị vệ tinh chi tiết, tự động rà phanh ở góc khuất, giữ khoảng cách với xe trước, và gần như kiểm soát việc điều khiển xe khi tài xế rảnh rỗi. Thay đổi làn và tự đỗ xe là hai trong số các tính năng điển hình của công nghệ này. Tuy nhiên, người lái vẫn cần đặt tay lên vô lăng trong suốt hành trình. Mercedes cho biết hãng đã áp dụng công nghệ này từ 4 năm nay.

Cấp độ 2+: Giữa tự động cấp độ 2 và 3 là cấp độ 2+. Các hãng xe hy vọng sẽ đạt được mức này trong tương lai gần. Với cấp độ 2+, tài xế vẫn kiểm soát nhưng xe cảm nhận được nhiều thứ xung quanh hơn. Chúng sẽ tự điều chỉnh nếu thấy cần thiết. Điển hình của công nghệ này là theo dõi mức độ tập trung của tài xế.

Cấp độ 3 (hình 5): Xe đảm nhận nhiều chức năng an toàn. SAE gọi đây là “tự động có điều kiện” cấp độ 3. Đó là chế độ riêng biệt cho phép xe thay mặt tài xế thực hiện nhiều tác vụ. Tuy nhiên, người lái vẫn phải can thiệp khi cần. Xe được trang bị cảm biến, thuật toán thế hệ mới. Người lái có thể bỏ tay khỏi vô lăng trong khoảng thời gian nhất định khi xe tự lái.

Cấp độ 4 (hình 5): Tự lái hoàn toàn trong môi trường kiểm soát. Xe có khả năng tự lái hoàn toàn trong khu vực đô thị giới hạn bằng hàng rào địa lý. Xe được trang bị bản đồ độ nét cao, dữ liệu thời gian thực, giao thức giao tiếp xe-tới-xe, liên kết với trung tâm điều khiển nhằm tăng độ chính xác. Christoph von Hugo, phụ trách mảng xe tự động của Mercedes, cho biết tự động cấp độ 4 không cần tài xế. Khi đó, khách hàng chủ yếu thuê xe chứ không sở hữu xe bởi họ không cần phải cầm vô lăng. Các hãng xe lớn cho biết họ sẽ bán xe tự động mức 4 tại Mỹ vào năm 2022. Khi đó, xe sẽ tự lái hoàn toàn, người lái có thể thư giãn nghỉ ngơi trên xe mà không phải quan tâm tới đường sá phía trước.

Cấp độ 5 (hình 2): Tự lái hoàn toàn bất cứ ở đâu. Nhờ sự gia tăng bộ nhớ cũng như tốc độ của máy tính, xe trở thành thực thể cảm nhận được môi trường xung quanh. Công nghệ này được triển khai không lâu sau cấp độ 4, dự kiến từ giữa thập kỷ tới. Chủ yếu khi đó sẽ là xe taxi tự động, có hoặc không có vô lăng. Theo dự báo, sẽ có khoảng 21 triệu xe tự lái vào năm 2035.
 

Hình 4. Cấp độ 5 của xe tự lái

Tai nạn giao thông thì thế nào khi có xe tự lái??

Tai nạn giao thông trong đó có giao thông đường bộ do ô tô và xe máy gây ra là một vấn đề nhức nhối hiện nay. Theo thống kê của WHO hàng năm có khoảng 1,35 triệu người chết vì tai nạn giao thông. Ở Việt Nam theo thông kê của Ủy ban an toàn giao thông hàng năm có khoảng 7000 ÷ 8000 người chết vì tai nạn giao thông (con số này chỉ tính đến người chết tại chỗ). Thiệt hại từ TNGT chiếm khoảng 2,5% GDP toàn cầu, tương đương 1.500 tỷ USD/năm. Vấn đề đặt ra là xe tự lái có làm giảm tai nạn không? Nhiều nhà nghiên cứu cho rằng xe tự lái sẽ ít xảy ra tai nạn. Năm 2015, CNN có thông tin rằng: Những báo cáo sau các thử nghiệm cho thấy, xe tự lái có thể giảm tới 90% các vụ tai nạn như hiện nay, cứu được 30.000 người, giảm được 2,12 triệu thương tích mỗi năm. Cơ sở nào để nói như vậy?

WHO đã thống kê các nguyên nhân gây ra tai nạn giao thông đường bộ bao gồm ý thức người tham gia giao thông, hạ tầng giao thông đường bộ, chất lượng xe cộ. Trong các yếu tố về ý thức người tham gia giao thông có hai điểm quan trọng liên quan đến lái xe:

- Lái xe sau khi sử dụng rượu và các chất kích thích thần kinh khác,

- Lái xe mất tập trung:

+ Mệt mỏi do sức khỏe không tốt, (dẫn đến ngủ gật chẳng hạn),

+ Tâm trạng không tốt (ví dụ vừa cãi nhau với vợ,…),

+ Mất tập trung do phân tâm do các tình huống ngẫu nhiên nào đó trên đường, do người lái làm việc riêng khi lái xe, ví dụ nghe điện thoại.

