Michio Kaku: Vật lí học của tương lai - Thế giới năm 2100 (Phần 11)

Xe hơi không người lái

Trong tương lai gần, bạn cũng sẽ có thể lướt web an toàn qua kính tiếp xúc trong khi đang lái xe hơi. Chuyện đi lại hàng ngày sẽ trở thành vặt vãnh vì xe hơi sẽ tự lái. Những chiếc xe không người lái, sử dụng GPS để định vị trong phạm vi vài foot, có thể lái đi xa hàng trăm dặm. Cơ quan Các dự án Nghiên cứu Quốc phòng Cao cấp (DARPA) trực thuộc Lầu Năm Góc đã tổ chức một cuộc thi, gọi là Cuộc thi Lớn DARPA, trong đó các phòng thí nghiệm được mời trình diễn những mẫu xe không người lái trong một cuộc đua xuyên Sa mạc Mojave để giành giải thưởng một triệu đô la. DARPA vẫn đang tiếp tục truyền thống đầu tư dài hạn cho những công nghệ rủi ro nhưng có tầm chiến lược.

(Một số ví dụ dự án thuộc Lầu Năm Góc bao gồm Internet, cái ban đầu được thiết kế để liên kết các nhà khoa học và các viên chức trong và sau cuộc chiến tranh hạt nhân, và hệ thống GPS, cái ban đầu được thiết kế để dẫn đường cho các tên lửa ICBM. Nhưng cả Internet lẫn GPS đều đã mang ra công khai và trở thành dịch vụ rộng rãi sau khi kết thúc Chiến tranh Lạnh).

Vào năm 2004, cuộc thi đã có một sự khởi đầu khó khăn, khi mà không có chiếc xe không người lái nào có khả năng đi 150 dặm đường gồ ghề và cán qua vạch đích. Những chiếc xe rô bôt đó hoặc là bị hỏng, hoặc là lạc hướng. Nhưng vào năm sau đó, năm chiếc xe đã hoàn tất một chặng đường đua còn khắt khe hơn. Chúng phải chạy trên những con đường có 100 chỗ rẽ gắt, ba đường hầm hẹp, và những con đường có hai bên đường dốc đứng.

Một số nhà phê bình cho biết xe hơi rô bôt có khả năng chạy trong sa mạc nhưng không bao giờ chạy được giữa thành phố đông đúc. Vì thế, vào năm 2007, DARPA đã triển khai một dự án còn tham vọng hơn nữa, Cuộc thi Đô thị, trong đó những chiếc xe rô bôt phải hoàn tất chặng đường 60 dặm đông đúc xuyên nội thành dân cư trong thời gian dưới sáu giờ. Các chiếc xe tham gia phải tuân theo luật giao thông, tránh những chiếc xe rô bôt khác trên đường và vượt qua những giao lộ bốn ngã. Sáu đội đã hoàn tất thành công Cuộc thi Đô thị, và ba đội dẫn đầu đã giành giải thưởng 2 triệu, 1 triệu, và 500.000 đô la.

Mục tiêu của Lầu Năm Góc là chuyển một phần ba phương tiện mặt đất ở nước Mĩ thành tự động vào năm 2015. Đây có thể là một công nghệ cứu nguy, vì trong những năm gần đây, đa số thương vong ở Mĩ là do những vụ đánh bom trên đường. Trong tương lai, nhiều cỗ xe quân sự của Mĩ cũng sẽ không cần có người lái. Nhưng đối với người tiêu thụ, có khả năng xe hơi tự lái khi ta nhấn một cái nút, cho phép người tài xế làm việc khác, thư giãn, ngắm cảnh, xem phim hoặc lướt net.

Tôi từng có cơ hội tự lái một trong những chiếc xe này trong một chương trình truyền hình trên Kênh Discovery. Đó là một chiếc xe thể thao bóng mượt, do các kĩ sư tại trường Đại học Bắc Carolina cải tạo để nó trở nên hoàn toàn tự động. Các máy vi tính của nó có công suất bằng tám máy vi tính cá nhân. Bước vào trong xe đối với tôi có chút khó khăn, vì bên trong xe chật ních thiết bị. Khắp chỗ trong xe, tôi có thể thấy những thiết bị điện tử phức tạp xếp chồng trên ghế ngồi và trên bảng đồng hồ điều khiển. Khi tôi chộp lấy tay lái, tôi để ý thấy nó có một sợi cáp cao su đặc biệt nối với một động cơ nhỏ. Một máy vi tính, bằng cách điều khiển động cơ đó, có thể làm quay tay lái.

