‘Mắt thần’ cho máy móc nhanh hơn não người, bước đột phá cho xe tự lái

Theo báo South China Morning Post ngày 11-2, các nhà khoa học vừa phát triển một hệ thống an toàn mới cho xe tự lái, có khả năng phản ứng trước nguy hiểm nhanh hơn cả não bộ con người.

Một trong những thách thức lớn nhất của xe tự động hiện nay là độ trễ trong phản ứng. Chẳng hạn, một chiếc xe tự lái di chuyển ở tốc độ 80km/h cần tới khoảng 0,5 giây để nhận diện và phản ứng với chướng ngại vật, trong khi não người chỉ mất khoảng 0,15 giây.

Khoảng chênh lệch này khiến phương tiện phải đi thêm gần 13m trước khi bắt đầu phanh, làm gia tăng đáng kể nguy cơ tai nạn.

Ngay cả các bộ vi xử lý tiên tiến nhất hiện nay cũng gặp khó khăn khi phải phân tích hình ảnh độ phân giải cao trong thời gian thực để xác định vật thể đang chuyển động và hướng di chuyển của chúng.

Độ trễ này không chỉ là rào cản đối với xe tự lái, mà còn ảnh hưởng tới robot và thiết bị bay không người lái.

Nhằm giải quyết bài toán trên, nhóm nghiên cứu gồm các chuyên gia đến từ Trung Quốc đại lục, Hong Kong, Anh, Mỹ và Saudi Arabia đã phát triển một hệ thống phản ứng nhanh hơn đáng kể. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Communications.

Phó giáo sư Gao Shuo (Đại học Hàng không Vũ trụ Bắc Kinh), đồng tác giả nghiên cứu, cho biết phương pháp mới giúp tăng tốc độ xử lý lên 400%, vượt hiệu suất của con người mà vẫn duy trì, thậm chí cải thiện độ chính xác.

Nhóm nghiên cứu tiếp cận vấn đề bằng cách mô phỏng thị giác con người, chỉ tập trung phản ứng với các vật thể chuyển động khi gặp chướng ngại vật bất ngờ, thay vì cố gắng xử lý toàn bộ khung cảnh thị giác.

Trung tâm của công nghệ này là một phần cứng hoạt động theo cơ chế lọc trước – xử lý sau, dựa trên mảng bóng bán dẫn khớp thần kinh hai chiều có độ nhạy cao với chuyển động.

Con chip này có khả năng phát hiện thay đổi hình ảnh chỉ trong 100 micro giây, lưu giữ thông tin chuyển động trong hơn 10.000 giây và vận hành hơn 8.000 chu kỳ mà không suy giảm hiệu suất.

Sau khi ghi nhận một khung hình, hệ thống bỏ qua dữ liệu tĩnh, chỉ đánh dấu các vật thể đang chuyển động và chuyển thông tin quan trọng cho thuật toán thị giác tiêu chuẩn phân tích sâu hơn.

Thử nghiệm trong các kịch bản như xe tự lái, máy bay không người lái và cánh tay robot cho thấy tốc độ xử lý nhanh gấp bốn lần so với thuật toán hiện đại, thậm chí vượt khả năng con người trong điều kiện lý tưởng.

Khả năng phát hiện nguy hiểm khi lái xe tăng hơn 213%, còn hiệu quả thao tác của robot tăng trên 740%.

Theo nhóm nghiên cứu, rút ngắn 0,2 giây phản ứng có thể giảm quãng đường phanh khoảng 4,4m ở tốc độ 80km/h – khoảng cách đủ quyết định va chạm hay thoát nạn trong gang tấc.

“Chúng tôi kỳ vọng công nghệ này giúp xe tự lái ngay lập tức, qua đó nâng cao đáng kể mức độ an toàn trong các tình huống bất ngờ”, phó giáo sư Gao nhấn mạnh.