Ta có thể thấy lái xe chạy bằng điện không mắc các lỗi này, vì thế về lý thuyết, xe tự lái có thể giảm được tai nạn giao thông. Tuy nhiên không có hệ thống nào là an toàn tuyệt đối và chúng ta không nên quá kì vọng các công nghệ tiên tiến sẽ giúp giảm đáng kể các tai nạn xe hơi, nhất là các phương tiện trang bị hệ thống tự lái hiện tại. Phân tích cúa IIHS chỉ ra rằng, lỗi điều khiển là nguyên nhân gây ra 9/10 vụ tai nạn và xe tự lái chỉ có thể ngăn được 1/3 số vụ tai nạn mà thôi. IIHS đã tiến hành điều tra 5.000 vụ tai nạn được cảnh sát ghi chép và xếp loại các nhóm hành vi gây tai nạn. Kết quả cho thấy, một chiếc xe tự lái được lập trình để tránh các lỗi liên quan đến việc dự đoán và ra quyết định của người lái. Dù vậy trong nhiều trường hợp, những chiếc xe tự lái này lại ưu tiên sự thuận tiện và vận tốc hơn là phòng tránh va chạm. Thậm chí, các chuyên gia cũng cảnh báo, các công nghệ hỗ trợ người lái như cảnh báo lệch làn hay kiểm soát hành trình thích ứng có thể gây ảnh hưởng tiêu cực đến sự chú ý của tài xế. Các nhà nghiên cứu cho biết điều cần thiết nhất mà người lái xe cần làm là sự tập trung khi lái xe.

Tai nạn nghiêm trọng đầu tiên do xe tự lái gây ra xảy ra vào ngày 18/3/2018. Đó là chiếc xe tự lái thử nghiệm Volvo XC90 của hãng Uber do tài xế Rafaela Vasquez cầm lái. Một phụ nữ tên là Elain Herzberg 49 tuổi băng qua trước mũi xe và bị đâm chết. Đã có những cuộc điều tra và đã có nhiều ý kiến khác nhau. Có ý kiến cho rằng hệ thống trên xe đã xác định được người phụ nữ tức đã xác định được vật thể lạ và cần phải phanh khẩn cấp nhưng thao tác phanh khẩn cấp đã không được kích hoạt. Có ý kiến khác cho rằng hệ thống trên xe tuy đã phát hiện được người đứng bên vệ đường nhưng không phán đoán được là người đó sẽ băng qua đường nên đã không kích hoạt chế độ phanh khẩn cấp. Có tài liệu nói tài xế bị buộc tội vì đã quá tin tưởng vào chế độ tự lái của xe. Ngày 25/3/2018, một tai nạn thương tâm khác liên quan đến xe tự hành lại diễn ra, mẫu xe điện tự hành Tesla Model X gặp nạn khi đang lưu thông trên cao tốc 101 ở Mountain View (California). Chiếc xe do Walter Huang, 38 tuổi bị phá hủy gần như hoàn toàn sau khi đâm vào dải phân cách (hình 5), và Huang đã tử vong. Gia đình Huang đã kiện hãng Tesla. Theo thông tin trong hồ sơ kiện tại tòa án hạt Santa Clara công bố vào ngày 26/4/2018, hệ thống tự lái bán tự động của xe đã định vị sai làn đường, không nhận ra rào chắn và đưa xe tông thẳng lên phía trước.

Hình 5. Chiếc xe Tesla Model X bị tai nạnn

Các hệ thống hỗ trợ lái hiện tại tạm thời có thể hoạt động tốt trong điều kiện có tầm nhìn thoáng đãng (đường cao tốc), biển báo giao thông, vạch kẻ đường rõ nét, nhưng khi thời tiết xấu (có mưa, tuyết rơi) những yếu tố thuận lợi này sẽ bị loại bỏ. Ngoài các yếu tố về thời tiết, điều kiện vật chất, mỗi một quốc gia, khu vực lại có văn hóa tham gia giao thông khác nhau, đòi hỏi các hãng sản xuất phải điều chỉnh phần mềm tự lái cho phù hợp với văn hóa của khu vực ấy (ví như ở VN người đi xe máy ngoảnh đầu sang trái thay vì bật xi nhan trái). Với hơn 200 quốc gia trên thế giới, đây sẽ là một khối lượng công việc khổng lồ. Ngoài vấn đề khó khăn về mặt công nghệ như đã kể trên, giả sử một hãng xe nào đó dồn tiền đầu tư để sản xuất một chiếc xe siêu thông minh có thể phán đoán được hành vi của con người thì cũng phải rất lâu để công nghệ ấy trở nên đủ rẻ để có thể sản xuất đại trà.

Vì đã có một vài tai nạn đáng tiếc xảy ra nên đã có nhiều khách hàng e ngại về xe tự lái. Theo khảo sát của một số nhà nghiên cứu năm 2017 có 63% tài xế nói rằng họ cảm thấy không an toàn khi ngồi trên một chiếc xe tự lái, đến năm 2018 con số này tăng lên 73%. Cụ thể hơn, có đến 83% trong tổng số phụ nữ được khảo sát cảm thấy sợ hãi các phương tiện tự lái, trong khi chỉ có 63% nam giới thừa nhận rằng họ không tin tưởng vào xe tự lái. Rõ ràng niềm tin vào công nghệ tự lái trên xe hơi đang bị lung lay. Đặc biệt, số lượng người trẻ tuổi (thuộc thế hệ 8X, 9X) không tin tưởng xe tự lái tăng từ 49% lên 64%. Trong khi một nghiên cứu khác không đề cập cụ thể đến vụ tai nạn chết người, AAA nhận được kết quả 63% người lái xe ở Mỹ sẽ cảm thấy lo lắng, 26% cảm thấy bình thường và 9% cảm thấy an toàn khi xe tự lái đi cùng đường với người đi xe đạp hoặc đi bộ.

Mặc dù sự lo ngại về các phương tiện tự lái ngày càng gia tăng, nhưng một số người tiêu dùng vẫn rất vui mừng về công nghệ tự lái một phần. Theo AAA, 55% số người tham gia nghiên cứu cho biết họ muốn công nghệ tự lái một phần được áp dụng lên chiếc xe của mình.