Xe không người lái và xe chạy điện vận hành như thế nào?
Trúc Giang MN
1* Mở bài
“Xe không người lái tự động chạy trên đường phố, thả chủ chiếc xe xuống chỗ làm rồi tự động chạy ra ngoại ô nằm chờ”. Đó là dự án mà công ty Google đang thực hiện. Giám đốc dự án là ông Chris Urmson viết trên Blog của ông như sau: “Chúng tôi lạc quan hơn khi thấy rằng chúng tôi đang tiến đến một mục tiêu có thể đạt được. Đó là một chiếc xe vận hành hoàn toàn không cần sự can thiệp của con người”.
Xe không người lái (robot car, autonomous car, robotic car, driveless hoặc self -driving car, drive-free car) là loại xe tự động mà các nhà sản xuất đang nhắm tới.
Công ty Internet Google nhảy sang sản xuất xe không người lái (KNL), đó là áp dụng kỹ thuật internet thông qua smartphone để thay thế con người trong việc điều khiển chiếc xe. Ban đầu áp dụng kỹ thuật điện tử và trang thiết bị điện tử vào hai loại xe đã có sẵn là Toyota Prius và Lexus.
Sau đó công ty sản xuất ra xe riêng hoàn toàn không người lái, là chiếc xe dùng để thử nghiệm, có hai chỗ ngồi.
2* Xe không người lái vận hành như thế nào?
Một cách tổng quát, xe không người lái được trực tiếp điều khiển bằng smartphone mà smartphone được nối kết với internet, như việc hướng dẫn đường đi bằng hệ thống định vị toàn cầu GPS (Global Positioning System) do hệ thống vệ tinh cung cấp.
Riêng “bản thân” chiếc xe phải có một bộ nhu liệu (software) nối kết tầng số với smartphone. Chiếc xe được trang bị bằng máy radar, những bộ cảm ứng (sensor), những máy camera và những dụng cụ điện tử khác. Vô cùng phức tạp.
Tất cả những thông tin về giao thông, thời tiết, và về tình trạng xe sẽ được đưa vào smartphone trước khi người chủ bước lên xe. Trên xe, người chủ dùng màn hình cảm ứng chọn điểm đến và xe tự động chạy đến nơi an toàn.
Nói chung, chiếc xe không cần người tài xế ngồi sau tay lái, nhưng cần người có trình độ làm việc với software và biết xử dụng smartphone để điều khiển chiếc xe theo ý muốn. Chương trình huấn luyện người điều khiển chiếc xe tốn 3,000USD.
Ý tưởng chủ yếu bây giờ là biến chiếc xe không người lái trở thành một phần trong hệ thống các thiết bị thông minh khác phục vụ đời sống con người bằng việc tự động hóa mọi sinh hoạt.
Về việc lái xe, người dùng có thể xử dụng smartphone hoặc máy tính để điều khiển chiếc xe. Khi lên xe, chủ xe dùng màn hình cảm ứng để lựa chọn điểm đến và xe sẽ tự động chạy đến nơi an toàn.
3* Xe không người lái của công ty Google
3.1. Xe không người lái tự động chạy trên đường phố, thả chủ chiếc xe xuống chỗ làm rồi tự động ra ngoại ô nằm chờ, sẽ chạy về khi có lịnh gọi.
Đó là dự án mà các kỹ sư của công ty Google thực hiện. Công nghệ nầy do hai tỷ phú sáng lập Google là Larry Page và Sergey Brin chủ trương.
Ngày 8-7-2012, Google công bố kết quả thử nghiệm thành công khi loại xe tự động nầy đã vượt qua 500,000km một cách an toàn trong thời gian suốt hai năm.
3.2. Tám chiếc xe thử nghiệm đầu tiên của Google
Trước năm 2012 dự án nầy nằm trong phòng thí nghiệm bí mật Google X. Ban đầu là tám chiếc bao gồm 6 Toyota Prius, 1 Audi TT và 1 Lexus RX.
Những chiếc xe có sẵn nầy được trang bị hệ thống camera bao gồm nhiều máy quay phim nhỏ, cảm ứng radar, máy quét laser để quan sát đường đi, người đi bộ, người đi xe đạp, các chướng ngại vật và xử dụng Google Street View để điều hướng di chuyển.
