Sasha
Writer
Mọi chủ sở hữu xe điện đều nhận thức rõ những yếu tố làm giảm phạm vi hoạt động: thời tiết lạnh thấu xương, cabin nóng nực, chở hàng nặng hoặc chạy với tốc độ cao trên 120km.
Ít người hâm mộ xe điện biết rằng hệ thống lái tự động và bán tự động đòi hỏi lượng điện năng đáng kinh ngạc để thu thập và truyền dữ liệu, huấn luyện trí tuệ nhân tạo (AI), vận hành các máy tính và bộ cảm biến ngày càng mạnh mẽ. Trên thực tế, nếu đạt đến mục tiêu mọi chiếc xe gia đình hay taxi đều có thể tự lái thì xe tự lái có thể tiêu thụ nhiều năng lượng hơn tất cả các trung tâm dữ liệu trên thế giới đã tiêu thụ vào năm 2023, theo một nghiên cứu của Viện công nghệ Massachuset (MIT).
Với chưa đến 7.000 chiếc taxi tự lái (robotaxi) đang hoạt động tại Mỹ và Trung Quốc, chúng ta còn hàng thập kỷ nữa mới đến được những kịch bản như vậy. Tuy nhiên, các công ty như Uber dự kiến sẽ đưa từ 700.000 đến 3 triệu chiếc taxi tự lái ra đường phố thế giới vào năm 2035.
Đối với những mẫu xe đó, “khả năng tự lái ảnh hưởng trực tiếp đến phạm vi hoạt động và số dặm mỗi lần sạc, cũng như tần suất sạc lại”, Kay Stepper, phó chủ tịch phụ trách ADAS và lái xe tự động của công ty Lucid Motors, cho biết. “Chúng tôi đang chứng kiến sự gia tăng theo cấp số nhân về nhu cầu bộ nhớ và tính toán.”
Ngay cả những tài xế taxi truyền thống nghiện thuốc kích thích cũng cần ngủ đủ giấc. Nhưng các nhà điều hành taxi tự lái hình dung những chiếc xe tự lái sẽ liên tục tìm kiếm khách hàng gần như suốt ngày đêm. Mỗi phút lãng phí vào việc sạc pin hoặc lái xe đến trạm là một phút không có khách hàng trả tiền.
“Xét về tổng thể, robotaxi có khả năng hoạt động tới 23 giờ một ngày, chỉ cần khoảng một giờ để sạc điện, bảo dưỡng và vệ sinh,” ông Kay Stepper nói.
Hai công ty Lucid và Rivian, hai đối tác quan trọng của Uber, nằm trong số các nhà sản xuất ô tô đang cạnh tranh để đưa công nghệ tự lái cấp độ 4 vào cả robotaxi và xe hơi cá nhân. Vào tháng 4, Uber đã tăng tổng vốn đầu tư vào Lucid lên 500 triệu USD. Họ cam kết mua ít nhất 35.000 chiếc SUV Gravity và các mẫu xe cỡ trung trong tương lai cho dịch vụ taxi tại hàng chục thành phố, bắt đầu từ San Francisco vào cuối năm nay. Rivian sẽ nhận được tối đa 1,25 tỷ USD từ Uber để ra mắt robotaxi tại 25 thành phố ở Mỹ, Canada và châu Âu đến năm 2031. Việc ra mắt dự kiến vào năm 2028, với đội xe lên đến 10.000 chiếc SUV R2 tại San Francisco và Miami.
Xét đến tầm quan trọng của vấn đề, cả hai nhà sản xuất ô tô đều đang tính toán lượng điện năng tiêu thụ của công nghệ tự lái.
“Toàn ngành đang hướng tới việc nâng cao hiệu quả,” Rahul Rithe, giám đốc hệ thống cảm biến của Rivian, cho biết.
Kay Stepper chỉ vào một cảm biến duy nhất để làm nổi bật nhu cầu dữ liệu đang bùng nổ.
