Khi tự lái, ôtô "nhìn" thấy gì?

Các ông lớn trong ngành đang "đấu đá" lẫn nhau để tranh giành công nghệ này. Trong khi những công ty khởi nghiệp chạy đua tìm cách nâng cấp công nghệ đó. Còn nhiều kỹ sư cho rằng đây là yếu tố cần thiết để xe tự lái vận hành an toàn.

"Chúng tôi tin rằng đó là cơ sở để phát triển xe tự lái", Guillauma Devauchelle, người phụ trách phát triển tại Valeo, một nhà cung cấp phụ tùng cho nhiều nhà sản xuất xe hơi.

Công nghệ đó mang tên lidar, hoạt động bằng cách sử dụng ánh sáng cận hồng ngoại để mô phỏng hình dạng các vật thể xung quanh. Lidar do Waymo - công ty xe tự lái thuộc Google - phát triển, bỗng thành cội nguồn của cuộc tranh cãi trước tòa án tại California (Mỹ) giữa Uber và Waymo. Waymo tố cáo cựu kỹ sư Google, Anthony Levandowski, ăn cắp bí mật về lidar để phát triển công ty riêng, sau đó bán cho đối thủ Uber với giá gần 700 triệu USD.

Lidar có thể nhận diện ánh sáng và khoảng cách. Cảm biến này là "trái tim" của rất nhiều mẫu xe tự lái và được sử dụng trong việc tạo nên bản đồ với độ phân giải cao của Google. Lidar tương tự công nghệ mô phỏng địa hình trên máy bay và hệ thống phát hiện phương tiện giao thông vi phạm tốc độ.

Một cảm biến lidar từ Luminar.

Ưu điểm của lidar rất lớn. Công nghệ này tạo ra chính xác hình ảnh 3 chiều của mọi thứ, từ xe hơi, cây cối cho đến người đi xe đạp, ở nhiều điều kiện môi trường và ánh sáng khác nhau. Xe tự lái sử dụng rất nhiều bộ cảm biến, bao gồm thiết bị siêu âm, radar và camera. Nhưng lidar đặc biệt hơn, do có thể hoạt động bình thường trong bóng tối hoặc sau thời điểm mặt trời lặn.

Rào cản lớn nhất để thương mại hóa lidar là vấn đề chi phí. Khi Google bắt đầu nghiên cứu về xe tự lái cách đây 8 năm, cảm biến này được sử dụng với giá khoảng 75.000 USD, mua của công ty hàng đầu về lidar, Velodyne Lidar Inc. Velodyne từ chối đưa ra mức giá hiện tại cho mỗi cảm biến lidar, nhưng Giám đốc điều hành của Waymo, John Krafcik, trong một bài thuyết trình nói rằng, công ty đã giảm được 90% chi phí. Nhưng dù ở mức 7.500 USD, lidar vẫn bị coi là quá đắt để đáp ứng nhu cầu của các nhà sản xuất xe hơi.

"Các hãng xe muốn mua với giá 100 USD, với khả năng thực hiện tốt hơn 10 lần, nhỏ hơn và đáng tin cậy hơn", Omer Keilaf, Giám đốc điều hành của Innoviz Technologies, một nhà phát triển lidar ở Israel cho biết.

Cuộc đua thương mại hóa lidar chủ yếu tập trung vào việc tác động vào phần cứng, làm giảm kích thước các cảm biến, loại bỏ một số bộ phận chuyển động liên quan đến cơ chế quang học. Nhờ đó chi phí giảm đi, Hongbo Zhang, một nhà nghiên cứu tại Virginia Tech, người đang phát triển một hệ thống lidar, nhận xét.

Việc giảm kích thước phần cứng làm giảm tầm quan sát, và hệ thống chỉ quan sát được góc 120 độ, thay vì đầy đủ 360 độ. Marc A. Morin, phát ngôn viên của LeddarTech, nói: "Để quan sát xung quanh, cần trang bị từ 4 đến 6 bộ cảm biến trong một hệ thống cồng kềnh đặt trên nóc xe".

Một mẫu xe với những thiết bị của công nghệ tự lái.

Hầu hết các nhà nghiên cứu về công nghệ lidar tin rằng, họ có thể sản xuất với chi phí thấp hơn nhiều. Hyundai đã thành công. Mẫu xe tự lái Ioniq trang bị những cảm biến tương tự, nhưng nhỏ gọn hơn, giấu kín bên trong cản xe và các cột trụ.

Luminar Technologies, một công ty lidar hàng đầu, đang tập trung phát triển công nghệ này bằng cách mở rộng phạm vi hoạt động hơn 200 m. Trong khi mức hiện tại chỉ dừng ở 120 m. Austin Russell, Giám đốc điều hành của Luminar cho biết, họ sử dụng cảm biến nhạy bén và ánh sáng laser mạnh hơn, nhưng vẫn đảm bảo không ảnh hưởng tới mắt người.

Velodyne, nhà cung cấp lidar cho nhiều dòng xe tự lái đang trong quá trình thử nghiệm, nhìn thấy rõ sự cạnh tranh từ các công ty khởi nghiệp cùng ngành. Công ty đang phát triển một bộ cảm biến Velarray lidar. Mike Jellen, Giám đốc Velodyne cho biết, công ty dự định đưa vào sản xuất hàng loạt vào năm tới tại nhà máy rộng 18.600 m2 ở San Jose, California.

Có nhiều dự đoán về việc Velodyne sẽ phải đối mặt với cuộc cạnh tranh về giá đến từ các đối thủ. Khi được hỏi, Jellen từ chối đưa ra mức giá cụ thể của bộ cảm biến. Ông chỉ nói rằng bộ cảm biến hoàn chỉnh cho xe tự lái được định giá ở mức thấp.

Jeffrey Owens, Giám đốc công nghệ của công ty Delphi, cho biết: "Trong 5 năm nữa, đối với những chiếc xe tham gia dịch vụ chia sẻ xe, chi phí trang bị công nghệ lidar là 8.000 USD. "Năm 2025, giá có thể giảm còn 5.000 USD", ông nói thêm.

"Vấn đề để giảm giá thành lidar còn nằm ở lượng nhu cầu còn thấp. Thế giới vẫn đang trong quá trình hoàn thiện trí thông minh nhân tạo AI, và các nhà sản xuất chỉ mua số lượng dừng ở vài nghìn", theo Jellen.

Ngoài ra, vẫn còn những yếu tố về kỹ thuật cần khắc phục, một thành viên của Đại học Virginia Tech nói. Mỗi hệ thống lidar có cách thức hoạt động khác nhau. Điều đó có nghĩa còn phải tạo ra chương trình tự lái riêng biệt cho từng loại lidar.

Bất chấp những thách thức. Keilaf làm việc tại Innoviz và nhiều chuyên gia khác đều cho rằng, sẽ không có những chiếc xe tự lái mà không trang bị lidar. Điều đó buộc thứ công nghệ này phải giảm giá thành.

"Một chiếc xe tự lái có độ an toàn 99% vẫn không đủ tốt. Đây là nhiệm vụ quan trọng, không thể bỏ qua dù chỉ 1%, vì thiệt hại có thể là con người", theo vị giám đốc điều hành của Luminar.