Tại trung tâm thung lũng Silicon (Silicon Valley) khách bộ hành dường như không để ý tới chiếc Lexus màu trắng chạy từ tốn, dừng lại đợi khách qua đường. Khác biệt duy nhất đây là chiếc xe tự động không người lái do công ty Google thử nghiệm.
Trong thành phố, xe gặp phải những trở ngại phức tạp bao gồm những người đi bộ băng ẩu qua đường, những người đi xe đạp, một tài xế vượt ẩu trước ngã tư có 4 bảng stop, và những góc khuất tầm nhìn… là những thách thức lớn cho máy điện toán trong xe. Người đứng đầu dự án nói rằng những chiếc xe thử nghiệm của họ đã giải quyết được hàng ngàn tình huống như thế.
Ngày 28-5-2014, ông Chris Urmson, giám đốc dự án xe KNL của công ty nầy viết trên Blog của ông: “Chúng tôi lạc quan hơn khi thấy rằng chúng tôi đang tiến đến một mục tiêu có thể đạt được, đó là một chiếc xe vận hành hoàn toàn không cần sự can thiệp của con người”.
3.3. Xe không người lái của công ty Google
Google thiết kế và sản xuất xe đặc biệt hoàn toàn không người lái nhằm mục đích để thử nghiệm. Đó là chiếc xe hai chỗ ngồi đáng chú ý về những điểm mà chiếc xe không có:
Không có tay lái (Steerring wheel). Không có bảng điều khiển (đồng hồ tốc độ và báo xăng…). Không có bàn đạp thắng và chân ga. Kính xe làm bằng nhựa để bảo đảm an toàn. Tốc độ tối đa là 25mph (40km/g)
Giám đốc dự án xe KNL của Google cho biết, cốt lõi của hệ thống KNL là chiếc máy Laser được gắn trên nóc xe. Dụng cụ nầy phát ra 64 tia laser để tạo thành một bản đồ 3 chiều ghi rõ toàn bộ khu vực chung quanh chiếc xe. Những bộ cảm ứng (sensor) cho phép chiếc xe tránh được các chướng ngại vật và tuân theo luật giao thông. 4 radar gồm 3 chiếc ở trước xe và một gắn ở cản sau, giúp chiếc xe “nhìn thấy” từ xa số lượng xe để vận hành phù hợp với lưu lượng xe trên công lộ.
Một máy ảnh đặt gần kiếng chiếu hậu để ghi nhận đèn giao thông và định vị toàn cầu GPS.
Nhu liệu (software) của Google phân biệt vật thể gồm 4 thứ: Những chiếc xe đang chạy. Những người đi bộ. Những người đi xe đạp. Những thứ bất động như các bảng hiệu.
Tóm lại một chiếc xe KNL gồm có một máy vi tính được trực tiếp điều khiển bởi smartphone nối kết internet. Một máy laser và nhiều bộ cảm biến làm việc đồng bộ với nhau tạo ra chiếc xe không người lái.
Google có kế hoạch sản xuất vài trăm chiếc loại xe nầy và bắt đầu cho chạy trong thành phố vào cuối năm 2014.
4* Xe không người lái làm thay đổi thế giới
4.1. An toàn và tiết kiệm của xe không người lái
Google tuyên bố chiếc xe KNL có thể giảm 90% tai nạn, tiết kiệm 90% nhiên liệu và thời gian đi.
Liệt kê. Năm 2009 ở Mỹ có 5.5 triệu tai nạn ôtô, liên quan đến 9.5 triệu xe, làm thiệt mạng 33,808 người và gây thương tích cho 2.2 triệu người khác. Tổn thất tài chánh 450 tỷ USD.
Đến năm 2017, xe không người lái sẽ trở thành phổ biến trên đường phố. Chiếc xe không những giữ khoảng cách an toàn với xe phía trước mà còn giữ cho xe chạy đúng làn xe (lane) của mình. Xe có khả năng tự tìm chỗ đậu xe và tìm hướng đi.
4.2. Diện mạo bên trong xe cũng thay đổi
Không gian bên trong xe cũng được sắp xếp lại, có nơi thư giản, đọc sách và xem phim.
