Trí tuệ nhân tạo cải thiện an toàn xe hơi như thế nào?

Côn nghệ trên xe hơi được xem là một trong những giải pháp giúp việc đi xe an toàn hơn, và sự phát triển của AI sẽ giúp việc lái xe trở nên an toan hơn thế nữa.

Theo Tổ chức Y tế Thế giới, mỗi năm có từ 20 đến 50 triệu người bị thương do tai nạn giao thông, và thêm 1,19 triệu người tử vong. Con số này thực ra có thể còn cao hơn nhiều, nếu xe hơi không được trang bị các công nghệ hỗ trợ ngăn ngừa va chạm và bảo vệ tính mạng người dùng.

Năm 2026 đánh dấu tròn 140 năm kể từ khi chiếc xe hơi đầu tiên ra đời, Benz Patent-Motorwagen. Từ đó đến nay, xe hơi đã tiến hóa từ một động cơ đốt trong gắn trên bánh xe thành những phương tiện hiện đại, tiện nghi, được máy tính hóa hoàn toàn, thậm chí một số mẫu không còn cần người lái. Điều đó cũng có nghĩa là các tính năng an toàn trên xe ngày nay gần như không còn điểm chung nào so với những chiếc xe của 140 năm trước. Ngay cả chiếc dây an toàn tưởng chừng đơn giản cũng đã trải qua nhiều lần cải tiến đáng kể, từ lúc ra đời vào năm 1853 đến thời điểm Anh quy định bắt buộc dây an toàn vào những chiếc xe mới vào năm 1967 hay Mỹ yêu cầu toàn bộ xe khách mới phải được trang bị dây an toàn vào năm 1968.


Nils Bohlin và dây an toàn ba điểm đang được sử dụng phổ biến ngày nay

Hệ thống hỗ trợ lái xe nâng cao (ADAS)

Thống kê cho thấy khoảng 94% các vụ tai nạn xe hơi xuất phát từ lỗi của con người. Chính vì vậy, trong những năm gần đây, các kỹ sư đã phát triển các hệ thống hỗ trợ không phụ thuộc vào phán đoán của người lái, nhằm giúp chúng ta an toàn hơn trên đường. Nhóm hệ thống này được gọi chung là ADAS, Advanced Driver-Assistance Systems (hệ thống hỗ trợ lái xe nâng cao), sử dụng trí tuệ nhân tạo để liên tục theo dõi phương tiện xung quanh, vạch kẻ đường, thậm chí cả điều kiện thời tiết.

View attachment 8533003
Hệ thống ADAS giúp việc lái xe trở nên an toàn hơn

Một hệ thống ADAS được tích hợp nhiều loại cảm biến, bao gồm camera, radar và lidar, để cảnh báo người lái về các nguy hiểm tiềm ẩn. Chẳng hạn, nhiều xe hiện nay được trang bị cảnh báo va chạm và hệ thống phanh khẩn cấp tự động dựa trên radar. Về cơ bản, radar hoạt động bằng cách phát sóng radio từ xe, sóng này dội lại từ các chướng ngại vật hoặc phương tiện phía trước và quay về máy thu. Một phương trình đơn giản sau đó được dùng để tính khoảng cách và tốc độ của vật thể, từ đó hệ thống có thể phát cảnh báo hoặc tự động kích hoạt phanh.

Công nghệ tiên tiến hơn như lidar sử dụng chùm tia laser để thực hiện nhiều chức năng tương tự radar, nhưng còn có thể dựng lên một hình ảnh 3D về môi trường xung quanh xe, từ đó 'nhìn thấy' nguy hiểm trước khi sự cố xảy ra.

Vai trò của trí tuệ nhân tạo trong xe hơi

Tất nhiên, cảm biến thôi là chưa đủ. Xe hơi cần phải có một 'bộ não' đủ khả năng xử lý và diễn giải toàn bộ dữ liệu đó. Và đó chính là nơi trí tuệ nhân tạo phát huy tác dụng.

Hiện nay, hầu hết xe hơi mới bán ra trên toàn cầu đều tích hợp AI ở một mức độ nào đó. Ở cấp độ cơ bản nhất, AI tiếp nhận dữ liệu từ nhiều cảm biến trên xe rồi thực hiện các hành động đơn giản như phát cảnh báo. Tuy nhiên, AI còn được dùng để xây dựng một bức tranh tổng thể về môi trường xung quanh xe thông qua công nghệ gọi là sensor fusion, tức là hợp nhất tín hiệu từ tất cả các cảm biến cùng lúc.