“Tốc độ khung hình điển hình của một camera là 30 khung hình mỗi giây. Sau đó, bạn có từ 5 đến 8 triệu pixel mỗi khung hình. Bây giờ hãy nhân con số đó với 14 camera, cộng thêm dữ liệu Lidar, radar và siêu âm,” ông nói. Các con số tăng lên chóng mặt.
Những nhu cầu đó tăng theo cấp số nhân khi ô tô tiến lên các cấp độ tự lái cao hơn, và lại tăng lên trong các tình huống phức tạp của việc lái xe trong đô thị, nơi hầu hết các phương tiện tự lái sẽ hoạt động.
Taxi tự lái Lucid Gravity
Những mẫu xe đời đầu, chẳng hạn như Chevy Bolt của bộ phận Cruise thuộc General Motors, đã sử dụng một lượng điện năng đáng kinh ngạc từ 1,5 đến 3 kilowatt để cảm nhận môi trường xung quanh và lái xe an toàn, theo Sam Abuelsamid, phó chủ tịch nghiên cứu thị trường tại Telemetry. Đó là chưa kể đến các nhu cầu hàng ngày cho hệ thống truyền động, điều hòa không khí, hệ thống thông tin giải trí và phụ kiện.
Ngay cả ở mức công suất 2 kilowatt, chiếc taxi Cruise đó cũng sẽ tiêu thụ 40 kilowatt-giờ trong ca làm việc 20 giờ chỉ để vận hành chế độ tự lái, tương đương hai phần ba “bình xăng” với bộ pin 60 kWh.
Đối với chiếc xe tự lái dựa trên Ioniq 5 năm 2022 mà Hyundai phát triển cho Motional, mức giảm quãng đường di chuyển tương tự như việc một chiếc Ford F-150 Lightning kéo một chiếc Boeing 747. Cơ quan Bảo vệ Môi trường (EPA) Mỹ ước tính phạm vi hoạt động của Hyundai Ioniq 5 trang bị công nghệ tự lái là 279 km, giảm 46% so với 490 km của phiên bản dành cho người tiêu dùng.
Các mẫu xe tự lái đời mới hơn hoạt động tốt hơn. Rivian đặt mục tiêu tiêu thụ khoảng 1,1 kilowatt cho xe tự lái cấp độ 4, tương đương với 22 kWh trong ca làm việc 20 giờ. Hệ thống của Lucid, hợp tác với công ty AI Nuro, cũng hướng đến mức tiêu thụ tương tự.
Xe taxi Jaguar I Pace của Waymo tiêu tốn khoảng 1 kilowatt năng lượng cho chế độ tự lái, ngay cả khi được trang bị thêm hệ thống 29 camera và 5 thiết bị Lidar. Các mẫu xe được trang bị AI “Driver” thế hệ thứ sáu mới nhất của Waymo cũng có thể sử dụng khoảng 1 kilowatt, theo Abuelsamid. Những mẫu xe đó bao gồm Hyundai Ioniq 5 AV mới nhất đang được thử nghiệm và xe minivan Ojai của Zeekr.
Xe Huynda Ioniq 5 được sử dụng để làm robotaxi có phạm vi hoạt động ngắn hơn nhiều so với mẫu xe cho người tiêu dùng phổ thông.
Hãy xem xét rằng não người chỉ chiếm khoảng 2% khối lượng cơ thể bình thường, nhưng lại tiêu thụ 20% năng lượng và oxy. Vì vậy, nếu bạn đang nói về hàng chục hoặc hàng trăm triệu chiếc xe, với bộ não AI ngày càng lớn, thì con số đó sẽ rất lớn. Hiện có hơn 1,6 tỷ xe ô tô chở khách trên thế giới. Và chỉ mất 19,6 năm để thay thế 90% số lượng xe tự lái toàn cầu khi những chiếc xe cũ ngừng hoạt động, theo phân tích của Hedges & Company.
Vì vậy, việc tưởng tượng một thế giới do xe tự lái thống trị vào năm 2050 hoặc 2060 không còn là viễn tưởng nữa, đặc biệt khi giá cả cho công nghệ tự lái giảm xuống mức chấp nhận được đối với người tiêu dùng.
