Crash Detection và cách mà Apple Watch series 8 cùng iPhone 14 nhận biết được tai nạn giao thông

Sau tính năng Fall Detection (nhận biết té ngã) cực kỳ hữu ích, Apple Watch series 8 năm nay tiếp tục được trang bị thêm một tính năng hay ho không kém, đó chính là Crash Detection. Đây là tính năng giúp Apple Watch (và iPhone 14 series) có thể nhận biết được khi nào người dùng gặp tai nạn giao thông, từ đó sẽ đưa ra hướng xử lý hợp lý hơn. Vậy anh em có tự hỏi, bằng cách nào mà Apple có thể khiến đồng hồ và iPhone của họ có thể nhận biết được tình huống phức tạp như vậy không?

High-g accelerometer mà Apple nhắc tới là gì?

Accelerometer có thể được hiểu là gia tốc kế. Đây là một loại cảm biến có thể nói là phổ biến nhất và có mặt trong hầu hết các loại thiết bị điện tử hiện tại, từ điện thoại, đồng hồ thông minh, vòng tay theo dõi sức khoẻ, xe cân bằng,…



Cách hoạt động của nó về lý thuyết là cực kỳ đơn giản, chỉ cần dựa vào định luật II của Newton: F=m.a là có thể hiểu được. Trong hình, ta có một hệ gồm vật nặng khối lượng m nối với lò xo có độ cứng k, đồng thời x là độ dịch chuyển của vật nặng m khi bị tác động lực (trong trường hợp của gia tốc kế thì đó là lực quán tính). Dễ chứng minh được bằng kiến thức cấp 3, ta có k.x = m.a, trong đó k, x, m là những thứ có thể xác định được một cách dễ dàng, từ đó ta có thể tính được gia tốc của vật nặng.

Tuy nhiên gia tốc kế trong các thiết bị di động không có cấu trúc cồng kềnh như thế. Các kỹ sư đã biến một hệ cồng kềnh như hình trên thành một MEMS (micro electro mechanical system) - hệ thống vi cơ-điện tử có cấu tạo dễ hiểu như hình bên dưới. Màu đỏ thể hiện vật nặng khối lượng m, 4 cái ở góc chính là hệ lò xo và khi có chuyển động, điện áp giữa các tấm cảm ứng điện sẽ thay đổi, từ đó có thể đo được gia tốc của thiết bị.


Trên thị trường điện tử, có hai loại gia tốc kế phân biệt với cái tên high-g và low-g accelerometer. Trong đó, cảm biến low-g hiệu quả vượt trội trong việc phát hiện các chuyển động nhỏ, ví dụ như định hướng cho thiết bị, phân tích được các hành động mà bạn đang làm với điện thoại như giả lập đánh bóng, lái xe,… Ngược lại, cảm biến high-g lại hoạt động hiệu quả hơn với các va chạm, chúng thường được dùng để phát hiện va chạm và chấn động tác động lên thiết bị.



Trong buổi keynote của Apple, họ nói rằng Apple Watch series 8 và iPhone 14 đã được tích hợp thêm cảm biến high-g accelerometer, đây chính là điều kiện cần để chúng có thể phát hiện được va chạm. Trong hình là một hình ảnh thực tế của một gia tốc kế high-g Accel 3 click. Đưa hình thực tế vào cho anh em hình dung thôi chứ đây không phải là linh kiện mà Apple dùng nha.

Con quay hồi chuyển - gyroscope, là gì?

Con quay hồi chuyển là một loại cảm biến có thể nói là dùng để bổ sung cho tính hiệu quả của gia tốc kế, đặc biệt là với các chuyển động xoay. Nói cách khác, nếu gia tốc kế dùng để đo các chuyển động mang tính chất tịnh tiến thì con quay hồi chuyển lại chuyên dùng để xác định góc xoay, nhờ vào hình dáng và cấu trúc đặc biệt của nó.

Apple phát triển phần mềm song song với phần cứng mới như thế nào?

Apple nói rằng họ sử dụng gia tốc kế loại high-g cùng với một con quay hồi chuyển 3 trục đã được tinh chỉnh để nhận biết được tai nạn tốt hơn. Các cảm biến này có thể phát hiện một lực lên tới 256g (256 lần gia tốc trọng trường g, không phải 256 gram). Nhờ đó, chúng có thể phát hiện ra các tác động cực mạnh của một vụ tai nạn.

Họ cũng nói rằng các cảm biến của họ có thể lấy mẫu chuyển động nhanh hơn gấp 4 lần so với bình thường, do đó chúng có thể nhận biết chính xác thời điểm mà người dùng gặp chấn động. Chưa dừng lại ở việc bổ sung phần cứng, đội ngũ nghiên cứu của Apple đã tạo ra một thuật toán có tên là “sensor fusion” để tận dụng được khả năng của cả hai loại cảm biến trên một cách chính xác.

Trong buổi thuyết trình, “Táo khuyết” nói rằng họ đã bỏ ra hàng năm trời để nghiên cứu các tác động và tình huống va chạm của xe trong phòng thí nghiệm. Bên cạnh đó, họ cũng phân tích rất nhiều các hồ sơ sự cố ngoài thực tế để từ đó giúp thuật toán của họ vận hành một cách chính xác nhất.



Lưu ý rằng, Apple nói rằng va chạm ở đây tức là va chạm xe ô tô chứ không phải va chạm xe máy, nhưng cá nhân mình nghĩ rằng tính năng này vẫn có khả năng hoạt động khi chúng ta chạy xe máy. Có 4 loại tai nạn ô tô nghiêm trọng nhất được Apple tập trung phân tích, bao gồm: đâm xe phía trước, phía bên hông, va chạm từ phía sau, và lật xe.

Cứ sau mỗi lần cho thực hiện va chạm trong phòng thí nghiệm, Apple sẽ thu thập lại dữ liệu thông qua con quay hồi chuyển và gia tốc kế, dĩ nhiên là thông tin của các cảm biến khác cũng sẽ được ghi nhận như phong vũ biểu, micro và GPS. Tất cả dữ liệu này được kết hợp lại để tạo ra một “tín hiệu” cho phép đồng hồ / điện thoại biến được rằng người dùng đang gặp nạn.



Một mô hình marchine learning được Apple tạo ra riêng để xây dựng dữ liệu cho các va chạm và họ nói rằng mô hình này đã được học đi học lại từ 1 triệu giờ đồng hồ từ những vụ tai nạn xe ngoài thực tế. Kết quả là chúng ta có Crash Detection. Một điểm anh em cần biết đó là tính năng này chỉ hoạt động khi thiết bị nhận biết được anh em đang lái xe, ở trạng thì bình thường thì mặc định chúng sẽ được tắt, có thể là để tiết kiệm năng lượng.



Đã có không ít trường hợp người dùng được cứu nạn kịp thời từ tính năng Fall Detection và giờ với Crash Detection, chúng ta lại tiếp tục có thêm một tính năng hay ho để bảo vệ mình, dĩ nhiên là không ai muốn tích năng này được kích hoạt cả.