Xã hội sẽ có hàng loạt hoạt động kinh doanh sẽ biến mất, và hàng loạt hoạt động khác vào thế chỗ. Lúc đó bảo hiểm xe lại khác, nghề lái taxi và lái xe bus có thể biến mất. Giá nhà đất thay đổi, văn phòng cũng thay đổi.
5* Các hãng xe thi nhau đưa xe không người lái ra thị trường
5.1. Trưng bày xe không người lái ở hội chợ
Tại hội chợ triển lãm điện tử cho người tiêu dùng CES (Consumer Electronic Show) năm 2014 tại Las Vegas, hãng BMW ra mắt chiếc xe không người lái (KNL) của họ, có khả năng đua lết bánh và tránh chướng ngại vật.
Hãng Audi cũng giới thiệu tính năng tự động đậu xe bằng cách điều khiển smartphone.
Nissan cho ra mắt một phiên bản xe không người lái được cải biến từ xe chạy bằng điện đã bán chạy nhất thế giới, là chiếc xe chạy điện Nissan Leaf.
5.2. Xe không người lái của Campuchia
Ngày 24-2-2014 kỹ sư Nhean Phalloek của công ty Heng Development vừa cho ra mắt chiếc xe không người lái “Angkor EV 2014”. Trước đó, công ty nầy đã trình bày trước công chúng chiếc xe chạy điện Angkor EV 2013.
Giới sản xuất xe ôtô của Việt Nam cảm thấy tủi thân, ông chủ tịch Hiệp hội Vận tải ôtô Việt Nam phát biểu:
“Tôi thấy tủi thân, vì ngành công nghiệp sản xuất ô tô của Việt Nam đi trước rất xa so với Campuchia nhưng lại tụt hậu nhiều quá…”, ông Nguyễn Mạnh Hùng, Nguyên Chủ tịch Hiệp hội Vận tải ôtô Việt Nam chia sẻ
5.3. Xe không người lái đầu tiên bán ra thị trường
Hãng Induct, một hảng nhỏ của Pháp đã mang đến hội chợ triển lãm điện tử cho người tiêu dùng (CES) chiếc xe KNL, chạy bằng điện, 8 chỗ ngồi, vận tốc tối đa là 20km/g với giá 20,000 USD.
Chiếc xe chạy điện không tạo ra tiếng ồn, không có khí thải và hiện đã có mặt ở thị trường Mỹ. Đặc điểm: tự lái, tự cung cấp năng lượng (điện) và thân thiện với những chiếc xe chung quanh tức là tránh va chạm hoặc đụng nhau. Xe xử dụng tia laser để chỉ đường, thay vì dùng hệ thống định vị toàn cầu GPS.
5.4. Châu Âu và Bắc Mỹ với xe không người lái.
Châu Âu và Bắc Mỹ đang cẩn thận xem xét những điều luật liên quan đến xe KNL. Tại Anh, chính phủ công bố sẽ tài trợ 10 triệu bảng Anh cho bất cứ thành phố nào muốn thử nghiệm xe KNL.Thị trấn Milton Keynes, ở Tây Bắc London đã bắt đầu cho thử nghiệm xe KNL và đến năm 2017 sẽ có khảng 100 chiếc xe tự động lưu hành trên thị trấn nầy.
6* Các tiểu bang Mỹ cho phép xử dụng xe không người lái
6.1. Bang Nevada
Đến năm 2013, trên đất Mỹ đã có 4 bang cho phép xử dụng xe không người lái là Nevada, Florida, California và Michigan.
Bang Nevada đã tạo nên cái móc lịch sử khi trở thành bang đầu tiên của nước Mỹ và của thế giới, đã thông qua đạo luật cho phép xử dụng loại xe nầy vào tháng 6 năm 2011.
Vào tháng 5 năm 2012 nha lộ vận (DMV=Department of Motor Wehicles) của bang Nevada đã cấp giấy phép cho chiếc xe KNL đầu tiên trên thế giới, đó là chiếc Toyota Prius được công ty Google cải tiến để thử nghiệm công nghệ không người lái.