Với sensor fusion, AI về cơ bản trở thành người lái thứ hai. Trong xe tự lái, nó là người lái duy nhất. Tuy nhiên, công nghệ này vẫn chưa hoàn hảo. Đôi khi các cảm biến không đồng ý với nhau, và AI phải tự quyết định nguồn dữ liệu nào đáng tin hơn và thường dựa trên mức độ tin cậy được gán cho từng cảm biến.

Xe tự lái và sự thay đổi tư duy về an toàn

Khi công nghệ xe tự hành ngày càng phát triển, nhu cầu về một số tính năng an toàn truyền thống cũng có thể thay đổi. Năm 2018, Volvo giới thiệu mẫu xe tự lái ý tưởng mang tên 360c, nội thất của nó trông giống khoang tàu hỏa hơn là một chiếc sedan thông thường. Điểm đáng chú ý là chiếc xe này không có dây an toàn ba điểm truyền thống. Thay vào đó, Volvo dùng một tấm chăn an toàn giúp cố định phần thân trên và chân của hành khách khi có va chạm.

Volvo 360c được giới thiệu vào năm 2018

Lý do đằng sau sự thay đổi triệt để này xuất phát từ chính mức độ an toàn vốn có của xe tự lái. Khi cảm biến có thể phát hiện phương tiện và chướng ngại vật với độ chính xác cao, và khi tốc độ lẫn điều hướng đều được kiểm soát tự động, xác suất xảy ra va chạm sẽ giảm đi đáng kể.

Thiết kế hấp thụ va chạm: Vùng biến dạng có chủ đích

Khi các hệ thống ADAS không đủ để ngăn ngừa va chạm, tuyến phòng thủ cuối cùng nằm ở chính thiết kế của xe. Phần phía trước và phía sau xe được thiết kế có chủ đích để bẹp lại khi va chạm, gọi là vùng biến dạng (crumple zone). Tên gọi này nghe trực quan nhưng thực ra nó dựa trên một nguyên lý vật lý rất quan trọng.

Trong một vụ tai nạn, tốc độ giảm đột ngột, hay còn gọi là gia tốc âm, mới là thứ gây nguy hiểm cho người trong xe. Xe dừng lại càng nhanh, lực tác động lên hành khách càng lớn. Ví dụ, nếu xe đang chạy 80 km/h và dừng đột ngột, người lái vẫn tiếp tục di chuyển với vận tốc đó và đập vào phần phía trước xe. Vùng biến dạng làm chậm quá trình dừng lại, giúp phân tán năng lượng va chạm và giảm lực tác động lên người ngồi trong xe.

Tất nhiên, nhà sản xuất phải tìm điểm cân bằng giữa chi phí, khả năng vận hành và độ an toàn. Vùng biến dạng quá mềm sẽ xẹp xuống ngay cả khi va chạm nhẹ; quá cứng thì lại không thực hiện được chức năng hấp thụ lực.

An toàn xe hơi: Hành trình 60 năm

Dưới đây là những tính năng an toàn tiêu biểu đã được phát triển qua nhiều thập kỷ:

