Mắt nhân tạo: tương lai của robot!

Không một công ty nào muốn bị một ông trùm công nghệ chê bai sản phẩm của mình là "thứ vớ vẩn" cả. Nhưng đó chính là điều mà Elon Musk, người điều hành Tesla, nhận xét về hệ thống quét laser có tên Lidar. Lidar được quảng cáo là sản phẩm tốt nhất giúp những chiếc xe tự hành có thể cảm nhận môi trường xung quanh nó.

Vào tháng 4, Elon Musk cho rằng hệ thống Lidar "quá tốn kém" và "không cần thiết". Ông cho rằng chỉ cần một chiếc camera và trí tuệ nhân tạo là đủ cho một chiếc xe tự hành trên đường mà không cần đến con người.

Lidar "spinner" thời kỳ đầu khá cồng kềnh (Nguồn: Volodyne)

Lidar bắn ra các chùm tia laser và đo thời gian phản xạ sau khi chúng gặp vật thể, từ đó hệ thống này sẽ vẽ ra được bản đồ 3D không gian xung quanh từ "đám mây điểm".

Hệ thống này có thể phân tích dữ liệu, nhận diện vật thể có kích thước từ một quả bóng cho đến một sân bóng đá, và nó cũng có thể đo khoảng cách rất chính xác.

Trái ngược quan điểm của Musk, nhiều người cho rằng hệ thống trị giá 10,000 USD này sẽ rất cần thiết. "Với mong muốn biến những chiếc xe hơi trở thành tự động hoàn toàn thì sử dụng Lidar là điều cần thiết", Spardha Taneja, chuyên gia tư vấn tại Ptolemus Consulting Group, cho biết.

Nhưng tại sao các chuyên gia lại bất đồng quan điểm như vậy? Và liệu đây sẽ là mỏ vàng trong tương lai đối với các nhà đầu tư?

Elon Musk;(Nguồn: Getty Images)

Công nghệ Lidar (light detection and ranging) không phải là mới, nó đã được sử dụng trong nhiệm vụ Apollo 15 để vẽ bản đồ Mặt Trăng. Đến giữa những năm 2000, Lidar đã đạt bước đột phá khi Darpa, đơn vị nghiên cứu của quân đội Mỹ, bắt đầu giải Grand Challenge hàng năm với cuộc đua xe tự hành.

David Hall là người đầu tiên nhận thấy tiềm năng của Lidar khi bắt đầu tham gia cuộc đua này vào năm 2004. Ông đã sử dụng dây chuyền sản xuất từ công ty Velodyne của mình để xây dựng Lidar cho các đối tác.

Đến năm 2007, có đến 5 trên 6 đội đua sử dụng hệ thống của Velodyne trên xe của mình. Những máy quét laser xoay này, hay còn gọi là spinner, được gắn trên nóc se để có tầm nhìn bao quát 360 độ.

Có nhiều phương pháp khác nhau để xe tự hành có thể thu thập thông tin vệ môi trường xung quanh nó. Nhưng mỗi cách đều có những điểm yếu riêng:

- Camera: giải pháp này của Musk có tính hiệu quả về kinh tế và có thể nhận diện biển báo giao thông và vạch kẻ đường, nhưng chúng kém hiệu quả khi gặp sương mù và khả năng đo khoảng cách có độ chính xác không cao.

- Cảm biến siêu âm: được phát triển từ Thế chiến thứ nhất cho cuộc chiến tàu ngầm, chúng sử dụng tần số cao ngoài khả năng nghe của con người, tuy nhiên tầm xa của nó hạn chế cho nên chủ yếu sử dụng cho tính năng đỗ xe tự động.

- Radar: hệ thống này ứng dụng tốt trong việc đo khoảng cách và tốc độ chuyển động của vật thể, nhưng lại không có khả năng phân biệt các vật thể với nhau, như việc phân biệt con người với một cái cây nhỏ chẳng hạn.

Quân đội Mỹ là những người đầu tiên quan tâm đến Lidar (Nguồn: Getty Images)

"Hạn chế của hệ thống Lidar đời đầu do Velodyne sản xuất là nó khá cồng kềnh, phần xoay 360 độ rất dễ hỏng và có giá lên đến 100,000 USD",Rudy Burger giải thích, ông là giám đốc của Woodside Capital Partners, một ngân hàng chuyên đầu tư cho các công ty công nghệ.

Kể từ khi cuộc đua được tổ chức, Lidar đã được cải tiến để trở nên nhỏ hơn, bền hơn và rẻ hơn.

Ngày nay, ông Burger ước tính có khoảng 100 công ty sản xuất Lidar. Trong đó bao gồm cả những nhà sản xuất xe hơi như GM, Ford, GoogleX Waymo và nhiều start-ups khác. 11 công ty trong số đó đã được ông đầu tư hơn 100 triệu USD. Tại Trung Quốc, gã khổng lồ công nghệ Alibaba cũng đã phát triển thành công robot giao hàng sử dụng công nghệ Lidar.

Ông Burger cho rằng vấn đề nan giải ở đây là hệ thống nào sẽ được sử dụng trong các dòng xe sản xuất đại trà.

Các nhà sản xuất phải quyết định dòng xe nào sẽ sử dụng Lidar với hệ thống laser đắt tiền, tốn nhiều năng lượng hơn nhưng có thể hoạt động tốt ngay cả trong thời tiết ẩm thấp.