Cơ quan chức năng của tiểu bang đã bắt đầu cấp “bằng lái xe không người lái”
6.2. Bang Florida và bang California
Hai bang Florida và California cũng đã ban hành luật cho phép lưu hành xe KNL từ ngày 25-9-2012. Theo đạo luật đã ký thì đến năm 2015, nha lộ vận (DMV) bang Cali phải đưa ra những quy định cụ thể cho dân chúng xử dụng xe tự lái.
Ở bang California, ngoài cái bảng số màu đỏ ra, chiếc xe KNL xuất hiện rất bình thường trước mặt mọi người, chỉ trừ những người trong xe mới biết được xe không cần tài xế, vì trong thời gian thử nghiệm bắt buộc phải có một người ngồi sau tay lái để phản ứng khi cần thiết.
Tuy nhiên, những người ngồi trong xe cũng ngại ngùng, lo sợ vì chưa hoàn toàn tin tưởng vào sự tinh khôn của chiếc xe.
Đó chính là cảm giác của Thống đốc tiểu bang Jerry Brown, khi được rước từ Dinh thống đốc đến bản doanh của công ty Google để ký ban hành luật và phát triển loại xe nầy ngày 25-9-2012.
7* Ưu điểm vượt trội của xe không người lái
- Hạn chế tắc nghẻn giao thông.
- Ít va chạm
- Giảm bớt sự tham gia của con người. (Người chủ có thể ngủ, xem phim, đọc sách…)
- Gia tăng số người lái xe, như người già, người khuyết tật.
- Không còn lo lắng tìm chỗ đậu xe. Khả năng tìm bãi đậu xe và tự động đi vào chỗ đậu.
Khi nhậu say ngà ngà chủ xe có thể về nhà một cách an toàn mà không sợ bị cảnh sát bắt làm “chim bay, cò bay” giữa công lộ. Nếu quên mất chỗ đậu xe hồi sáng thì chiếc xe sẽ tìm đến ông chủ.
Đoàn xe tự lái của công ty Google đã thử nghiệm 1 triệu km chung quanh San Francisco mà không có một tai nạn nào.
8* Luôn luôn nối kết
Tính an toàn, lượng khí thải của xe KNL tuy là quan trọng nhưng quan tâm chủ yếu của những nhà sản xuất là nổ lực thực hiện sự nối kết giữa smartphone với những thiết bị thông minh khác trong việc điều động chiếc xe để phục vụ cho đời sống.
Ví dụ như sự nối kết giữa tủ lạnh thông minh với smartphone. Tủ lạnh thông minh hết đồ ăn, rất có thể chiếc xe chạy đến cửa hàng nhận hàng đã đặt mua qua internet.
Đường đi làm mỗi ngày bổng nhiên bị tắc nghẻn, chiếc smartphone sẽ gọi người chủ đang ngủ gục, thức dậy để đưa ra đề nghị lựa chọn hướng đi khác.
Công ty Lexus đang nổ lực nghiên cứu an toàn giao thông và dẫn đầu kỹ nghệ xe hơi đi vào thời đại tự động hóa của con người.
9* Những trở ngại và thử thách của xe không người lái
Vận hành của xe không người lái dựa vào hai phương tiện chính là smartphone và internet. Smartphone có thể chạy sai do bị hư hỏng, hết điện, bị mất cắp…Internet có thể bị tin tặc tấn công chiếm lấy quyền điều khiển để phá hủy hoặc chiếm xe. Xe gặp trở ngại khi dữ liệu internet chưa được cập nhật bởi những thay đổi bất ngờ trong ngắn hạn, ví dụ như Google maps không có những bảng vừa mới dựng lên cho biết đường bị đóng để sửa chữa, đường lộ bị tuyết bao phủ không còn thấy ranh giới của các làn xe (lane). Hệ thống định vị toàn cầu GPS cũng chỉ nêu tổng quát về con đường chớ không đọc được bảng Road close, road work…
Những thử thách được liệt kê ra như sau:
- Ai chịu trách nhiệm đối với thiệt hại?
Khi xe gây tai nạn thì ai chịu trách nhiệm về những thiệt hại do tai nạn gây ra. Người chủ không trực tiếp điều khiển xe, vậy ai chịu trách nhiệm?