Nghiên cứu năm 2023 của MIT tập trung vào dấu ấn năng lượng tiềm năng đó. Nhóm nghiên cứu đã tính toán rằng nếu 1 tỷ xe tự lái chỉ hoạt động một giờ mỗi ngày, sử dụng 840 watt điện năng để vận hành hệ thống tự lái – thấp hơn nhiều so với mức hiện nay – chúng sẽ sử dụng lượng năng lượng tương đương với các trung tâm dữ liệu trên thế giới vào thời điểm đó. Trong 90% các kịch bản được mô phỏng, để giữ cho lượng khí thải của xe tự lái không vượt quá mức của các trung tâm dữ liệu năm 2023, mỗi chiếc xe cần phải có công suất tính toán dưới 1,2 kilowatt.
Sertac Karaman, giáo sư hàng không và du hành vũ trụ tại MIT, đồng thời là đồng tác giả nghiên cứu, cho biết nghiên cứu này nhấn mạnh sự cần thiết phải tăng hiệu quả tiêu thụ năng lượng ở chế độ tự lái.
“Một kilowatt mỗi xe dường như là mục tiêu hợp lý trong ba đến năm năm tới,” Sertac Karaman nói. “Nhưng chúng tôi dự đoán rằng phần tính toán trong giao thông vận tải sẽ rất quan trọng, và theo nhiều cách, chúng ta mới chỉ bắt đầu.”
Sertac Karaman lưu ý rằng việc sử dụng năng lượng trên xe chỉ là một phần của câu chuyện. Các trung tâm dữ liệu được giao nhiệm vụ đào tạo dựa trên đám mây cho xe tự lái, hoặc để giám sát và quản lý các hệ thống giao thông tự động chắc chắn sẽ phải tăng công suất để giám sát một đội xe tự lái toàn cầu.
Một chiếc xe tự lái có thể tạo ra hoặc xử lý vài terabyte dữ liệu mỗi ngày. May mắn thay, khi xe tự lái chinh phục mọi ngóc ngách trên toàn cầu, nhu cầu về dữ liệu huấn luyện sẽ giảm bớt.
Nguồn: Insiderev
Ít người hâm mộ xe điện biết rằng hệ thống lái tự động và bán tự động đòi hỏi lượng điện năng đáng kinh ngạc để thu thập và truyền dữ liệu, huấn luyện trí tuệ nhân tạo (AI), vận hành các máy tính và bộ cảm biến ngày càng mạnh mẽ. Trên thực tế, nếu đạt đến mục tiêu mọi chiếc xe gia đình hay taxi đều có thể tự lái thì xe tự lái có thể tiêu thụ nhiều năng lượng hơn tất cả các trung tâm dữ liệu trên thế giới đã tiêu thụ vào năm 2023, theo một nghiên cứu của Viện công nghệ Massachuset (MIT).
Với chưa đến 7.000 chiếc taxi tự lái (robotaxi) đang hoạt động tại Mỹ và Trung Quốc, chúng ta còn hàng thập kỷ nữa mới đến được những kịch bản như vậy. Tuy nhiên, các công ty như Uber dự kiến sẽ đưa từ 700.000 đến 3 triệu chiếc taxi tự lái ra đường phố thế giới vào năm 2035.
Đối với những mẫu xe đó, “khả năng tự lái ảnh hưởng trực tiếp đến phạm vi hoạt động và số dặm mỗi lần sạc, cũng như tần suất sạc lại”, Kay Stepper, phó chủ tịch phụ trách ADAS và lái xe tự động của công ty Lucid Motors, cho biết. “Chúng tôi đang chứng kiến sự gia tăng theo cấp số nhân về nhu cầu bộ nhớ và tính toán.”
Ngay cả những tài xế taxi truyền thống nghiện thuốc kích thích cũng cần ngủ đủ giấc. Nhưng các nhà điều hành taxi tự lái hình dung những chiếc xe tự lái sẽ liên tục tìm kiếm khách hàng gần như suốt ngày đêm. Mỗi phút lãng phí vào việc sạc pin hoặc lái xe đến trạm là một phút không có khách hàng trả tiền.