Alibaba cho biết đây là robot được trang bị hệ thống Lidar, nó có thể sử dụng để chuyển phát nhanh hay trở thành một máy bán cà phê tự động (Nguồn: Robosense)

Họ cũng phải lựa chọn giữa các hệ thống Lidar chuyển động và các hệ thống cố định, hay còn gọi là hệ thống tĩnh.

"Các nhà sản xuất xe hơi thích hệ thống Lidar tĩnh hơn vì có độ bền tốt, giá rẻ hơn và kích thước nhỏ hơn mang lại tính thẩm mỹ cao hơn",bà Taneja cho biết. Bà cho rằng hệ thống tĩnh có khoảng giá rộng, từ 4,000 USD đến 25,000 USD, nhưng đến năm 2022 thì giá thành sẽ giảm khoảng 40% so với hiện nay.

Tuy nhiên, hệ thống tĩnh lại có tâm nhìn hẹp hơn, do đó sẽ cần trang bị một vài hệ thống cho mỗi chiếc xe. Chính vì vấn đề giá thành nên các nhà sản xuất xe hơi vẫn đang thử nghiệm các công nghệ khác để thay thế. Và không chỉ riêng Velodyne, mà cả các công ty khác cũng đang cắt giảm lượng sản xuất Lidar so với trước.

Lidar có thể nhận diện vật thể ngay cả trong trời mưa (Nguồn: Blickfeld)

Năm 2017 tại Munich, một công ty start-up có tên Blickfeld được thành lập với cùng mục tiêu là công nghệ Lidar. "Tuy gia nhập thị trường này khá trễ, nhưng điểm thuận lợi là chúng tôi vẫn có thể bước chân vào nó", Florian Petit, đồng sáng lập Blickfeld, cho biết.

"Vì vậy. chúng tôi không đi theo vết xe của nhiều công ty ở Thung lũng Silicone đã chọn"và thay vào đó, chúng tôi đặt ra câu hỏi rằng "chúng tôi có thể giảm giá một hệ thống đến mức nào để sản xuất hàng loạt?", ông nói.

Blickfeld sử dụng laser và các loại cảm biến phổ thông trên thị trường. Điểm cải tiến lớn nhất là thiết kế của hệ thống và phần gương to hơn bình thường giúp đưa nhiều ánh sáng vào bộ phận nhận diện hình ảnh hơn. Nhờ đó, nó giúp tăng tầm xa của Lidar lên đến 250 m ngay cả khi sử dụng loại laser rẻ tiền.

Hệ thống Lidar của Blickfeld đủ nhỏ để gắn vừa vào kính chiếu hậu của xe ô tô và dây chuyền lắp ráp của công ty này có thể sản xuất khoàng vài nghìn sản phẩm mỗi năm. Công ty cũng tuyên bố rằng họ có thể nâng tổng sản lượng lên 200,000 sản phẩm mỗi năm và hạ giá thành chỉ còn 275 USD mỗi sản phẩm.

Blickfeld cũng đã bán sản phẩm của mình cho một số công ty. Chúng được sử dụng để ứng dụng trên các dòng xe có tính năng đỗ xe và kiểm soát giao thông, hay trong các hệ thống cảm biến tránh va chạm trong thiết bị bay không người lái, hay các hàng rào kiểm soát trong phòng thí nghiệm, ngân hàng và sân bay.

"Lidar cung cấp bản đồ 3D giúp máy tính dễ dàng phân tích và giảm thiểu khả năng báo động giả so với sử dụng camera",ông Petit cho biết ứng dụng chính của nó vẫn là trong ngành công nghiệp xe hơi.

Việc thu gọn hệ thống Lidar là một thách thức lớn (Nguồn: Blickfeld)

Thị trường Lidar sẽ phát triển như thế nào vẫn còn là một vấn đề gây tranh cãi. Elon Musk hy vọng rằng với lựa chọn camera cải tiến kết hợp radar có độ nét cao với giá thành rẻ hơn là đủ.

Những người khác, như Rudy Burger thì nhận định thị trường sẽ tạm thời chia thành hai hướng: đầu tiên là xe taxi tự hành sẽ hoạt động trong các thành phố đông dân. Trong trường hợp này, việc trang bị một hệ thống Lỉdar dù đắt tiền những vẫn rẻ hơn việc thuê một tài xế.

Tuy nhiên, với xe cá nhân thì giá thành là một yếu tố quan trọng nên thị trường Lidar sẽ mất khá nhiều thời gian để phát triển và có khả năng bị thay thế bởi bộ đôi camera và radar, ông Burger cho biết.

Mặc dù có khả năng chậm phát triển, nhưng bà Taneja hy vọng Lidar sẽ trở thành hệ thống cần thiết đối với mọi dòng xe có tính tự hành cao. Điều này có nghĩa là những dòng xe mới trong vài năm nữa sẽ cho phép tài xế tạm thời làm việc riêng khi lái xe. "Bạn chỉ cần thêm một khoản chi phí vì sự an toàn của bạn".

Nhận định của bà Taneja cho thấy thị trường Lidar trở nên rõ ràng hơn: trong tổng giá thành của một hệ thống tự lái hiện đại, 60% là hệ thống Lidar, 30% là các hệ thống xử lý, 10% còn lại là bản đồ chất lượng cao cùng trí tuệ nhân tạo và định vị vệ tinh.

Thị trường Lidar toàn cầu dự kiến sẽ đạt khoảng 731 triệu USD vào năm 2025, các nhà đầu tư cũng như các nhà sáng chế đều đang rất phấn khởi trước thông tin này.

Minh Bảo – Theo BBC News