Trong nhiều năm, đại học Carnegie Mellon University (CMU) nổi tiếng về nghiên cứu về xe hơi tự lái hay xe hơi robot tự trị. Năm 2007, CMU đoạt giải thưởng Thách thức Lớn, cuộc đua của nhiều xe tự lái đi từ Los Angeles tới Las Vegas nơi các xe hơi phải đi qua trên trăm chỗ đường ngoặt trái và phải rất gấp trong các đèo núi lộng gió với độ cao khác nhau và những đường hầm nguy hiểm. Sau đó mọi người nói: “Dễ làm xe tự lái nhưng trên đường xa lộ với hàng nghìn xe hơi khác, làm sao bạn có thể tránh được tai nạn?” Nó đã đưa ra thách thức cho mức độ khác và sau vài năm nghiên cứu, CMU đã tạo ra một xe tự lái mới mà có thể tránh được tai nạn. Với máy tính tiên tiến và camera số thức chất lượng cao cùng các cảm biến, có thể làm được xe hơi có thể tự lái chúng và chứng minh với 100% chắc chắn rằng chúng sẽ có khả năng tránh được tai nạn.

Xe tự lại là đáng mong muốn bởi vì hệ thống được máy tính điều khiển là chính xác hơn con người. Các máy tính phức tạp cho phép xe hơi đi dọc theo các phố hẹp cũng như đường xa lộ lớn một cách êm thấm mà không có người cầm vô lăng lái xe. Xe tự lái cũng có tiềm năng giảm tổn thất nhân mạng trong các tai nạn ô tô. Vấn đề là con người gây ra tai nạn vì tất cả họ đều phản ứng theo những cách khác nhau với một tình huống đã cho, và với thời gian đáp ứng khác nhau nhưng với ô tô được máy tính điềuk hiển, nó bao giờ cũng phản ứng tương ứng theo hướng dẫn xác định và với cùng thời gian đáp ứng. Điều này dẫn tới giải pháp của Carnegie Mellon: một hệ thống kiểm soát phân bố chạy trên mọi xe hơi. Hệ thống này cho phép các xe nói chuyện với nhau qua tín hiệu không dây. Nếu một xe cần đổi làn trên xa lộ, nó gửi tín hiệu cho các xe khác đang di chuyển để tạo ra không gian. Nếu một xe ở phía trước phải đi chậm lại, xe khác đi sau biết trong vài mili giây và chúng cũng đi chậm lại.

Để đảm bảo quan niệm này làm việc an toàn, tổ nghiên cứu của CMU bắt đầu với hai xe trên cùng một làn, và đã chứng minh với 100% chắc chắn rằng các xe không thể đâm nhau được. Thế rồi họ dần tăng độ phức tạp của hệ thống bằng việc bổ sung thêm nhiều xe hơi, mỗi lần lại dùng một trắc nghiệm hình thức để đảm bảo 100% an toàn. Ngày nay, hệ thống phân bố có thể kiểm soát bất kì số lượng xe nào đang di chuyển giữa bất kì số làn nào.

Tôi đã thấy trên hai mươi xe tự lái vận hành tại tốc độ 100 kilô mét một giờ và đổi làn nhanh, rời khỏi xa lộ nhanh chóng, hay dừng lại bất ngờ nhưng mọi thứ vẫn làm việc tốt và chưa có tai nạn. Nó tất cả đều kiểm soát bằng phần mềm nói chuyện lẫn nhau và đó là lí do tại sao nhiều nhà làm xe hơi đang quan tâm thuê nhiều kĩ sư phần mềm cho xe hơi tương lai của họ. Một người quản lí nói với tôi: “Với máy tính phức tạp được xây dựng trong từng xe hơi, chúng tôi cần nhiều người phần mềm có kĩ năng và trong tương lai chúng tôi có thể có nhiều phần mềm trong các xe hơn là trong văn phòng hiện thời.”

Ngay cả CMU đã chỉ ra rằng xe tự lái là an toàn và bây giờ vấn đề chỉ là mọi nhà chế tạo xe hơi đồng ý dùng cùng hệ thống điều khiển phân bố để cho mọi xe có thể “nói chuyện” với các xe khác. Vài tuần trước, một thượng nghị sĩ địa phương bắt đầu dùng xe tự lái của CMU để đi từ sân bay về nhà mình cách xa quãng 40 kilô mét để chứng minh rằng xe này là đủ an toàn. Chiếc Cadillac SXR được lái trên con đường địa phương và xa lộ bằng máy tính dùng cái vào từ ra đa, máy đo xa bằng la de, và camera hồng ngoại. Chiếc xe đạt tới tốc độ 65 dặm một giờ trên xa lộ và đi chậm lại khi đi qua nhiều khu vực đông nghịt mà không có vấn đề gì. Sau đó CMU bị tràn ngập bởi nhiều công ti xe hơi tới để thuê người tốt nghiệp CNTT của nó.

English version

Self driving cars

After many decades of seeing self-driving cars in science fiction books or movies, the self-driving car is now a reality. For years, Carnegie Mellon University (CMU) is known for its research on self-driving cars or autonomous robotic cars. In 2007, CMU won the Grand Challenge, a race of several self-driving cars to go from Los Angeles to Las Vegas where the cars must travel over hundred of very sharp left and right turns in the winding mountain passes with different elevation and dangerous tunnels. After that people said: “It is easy to build a self driving car but in a freeway with thousands of other cars, how can you avoid an accident?” It raised the challenge to another level and after few more years of research, CMU has created a new self-driving car that can avoid accident. With advanced computers and high-quality digital cameras and sensors, it possible to build cars that can drive themselves and prove with 100% certainty, that they will be able to avoid accidents.

Self-driving cars are desirable because computer-controlled systems are more accurate than humans. Sophisticated computers allow cars to travel along narrow streets as well as large freeways smoothly without people at the driving wheel. Self-driving cars also have the potential to reduce the loss of human lives in automobile accidents. The problem is people cause accidents because they all react in different ways to a given situation, and with different response times but for computer control cars, it always reacts according to specific instructions and with the same response times Which leads to Carnegie Mellon’s solution: a distributed control system that runs on every car. This system allows the cars to talk to each other via wireless signal. If one car needs to change lane in the freeway, it send signal to other cars nearby then other cars move to make space. If a car in front has to slow down, the other cars that follow know in a matter of milliseconds and they also slow down too. To ensure the concept work safety, the CMU research team starting with two cars on a single lane, and proved with 100% certainty that the cars could not crash. They then slowly increased the complexity of the system by adding more cars, each time using formal verification to ensure 100% safety. Today, the distributed system can control any number of cars moving between any numbers of lanes. I have seen over twenty self driving cars operate at 100 kilometer an hour and change lanes fast, get off freeway quickly, or stop suddenly but everything work well and no accident yet. It all controls by software that talk to each other and that is why many automakers are interested to hire more software engineers for their future cars. One manager told me: “With sophisticated computers built in each car, we need more skilled software people and in the future we may have more software in cars than in current office.”

Even CMU has shown that self driving cars are safe and now it is just a matter of every car manufacturer agreeing to use the same distributed control system so all the cars can “talk” to others. Few weeks ago, a local congressman starts to use CMU self-driving car to travel from the airport to his home about 40 kilometers away to prove that the car is safe enough. The Cadillac SXR was driven along local roads and highways by a computer that uses inputs from radars, laser rangefinders, and infrared cameras. The car reached speeds of 65 mph in the freeway and slow down when travel through several congestion areas without any problem. After that CMU is flooded with many car companies come in to hire its IT graduates.