“Xét về tổng thể, robotaxi có khả năng hoạt động tới 23 giờ một ngày, chỉ cần khoảng một giờ để sạc điện, bảo dưỡng và vệ sinh,” ông Kay Stepper nói.
Hai công ty Lucid và Rivian, hai đối tác quan trọng của Uber, nằm trong số các nhà sản xuất ô tô đang cạnh tranh để đưa công nghệ tự lái cấp độ 4 vào cả robotaxi và xe hơi cá nhân. Vào tháng 4, Uber đã tăng tổng vốn đầu tư vào Lucid lên 500 triệu USD. Họ cam kết mua ít nhất 35.000 chiếc SUV Gravity và các mẫu xe cỡ trung trong tương lai cho dịch vụ taxi tại hàng chục thành phố, bắt đầu từ San Francisco vào cuối năm nay. Rivian sẽ nhận được tối đa 1,25 tỷ USD từ Uber để ra mắt robotaxi tại 25 thành phố ở Mỹ, Canada và châu Âu đến năm 2031. Việc ra mắt dự kiến vào năm 2028, với đội xe lên đến 10.000 chiếc SUV R2 tại San Francisco và Miami.
Xét đến tầm quan trọng của vấn đề, cả hai nhà sản xuất ô tô đều đang tính toán lượng điện năng tiêu thụ của công nghệ tự lái.
“Toàn ngành đang hướng tới việc nâng cao hiệu quả,” Rahul Rithe, giám đốc hệ thống cảm biến của Rivian, cho biết.
Kay Stepper chỉ vào một cảm biến duy nhất để làm nổi bật nhu cầu dữ liệu đang bùng nổ.
“Tốc độ khung hình điển hình của một camera là 30 khung hình mỗi giây. Sau đó, bạn có từ 5 đến 8 triệu pixel mỗi khung hình. Bây giờ hãy nhân con số đó với 14 camera, cộng thêm dữ liệu Lidar, radar và siêu âm,” ông nói. Các con số tăng lên chóng mặt.
Những nhu cầu đó tăng theo cấp số nhân khi ô tô tiến lên các cấp độ tự lái cao hơn, và lại tăng lên trong các tình huống phức tạp của việc lái xe trong đô thị, nơi hầu hết các phương tiện tự lái sẽ hoạt động.
Taxi tự lái Lucid Gravity
Những mẫu xe đời đầu, chẳng hạn như Chevy Bolt của bộ phận Cruise thuộc General Motors, đã sử dụng một lượng điện năng đáng kinh ngạc từ 1,5 đến 3 kilowatt để cảm nhận môi trường xung quanh và lái xe an toàn, theo Sam Abuelsamid, phó chủ tịch nghiên cứu thị trường tại Telemetry. Đó là chưa kể đến các nhu cầu hàng ngày cho hệ thống truyền động, điều hòa không khí, hệ thống thông tin giải trí và phụ kiện.
Ngay cả ở mức công suất 2 kilowatt, chiếc taxi Cruise đó cũng sẽ tiêu thụ 40 kilowatt-giờ trong ca làm việc 20 giờ chỉ để vận hành chế độ tự lái, tương đương hai phần ba “bình xăng” với bộ pin 60 kWh.
Đối với chiếc xe tự lái dựa trên Ioniq 5 năm 2022 mà Hyundai phát triển cho Motional, mức giảm quãng đường di chuyển tương tự như việc một chiếc Ford F-150 Lightning kéo một chiếc Boeing 747. Cơ quan Bảo vệ Môi trường (EPA) Mỹ ước tính phạm vi hoạt động của Hyundai Ioniq 5 trang bị công nghệ tự lái là 279 km, giảm 46% so với 490 km của phiên bản dành cho người tiêu dùng.