- Xe có thể bị mất cắp
Về an ninh mạng (Cyber Security), những tin tặc có thể đột nhập và phần mềm (Software) để chiếm quyền điều khiển chiếc xe với mục đích phá hoại hoặc ăn cắp xe.
- Những trở ngại bất ngờ
Xe tự lái dựa vào bản đồ trên internet, như Google maps, Google Street View chẳng hạn, để di chuyển, thế nhưng bản đồ của hàng triệu con đường trên khắp nước Mỹ chưa kịp cập nhật bởi những “sự cố” bất ngờ xảy ra khiến cho xe bối rối, và cả con người trong xe cũng bối rối, như đường bị đóng do tai nạn dồn cục vừa mới xảy ra, cầu sập…
- Mất nhiều việc làm có liên hệ với xe cộ.
Nếu như mức độ an toàn của xe KNL rất cao, ít gây tai nạn thì một số việc làm có liên hệ đến giao thông như ngành bảo hiểm, cảnh sát công lộ, nghề làm tài xế có thể sẽ bị mất. Đâu có phải người lái xe nào cũng biết xử dụng computer và smartphone.
10* Xe ô tô chạy bằng điện
Trước tình trạng ngày càng khan hiếm xăng dầu và ô nhiễm không khí, xe ô tô chạy bằng điện được chế tạo để giải quyết những nan đề của đời sống xã hội.
Động cơ của xe ôtô bình thường hiện có là máy nổ, do xăng bị đốt cháy, tạo ra động lực làm cho xe chạy. Máy nổ cho thoát ra khói, có khí độc CO2 làm ô nhiễm bầu không khí, gây tác hại cho đời sống con người.
Trong xe ô tô chạy bằng điện, máy của xe là một động cơ điện (Electric Motor). Động cơ điện đơn giản là những động cơ tạo ra sự chuyển động, như quạt máy, máy giặt, máy khoan, máy hút bụi, máy bơm nước…
Động cơ điện có 2 phần, nói nôm na là vỏ và ruột. Vỏ là phần cố định (Stator) có quấn những cuộn dây đồng và những cục nam châm vĩnh cữu. Ruột là phần chuyển động, (Rotor) chạy bên trong phần vỏ. Rotor cũng có quấn những cuộn dây đồng.
Động cơ xe vận hành được là do nguồn điện được chứa trong bình Accu (Battery). Xe ôtô điện không dùng xăng hay dầu. Khi máy chạy, một bộ phận phát ra điện, nạp trở lại bình Accu, nhưng số điện nầy rất nhỏ, cho nên bình Accu phải được nạp điện vào sau một thời gian xe chạy.
Có 3 nguồn điện thế để sạc điện vào bình Accu. Điện nhà 110 Volts, điện 220 V và điện 3 pha 280 V trở lên.
Xe điện không dùng xăng dầu, không nhả ra khói gây ô nhiễm, nên được gọi là Zero Emission Vehicle.
Năm 2010, ông Carlos Ghosn, tổng giám đốc công ty Nissan (Nhật) cho biết, hảng nầy sẽ sản xuất ra xe chạy bằng điện trên toàn thế giới vào năm 2012.
Xe điện có hai cái lợi, là không lệ thuộc vào xăng dầu và không nhả khói gây ô nhiễm bầu không khí.
General Motors (GM) và Toyota cũng đã bắt tay vào sản xuất xe ôtô chạy bằng điện. GM cho ra Chevrolet Volt. Các quốc gia khuyến khích người dân xử dụng xe điện, bằng cách giảm thuế nhập cảng các loại xe nầy.
10.1. Tương lai xe chạy bằng điện
Tại Hoa Kỳ, các loại xe chạy xăng dầu mỗi năm phun ra 27% khí thải, tạo ra “hiệu ứng nhà kiếng” làm hâm nóng bầu không khí bằng khí độc CO2. Nhà kiếng là nhà giữ nhiệt độ ấm để trồng những thực vật thuộc miền ôn đới và nhiệt đới. Nói chung, nhiệt độ ở trong nhà kiếng là ấm, được xây dựng ở những khu vực quá lạnh. Hiệu ứng nhà kiếng là hiện tượng hâm nóng bầu không khí.
