Cảm biến Lidar giá rẻ mở đường cho sự bùng nổ xe tự lái

Lidar (Light Detection and Ranging) là máy quét 3D thu nhỏ, hoạt động với nguyên lý tương tự camera ToF (Time-of-Flight) nhưng có độ chính xác cao hơn. Cảm biến phát ra chùm tia laser công suất thấp tới môi trường, rồi tiếp nhận ánh sáng phản chiếu ngược lại phần cứng để xử lý. Từ dữ liệu như thời gian quay lại của tia laser, hệ thống sẽ xây dựng bản đồ ba chiều mô phỏng không gian, đồ vật và con người.

Cảm biến Lidar Velodyne trên một chiếc xe tự hành thử nghiệm ở California (bên phải) và hình ảnh minh họa Lidar của Luminar (phía trên bên trái) và Lidar của Aeva. Ảnh: Reuters

Velodyne Lidar, nhà sản xuất chính của cảm biến Lidar, đã phát triển một sản phẩm mới có giá chỉ bằng 1% so với các sản phẩm trước đó.
Sự sụt giảm đáng kể về giá đối với loại cảm biến quan trọng đối với việc thiết kế ô tô tự lái có thể đẩy nhanh tốc độ phát triển của ô tô tự lái.

Hầu hết ô tô tự lái ngày nay đều được trang bị hai loại cảm biến chính: máy ảnh và radar. Các cảm biến sử dụng công nghệ Lidar hoạt động giống như các phương pháp radar, với một điểm khác biệt là chúng sử dụng tia laser thay thế cho sóng vô tuyến.

Bí quyết của cảm biến Lidar là sử dụng tia hồng ngoại để phát hiện các vật thể xung quanh xe ô tô. Lợi ích của Lidar là nó có thể tạo ra hình ảnh ba chiều chính xác về mọi thứ xảy ra xung quanh xe ô tô như các phương tiện, con người trong nhiều môi trường và điều kiện ánh sáng khác nhau.

Hiện nay, mẫu sedan sang trọng Legend tự lái mới của nhà sản xuất Honda Motor, được trang bị công nghệ tự lái cấp độ 3 đã được cấp phép đầu tiên trên thế giới, sử dụng cảm biến Lidar.

Liên quan đến cảm biến Lidar, trong một phát biểu vào năm 2019, Giám đốc điều hành của Tesla, tỷ phú Elon Musk cho rằng, loại cảm biến này quá đắt cho một chiếc xe tự lái.

Như vậy, rào cản lớn nhất đối với việc áp dụng Lidar rộng rãi là vấn đề tài chính.

Tuy nhiên, sự đổi mới trong công nghệ cảm biến Lidar đã làm thay đổi đánh giá của tỷ phú Elon Musk. Giám đốc điều hành của Velodyne, ông Anand Gopalan cho rằng, quan điểm của Elon Musk về Lidar đã "lỗi thời 5, 6 năm". Nếu cảm biến Lidar ngày càng nhỏ hơn và chi phí thấp hơn, nó sẽ giúp tạo ra một hệ thống an toàn.

Hiện nay, một số công ty sản xuất ô tô lớn như Volkswagen và Honda đã lựa chọn cảm biến Lidar từ nhà sản xuất Velodyne. Trước đó, khi Google bắt tay vào nghiên cứu và thiết kế xe ô tô tự lái, họ cũng đã sử dụng cảm biến Lidar được sản xuất riêng từ Velodyne. Tuy nhiên, thiết bị Lidar thời điểm đó còn khá lớn nên chúng được gắn trên nóc xe thử nghiệm của Google.

Giám đốc điều hành Velodyne, ông Anand Gopalan đang cầm trên tay thiết bị Lidar cỡ lòng bàn tay mới của công ty. Ảnh: Nikkei

Velodyne đã giảm mạnh giá sản xuất Lidar bằng cách tạo ra Lidar ở trạng thái rắn. Chiến lược mới này đã giúp thu nhỏ kích thước của các cảm biến, loại bỏ các phần tử dịch chuyển bên trong cơ chế quang học và cho phép sản xuất hàng loạt.

Thiết bị Lidar mới nhất, có kích thước nhỏ nhất cho đến thời điểm hiện tại dự kiến sẽ có giá 100 USD.

Ông Anand Gopalan cho biết: “Trước năm 2025, tôi tin rằng giá của thiết bị Lidar sẽ giảm hơn nhiều, trong khoảng 700 USD cho mỗi chiếc xe”.

Bên cạnh Velodyne, Luminar Applied, một công ty khởi nghiệp về chương trình phần mềm và cảm biến xe hơi của Mỹ đã phát triển thêm các cảm biến Lidar giá rẻ có giá từ 500 USD đến 1.000 USD.

Cảm biến Lidar hiệu suất cao của Luminar có thể phát hiện chính xác các vật thể phía trước ô tô cách xa 250 mét và nắm bắt tình hình hoạt động trên xe với độ chính xác cỡ vài cm. Các cảm biến thậm chí có thể phát hiện các vật thể sẫm màu, như các hạt đen hoặc một bộ quần áo thể thao màu đen riêng lẻ, ngay cả trên những con đường có hệ số phản xạ tối thiểu.

Daimler của Đức, Volvo Automobiles của Thụy Điển, Mobileye của Intel có trụ sở tại Israel và chi nhánh phân tích của Toyota Motor đã sử dụng cảm biến Lidar của Luminar cho các nguyên mẫu xe tự lái của họ.

Ngoài Luminar, hơn 5 công ty khởi nghiệp Lidar khác nhau của Mỹ cùng với Aeva có trụ sở tại California đã niêm yết cổ phiếu thông qua sáp nhập SPAC.

Trong thời gian gần đây, sự tiến bộ trong phát triển xe tự lái chậm hơn nhiều so với xe điện. Do các nhà sản xuất ô tô lớn tăng cường lựa chọn xe điện để đáp ứng với sự phát triển của thế giới theo hướng hạn chế quy định chặt chẽ hơn đối với các phương tiện chạy bằng xăng nhằm giảm lượng khí thải carbon.

Hiện nay, các công ty chuyên về phát triển xe tự lái của Mỹ như Waymo, Apple và Amazon cũng như các công ty như Baidu của Trung Quốc là những công ty tiên phong trong việc thử nghiệm xe tự lái trên đường công cộng.

Theo đó, gã khổng lồ công nghệ Amazon đã mua lại công ty khởi nghiệp xe ô tô tự lái Zoox để phát triển xe tự lái. Apple cũng đã tiến hành nâng cấp các mẫu xe tự lái của mình.

Các công ty công nghệ của Mỹ và Trung Quốc, với nguồn nhân lực và nguồn vốn đầu tư dồi dào, có nhiều khả năng sẽ là những người đi đầu trong cuộc cách mạng xe tự lái trong thời gian tới.

Phan Văn Hòa (theo Nikkei Asia)

Miếng bánh xe tự hành béo bở: Các 'ông lớn' hụt hơi?

Xe tự lái là một lĩnh vực công nghệ đầy thách thức, đặc biệt là trong bối cảnh hiện tại. Cuộc đua đang nổi lên những cái tên không mấy tên tuổi, trong khi các "ông lớn" không chắc chiếm thế thượng phong.