Sau khi tôi mở khóa, bước sang chế độ gia tốc, và lái xe vào đường cao tốc, tôi nhấn vào một cái công tắc cho phép máy vi tính tiến hành điều khiển. Tôi để hờ tay mình trên bánh lái, và chiếc xe tự lái đi. Tôi hoàn toàn tin tưởng vào chiếc xe, máy vi tính của nó liên tục thực hiện những điều chỉnh nhỏ qua sợi cáp sao su trên bánh lái. Lúc đầu, quả thật tôi có chút rợn người khi thấy bánh lái và chân ga tự động làm việc. Tôi cảm thấy như có một người tài xế vô hình, ma quỷ nào đó đang lái xe, nhưng sau một hồi thì tôi đã quen. Thật vậy, đúng là thú vị khi ở trong một chiếc xe tự lái đi với độ chính xác và kĩ năng của siêu nhân. Tôi có thể ngồi tựa lưng và thưởng ngoạn phong cảnh.

Tâm điểm của xe hơi không người lái là hệ thống GPS, cho phép máy vi tính xác định vị trí của nó trong phạm vi vài foot. (Đôi khi, các kĩ sư nói với tôi rằng hệ thống GPS có thể xác định vị trí của xe trong cự li vào inch.) Bản thân hệ thống GPS là một thành tựu của công nghệ hiện đại. Từng vệ tinh trong số 32 vệ tinh GPS đang quay xung quanh Trái đất phát ra một sóng vô tuyến nhất định, sóng này được máy thu trong xe của tôi thu lấy. Tín hiệu từ mỗi vệ tinh hơi bị méo một chút vì chúng đang chuyển động trong những quỹ đạo hơi khác nhau. Sự méo tín hiệu này được gọi là sự lệch Doppler. (Sóng vô tuyến, chẳng hạn, bị nén lại nếu vệ tinh đang chuyển động về phía chúng ta, và bị giãn ra nếu nó chuyển động ra xa chúng ta.) Bằng cách phân tích sự lệch tần số chút ít từ ba hoặc bốn vệ tinh, máy vi tính trong xe có thể xác định vị trí của tôi một cách chính xác.

Chiếc xe còn có một máy radar đặt trong cái chắn bùn của nó có thể cảm nhận những vật cản. Đây sẽ là cái thiết yếu trong tương lai, vì mỗi xe sẽ tự động đưa ra những số đo khẩn cấp ngay khi nó phát hiện sắp có tai nạn. Ngày nay, mỗi năm có gần 40.000 người Mĩ bị thiệt mạng do tai nạn xe hơi. Trong tương lai, từ tai nạn xe hơi có thể dần dần biến mất khỏi ngôn ngữ Anh Mĩ.

Nạn kẹt xe có thể rồi sẽ thuộc về quá khứ. Một máy vi tính trung tâm sẽ có thể dõi theo chuyển động của từng chiếc xe trên đường bằng cách truyền nhận thông tin với từng chiếc xe không người lái đó. Khi đó, nó sẽ dễ dàng phát hiện những điểm kẹt xe và ùn tắc trên xa lộ. Trong một thí nghiệm, tiến hành ở miền bắc San Diego trên xa lộ Liên bang số 15, người ta đặt các chip máy tính trên đường để một máy vi tính trung tâm tiến hành điều khiển các xe chạy trên đường. Trong trường hợp kẹt xe, máy vi tính trung tâm sẽ giành quyền lái xe và cho phép giải phóng lưu lượng xe ùn tắc.

Xe hơi của tương lai cũng sẽ có thể cảm nhận những nguy hiểm khác. Hàng nghìn người bị thiệt mạng hoặc bị thương trong những vụ tai nạn xe hơi khi lái xe ngủ gật, nhất là vào ban đêm hoặc trên những chặng đường dài, đơn điệu. Các máy vi tính ngày nay có thể tập trung chú ý vào mắt của bạn và nhận ra những dấu hiệu mách bảo rằng bạn sắp ngủ gật. Khi đó, máy vi tính được lập trình sẵn để tạo ra âm thanh và đánh thức bạn dậy. Nếu như vậy vẫn không được, thì máy vi tính sẽ giành quyền lái xe. Máy vi tính còn có thể nhận ra sự có mặt của hàm lượng cồn vượt mức trong xe, như vậy có thể làm giảm hàng nghìn vụ tai nạn liên quan đến rượu bia xảy ra mỗi năm.

Sự quá độ lên xe hơi thông minh sẽ không diễn ra ngay tức thì. Trước tiên, quân đội sẽ triển khai những chiếc xe này và trong quá trình đó sẽ giải tỏa những vướng mắc công nghệ có liên quan. Rồi xe hơi rô bôt sẽ đi vào thị trường thương mại, xuất hiện trước tiên trên những tuyến đường cao tốc liên bang buồn tẻ, dài thăm thẳm. Tiếp theo, chúng sẽ xuất hiện ở ngoại thành và những thành phố lớn, nhưng người lái xe sẽ luôn luôn có khả năng chế ngự máy vi tính trong trường hợp khẩn cấp. Cuối cùng, chúng ta sẽ tự hỏi làm thế nào chúng ta sống đây nếu như không có chúng.