Các mẫu xe tự lái đời mới hơn hoạt động tốt hơn. Rivian đặt mục tiêu tiêu thụ khoảng 1,1 kilowatt cho xe tự lái cấp độ 4, tương đương với 22 kWh trong ca làm việc 20 giờ. Hệ thống của Lucid, hợp tác với công ty AI Nuro, cũng hướng đến mức tiêu thụ tương tự.
Xe taxi Jaguar I Pace của Waymo tiêu tốn khoảng 1 kilowatt năng lượng cho chế độ tự lái, ngay cả khi được trang bị thêm hệ thống 29 camera và 5 thiết bị Lidar. Các mẫu xe được trang bị AI “Driver” thế hệ thứ sáu mới nhất của Waymo cũng có thể sử dụng khoảng 1 kilowatt, theo Abuelsamid. Những mẫu xe đó bao gồm Hyundai Ioniq 5 AV mới nhất đang được thử nghiệm và xe minivan Ojai của Zeekr.
Xe Huynda Ioniq 5 được sử dụng để làm robotaxi có phạm vi hoạt động ngắn hơn nhiều so với mẫu xe cho người tiêu dùng phổ thông.
Hãy xem xét rằng não người chỉ chiếm khoảng 2% khối lượng cơ thể bình thường, nhưng lại tiêu thụ 20% năng lượng và oxy. Vì vậy, nếu bạn đang nói về hàng chục hoặc hàng trăm triệu chiếc xe, với bộ não AI ngày càng lớn, thì con số đó sẽ rất lớn. Hiện có hơn 1,6 tỷ xe ô tô chở khách trên thế giới. Và chỉ mất 19,6 năm để thay thế 90% số lượng xe tự lái toàn cầu khi những chiếc xe cũ ngừng hoạt động, theo phân tích của Hedges & Company.
Vì vậy, việc tưởng tượng một thế giới do xe tự lái thống trị vào năm 2050 hoặc 2060 không còn là viễn tưởng nữa, đặc biệt khi giá cả cho công nghệ tự lái giảm xuống mức chấp nhận được đối với người tiêu dùng.
Nghiên cứu năm 2023 của MIT tập trung vào dấu ấn năng lượng tiềm năng đó. Nhóm nghiên cứu đã tính toán rằng nếu 1 tỷ xe tự lái chỉ hoạt động một giờ mỗi ngày, sử dụng 840 watt điện năng để vận hành hệ thống tự lái – thấp hơn nhiều so với mức hiện nay – chúng sẽ sử dụng lượng năng lượng tương đương với các trung tâm dữ liệu trên thế giới vào thời điểm đó. Trong 90% các kịch bản được mô phỏng, để giữ cho lượng khí thải của xe tự lái không vượt quá mức của các trung tâm dữ liệu năm 2023, mỗi chiếc xe cần phải có công suất tính toán dưới 1,2 kilowatt.
Sertac Karaman, giáo sư hàng không và du hành vũ trụ tại MIT, đồng thời là đồng tác giả nghiên cứu, cho biết nghiên cứu này nhấn mạnh sự cần thiết phải tăng hiệu quả tiêu thụ năng lượng ở chế độ tự lái.
“Một kilowatt mỗi xe dường như là mục tiêu hợp lý trong ba đến năm năm tới,” Sertac Karaman nói. “Nhưng chúng tôi dự đoán rằng phần tính toán trong giao thông vận tải sẽ rất quan trọng, và theo nhiều cách, chúng ta mới chỉ bắt đầu.”
Sertac Karaman lưu ý rằng việc sử dụng năng lượng trên xe chỉ là một phần của câu chuyện. Các trung tâm dữ liệu được giao nhiệm vụ đào tạo dựa trên đám mây cho xe tự lái, hoặc để giám sát và quản lý các hệ thống giao thông tự động chắc chắn sẽ phải tăng công suất để giám sát một đội xe tự lái toàn cầu.
Một chiếc xe tự lái có thể tạo ra hoặc xử lý vài terabyte dữ liệu mỗi ngày. May mắn thay, khi xe tự lái chinh phục mọi ngóc ngách trên toàn cầu, nhu cầu về dữ liệu huấn luyện sẽ giảm bớt.
Nguồn: Insiderev