1. Đèn cạnh xe (Side Marker Lights): Ra đời cuối thập niên 1960, đèn màu hổ phách này giúp các xe khác nhận biết vị trí và sự hiện diện của phương tiện trong điều kiện tầm nhìn kém
2. Hệ thống chống bó cứng phanh cơ học (ABS): Ngăn bánh xe bị khóa khi phanh gấp, tránh xe bị trượt mất kiểm soát
3. Bảng điều khiển bọc đệm: Thay thế bảng gỗ cứng bằng vật liệu polyurethane hoặc da nhằm giảm chấn thương khi va chạm.
4. Dây an toàn hai điểm: Phiên bản tiền thân của dây ba điểm, chỉ ôm ngang phần hông của người ngồi.
5. ABS điện tử: Nâng cấp từ cơ học sang điện tử với cảm biến máy tính giám sát áp lực phanh theo thời gian thực.
6. Phanh khẩn cấp tự động (AEB): Kết hợp lidar và radar để tự động cảnh báo và kích hoạt phanh nếu phát hiện chướng ngại vật phía trước.
7. Túi khí: Xuất hiện từ thập niên 1980, được kích hoạt bởi cảm biến gia tốc kế và bơm phồng bằng khí nitơ trong tích tắc khi phát hiện va chạm.
8. Cảnh báo điểm mù (Blind Spot Monitoring): Cảm biến radar trên gương chiếu hậu cảnh báo khi có xe xuất hiện trong vùng tầm nhìn hạn chế.
9. Hỗ trợ giữ làn đường (Lane Keep Assist): Camera phía trước theo dõi vạch kẻ đường và phát cảnh báo khi xe ra khỏi làn mà không bật xi-nhan.
10. Kiểm soát ổn định điện tử (ESC): Cảm biến bánh xe phát hiện khi xe bị trượt hoặc mất lực kéo, tự động can thiệp bằng cách giảm ga và kích hoạt phanh có chọn lọc.
11. Kiểm soát hành trình thích ứng (ACC): Dùng radar và laser để duy trì tốc độ xe, tự động tăng giảm tốc theo mật độ giao thông.

Công nghệ an toàn thế hệ tiếp theo

Ngoài những gì đã có, đây là những công nghệ đang trong giai đoạn nghiên cứu và có thể xuất hiện trên xe hơi trong tương lai không xa:

1. Túi khí bên ngoài xe

Trong khi túi khí hiện đại được thiết kế để bảo vệ hành khách bên trong, các mẫu xe tương lai có thể được trang bị túi khí bên ngoài nhằm bảo vệ cả người đi xe đạp. Năm 2025, Subaru ra mắt túi khí bên ngoài hình chữ U trên mẫu Forester. Khi xảy ra va chạm với người đi xe đạp, túi khí bung ra từ nắp capo và che phủ phần lớn kính chắn gió để giảm thiểu thương tích cho cả hai phía.

2. Kính chắn gió thực tế tăng cường (AR)

Các mẫu xe tương lai có thể được trang bị kính chắn gió kết hợp giữa AR và màn hình hiển thị HUD (head-up display). Hiện tại, HUD chỉ có thể hiển thị các biểu tượng nhỏ như tốc độ hay chỉ đường. Nhưng với AR tích hợp, toàn bộ kính chắn gió có thể hiển thị đồ họa điều hướng chi tiết, cảnh báo nguy hiểm và thông tin giao thông theo thời gian thực.

3. Máy đo nồng độ cồn tích hợp

Thiết bị khóa khởi động theo nồng độ cồn không phải là ý tưởng mới, nhưng công nghệ này đang được nâng cấp để trở nên chính xác và tiện lợi hơn khi có thể không cần người lái phải thổi trực tiếp vào thiết bị.

4. Cảm biến sinh trắc học

Một trong những tích hợp mang tính tương lai nhất là khả năng theo dõi sức khỏe người lái theo thời gian thực. Năm 2024, Continental ra mắt Biometric Sensing Display, hệ thống dùng camera và tia laser để theo dõi nhịp tim, mức độ căng thẳng và các chỉ số sinh lý khác của người lái, từ đó đánh giá nguy cơ xảy ra sự cố y tế trong khi lái xe.

5. V2X — Kết nối xe với mọi thứ

V2X (Vehicle-to-Everything) là công nghệ mới nổi cho phép xe chia sẻ thông tin tự động với các phương tiện khác, cơ sở hạ tầng giao thông và người đi bộ. Dữ liệu được truyền đi bao gồm tốc độ, vị trí, thông tin va chạm và nhiều thứ khác — với mục tiêu cải thiện luồng giao thông và nâng cao an toàn đường bộ trên quy mô toàn hệ thống.

6. Lốp xe không cần bơm hơi

Lốp không khí (non-pneumatic tire) là loại lốp không thể bị thủng, nhờ đó loại bỏ hoàn toàn các rủi ro liên quan đến nổ lốp khi đang chạy tốc độ cao. Chúng được làm từ cao su hoặc nhựa dẻo, được tạo hình thành các nan hoa đan xen nhau xung quanh trục bánh xe để hấp thụ chấn động thay vì dùng không khí.

Nguồn: How It Works