Xe không người lái - xu hướng của công nghệ tương lai

Hầu hết những người đam mê xe hơi rất ghét ý tưởng về một chiếc xe có thể lái tự động. Tuy nhiên, dù chậm mà chắc, mức độ phổ biến của loại xe này được dự đoán sẽ tăng nhanh trước khi mọi người kịp nhận ra. Tất cả chỉ là vấn đề thời gian để xe tự hành củng cố vị thế trong công nghiệp ô tô thế giới trong tương lai không xa.

Những tín hiệu tiên phong

Xuất hiện lần đầu tiên năm 1939 dưới sự tài trợ của General Motors tại Hội chợ thế giới, xe không người lái chủ yếu phục vụ mục đích nghiên cứu khoa học. Thế nhưng những năm gần đây, các hãng xe lớn như GM, VW, Audi, BMW, Volvo hay Cadillac đã bắt đầu thử nghiệm hệ thống tự vận hành trên nhiều mẫu xe ứng dụng. Trong năm 2005, BMW đã cho những phiên bản tự hành chạy trên đường thử. Năm 2008, GM công bố khởi đầu những nghiên cứu xe không người lái cho tới năm 2015 và lăn bánh trên đường năm 2018. Hai năm sau đó, phiên bản tự hành Audi TTS đã đạt tới tốc độ gần với xe đua trên đường lái tới đỉnh núi Pikes Pick, Hoa Kì.

Năm 2011 thực sự là năm khởi sắc trong lĩnh vực nghiên cứu xe tự động. Volvo cho biết đã phát triển hệ thống tự động hóa trên đường cao tốc và sẽ tích hợp trên xe năm 2020. Bên cạnh đó, ngài Alan Taub, phó chủ tịch Viện nghiên cứu và phát triển toàn cầu của GM, khẳng định kế hoạch ra mắt xe bán tự động năm 2015 và xe tự động toàn phần năm 2020. Không nằm ngoài xu hướng đó, VW hiện nay đang thử nghiệm hệ thống điều khiển tự động tạm thời (TAP) cho phép xe tự lái với tốc độ lên tới 128 km/h trên đường cao tốc. Nhà máy ô tô tự động đầu tiên của Trung Quốc trong sự hợp tác với Đại học công nghệ quốc phòng quốc gia đã thử nghiệm mẫu xe không người lái Hongqi HQ3 trên quãng đường 280 km với vận tốc 88 km/h trong điều kiện đường cao tốc tấp nập.

Những tháng đầu năm 2012, Google đã thử nghiệm phiên bản tự hành của mẫu xe Toyota Prius trên những con đường bang California. Mới đây, Cadillac ra mắt hệ thống bán tự động có tên gọi “Super Cruise” với hứa hẹn sẽ đưa vào sản xuất vào giữa thập kỷ.

Toyota Prius phiên bản tự hành trong quá trình thử nghiệm của Google

Thiết bị hỗ trợ cơ bản

Ví dụ với nghiên cứu của Google, để một chiếc xe có thể tự điều khiển, cần tới sự kết hợp của một loạt các công nghệ kèm theo như bản đồ được lập trình sẵn, radar, cảm biến laser và camera. Mỗi chiếc xe đều trải qua thời kì thử nghiệm nghiêm ngặt và giai đoạn phát triển lâu dài để đảm bảo rằng tất cả thiết bị  hoạt động nhịp nhàng đồng thời.

Trước khi áp dụng công nghệ tự động trên bất cứ tuyến đường nào, các kỹ sư phải tự lái xe và sử dụng công cụ như máy ảnh, cảm biến hay radar để ghi lại bản đồ kỹ thuật số thật chi tiết những đặc tính của lộ trình. Bằng cách lập bản đồ đánh dấu làn đường cũng như các biển báo giao thông, phần mềm trong xe sẽ được làm quen trước với môi trường bên ngoài và đặc điểm đường lái.

Những chuyến đi ban đầu được thực hiện với sự giúp sức của hệ thống hỗ trợ lái xe để chuẩn bị sẵn sàng cho bước tiếp theo. Chiếc xe sẽ xử lý trên đường mà thiếu vắng hệ thống hỗ trợ, chỉ có camera, cảm biến laser và radar để giúp quyết định vị trí và tốc độ di chuyển của các xe khác. Phần mềm kiểm soát tăng giảm tốc độ cùng với camera gắn phía trên sẽ đọc và giải thích tín hiệu đèn giao thông hay các tín hiệu khác xuất hiện trên đường.

Hệ thống bán tự động “SuperCruise”  của Cadillac trên đường thử nghiệm

Tương tự với công nghệ “Super Cruise” của Cadillac, ý tưởng đằng sau khá đơn giản: trong điều khiển môi trường nhất định được đáp ứng, hệ thống sẽ cung cấp sự điều khiển, phanh và xác định làn đường hoàn toàn tự động. Khi được triển khai, hệ thống sẽ dựa trên thiết bị kiểm soát thích ứng hành trình để duy trì khoảng cách an toàn với xe phía trước, cộng với sự hỗ trợ của camera để phát hiện làn đường. Dữ liệu này cũng được so sánh với dữ liệu GPS để theo dõi thay đổi bất ngờ trên đường như khúc cua hay vỉa hè.