210 triệu xe hơi ở HK chiếm khoảng 1/4 số xăng dầu tiêu thụ hàng năm.
Trước đây, một cuộc triển lãm được tổ chức ở Thủ đô Washington với 700 chiếc xe chạy điện nội địa và nhập cảng. Xe điện còn được gọi là Xe Xanh. Xe Ford Focus đã được tung ra thị trường vào năm 2012. Tạp chí Green Car đã trao giải thưởng “Viễn tượng Xanh” năm 2011 cho xe Ford Focus.
Một đặc điểm của xe Volt là có một máy phát điện nhỏ để nạp điện vào bình Accu khi xe chạy. Hàn Quốc có kế hoạch sản xuất một triệu xe điện có tốc độ cao, trên 100 Km/giờ cho đến năm 2020.
10.2. Giá cả xe chạy bằng điện
Xe điện giá cao hơn xe xăng. Lý do chủ yếu là bình Accu là nguồn thay xăng để chạy máy. Một cuộc thăm dò của Nielsen, thuộc tờ Financial Times, cho biết, 65% người Mỹ và 76% người Anh không muốn mua xe điện giá cao hơn xe xăng.
Chiếc Nissan LEAF giá 32,780 USD, được chính phủ giảm thuế Liên bang 7,500 USD, còn lại giá 25,280 USD. Riêng ở Cali, tiểu bang giảm thêm 5,000 USD nữa, nên chiếc xe giá 20,280 USD.
Chiếc Renault Fluence Z.E. 5 cửa, giá 20,000 USD sau khi giảm thuế Liên bang.
Một chiếc xe điện, chạy khoảng đường 40 miles mỗi ngày, chạy liên tục như thế suốt 7 năm, (hoặc 102,200 miles=164,500 Km) thì phải thay phụ tùng hao mòn của động cơ điện, trị giá 1,800 USD đối với xe Nissan.
Trong tương lai, tại những trạm xăng, hoặc tại những trạm chuyên sạc điện vào bình Accu, sẽ có thêm những dịch vụ nạp điện nhanh khoảng 30 phút, sẽ đầy đến 80% của bình Accu. Có 3 mức độ nạp điện. Nạp với nguồn điện nhà 110 Volts, điện 220 V và điện 3 pha trên 280 V.
11* Xe ôtô Hybrid
Xe Hybrid là xe kết hợp 2 loại động cơ, một xăng và một điện. Mục đích của xe là tiết kiệm xăng và giảm ô nhiễm không khí.
Động cơ điện là phụ, chạy bằng Motor điện. Một bộ điều khiển điện tử sẽ quyết định, khi nào xe chạy máy điện, khi nào chạy máy nổ của xăng.
Động cơ điện chạy một mình trong những trường hợp như sau:
Khi xe ngừng mà máy chạy thì động cơ điện làm việc. Khi xe xuống dốc, nghĩa là xe không cần sức tải để kéo xe chạy, khi xe chạy với tốc độ chậm trong thành phố.
Hai động cơ điện và xăng cùng chạy: khi xe chở nặng, xe lên dốc, hoặc tăng tốc độ tối đa.
Tóm lại, xe Hybrid chỉ tiết kiệm được xăng, làm giảm ô nhiễm, nhưng giá cả thì cao hơn các loại xe chạy xăng thông thường.
Những hiệu xe Hybrid: Toyota Prius, Ford Escape Hybrid, Honda Civic Hybrid, Honda Insight.
12*Kết luận
Giấc mơ xe không người lái của con người đã thành hiện thực. Tập đoàn tài chánh Morgan Stanley dự báo, xe tự động sẽ tiết kiệm cho nền kinh tế Mỹ chừng 1,300 tỷ USD mỗi năm.
Báo cáo của tập đoàn nầy cho biết, xe tự lái cơ bản đã được bán ở các Showroom. Xe bán tự động sẽ xuất hiện trong vòng 18 tháng tới và xe hoàn toàn không người lái sẽ ra đời vào cuối thập niên nầy.
Trúc Giang
Minnesota ngày 21-6-2014
.
.
Gửi ý kiến của bạn