Lợi thế hiển nhiên

Chỉ cần xem xét khả năng kiểm soát mà máy tính có thể thực hiện dưới mui xe, không thể nghi ngờ gì về mức độ hiệu quả của xe tự hành. Hệ thống chống bó phanh tự động luôn tốt hơn ngưỡng phanh mà người lái thực hiện trên thiết bị tiêu chuẩn, tương tự với việc kiểm soát lực bám và kiểm soát sự ổn định. Công nghệ tiên tiến này đã giảm bớt gánh nặng đặt lên người điều khiển trên đường cao tốc hay khi tắc đường bởi tất cả đều được tự động hóa. Từ phát hiện điểm mù, cảnh báo làn đường khi khởi hành, quản lý gia nhập làn đường và thậm chí tự đậu xe.

Kết quả nghiên cứu cho thấy người điều khiển là nguyên nhân chính gây ra tai nạn giao thông. Với xe tự hành, sự phân tâm khi mệt mỏi hay say rượu sẽ không ảnh hưởng tới khả năng làm chủ trên đường bởi nhiệm vụ này được máy tính đảm nhận. Không thể kỳ vọng mức độ giảm thiểu tai nạn là 100% nhưng xe tự hành sẽ thay đổi đáng kể con số chục ngàn trường hợp tử vong xảy ra mỗi năm tại nhiều quốc gia.

Từ trước đến nay, điều khiển một chiếc xe chỉ dành cho người có thể vượt qua kì thi lấy bằng lái. Những người quá trẻ hoặc quá già, người khuyết tật hoặc có triệu chứng tâm lý không thể có được trải nghiệm này. Nhưng với xe tự hành, giao thông cá nhân sẽ mở ra tất cả các phân khúc đơn lẻ của xã hội. Việc làm chủ một thiết bị di chuyển hiện đại sẽ nằm trong tầm tay của tất cả mọi người.

Về mặt thẩm mỹ, xe tự hành sẽ thay đổi cách nhìn nhận một chiếc xế hộp, hoặc ít nhất về khía cạnh nội thất sẽ rất khác biệt. Vô-lăng, nút bấm, bàn đạp phanh, ga, cần sang số, đồng hồ tốc độ và nhiều cụm thiết bị khác bỗng trở nên thừa thãi. Những nguyên tắc cứng nhắc như ghế ngồi phải hướng về phía trước sẽ không còn hiệu lực. Nội thất xe sẽ được thiết kế phục vụ nhu cầu sinh hoạt và giải trí của người sử dụng. Bạn có thể ăn, ngủ, nghỉ, thậm chí tận hưởng cuộc sống ngay trong lúc xe vẫn đang chạy trên đường. Xét về tính ứng dụng,xe tự hành giống như một ngôi nhà lưu động và trở thành giải pháp cho hiện trạng đô thị chật chội ngày nay.

Rào cản từ các điểm yếu của xe tự hành

Với khá nhiều ưu điểm nhưng hệ thống này không thực sự hoàn hảo bởi sự phụ thuộc vào điều kiện môi trường. Tính hiệu quả chỉ phát huy tối đa khi môi trường xung quanh hội tụ đủ tiêu chuẩn nhất định.Thời tiết không thuận lợi sẽ ảnh hưởng tới độ chính xác cũng như an toàn của xe khi vận hành. Liệu chiếc xe có thể xử lý kịp thời nếu đường lái đột ngột thay đổi khác với bản đồ lập trình sẵn.

Tuy nhiên, rào cản lớn nhất không đến từ khía cạnh kỹ thuật mà là luật pháp. Ví dụ như khi tai nạn xảy ra, thật khó xác định lỗi thuộc về người ngồi trên xe hay không. Luật pháp dù có cải tiến vẫn chậm chạp hơn tốc độ phát triển của công nghệ. Một số tiểu bang Hoa Kì đã chú ý tới điều luật dành cho xe tự động và bán tự động.

Những người theo chủ nghĩa yêu thích lái xe bảo thủ sẽ không bao giờ là khách hàng tiềm năng của xe tự hành. Theo quan điểm này, lái xe là một kỹ năng cần tới sự chăm chỉ, tập trung và khéo léo và tích lũy lâu dài mới có. Cảm giác làm chủ tay lái là một trải nghiệm thú vị mà không công nghệ kỹ thuật tiên tiến nào có thể thay thế được.

Tương lai nào cho xe tự hành

Xe tự hành mới chỉ chập chững những bước ban đầu trong quá trình tự khẳng định vị thế. Giống như một cuộc phiêu lưu công nghệ mới mẻ, không thể hi vọng doanh số bán ra là hàng triệu chiếc mỗi năm như những chiếc xe truyền thống. Tuy nhiên, tiềm năng giảm thiểu tai nạn cũng như mức độ phổ biến tới mọi phân khúc xã hội sẽ là điều kiện để công chúng chấp nhận các phương tiện tự động. Ngay cả người điều khiển lão luyện nhất cũng sẽ dần nhận ra vai trò của xe tự hành trong thế giới ô tô.

Dù tiêu cực hay tích cực, xe tự hành là xu thế phát triển tất yếu của guồng quay kỹ thuật tiên tiến. Công chúng sẽ không mong đợi sự xuất hiện trong vài năm tới, thậm chỉ cả thập kỷ tiếp theo nhưng sẽ từng bước tiếp cận với hình thức lái xe tự động để chuẩn bị cho sự bùng nổ công nghệ trong tương lai.