Công nghệ mới giúp drone biết 'cảm nhận cơn đau', mở đường cho thế hệ ô tô tự lái an toàn hơn
Một nhóm nhà khoa học Hà Lan vừa phát triển công nghệ cho phép máy bay không người lái (drone) phát hiện hư hỏng theo cách tương tự con người cảm nhận cơn đau.
Thay vì chỉ nhận biết sự cố sau khi đã mất kiểm soát, hệ thống có thể cảnh báo ngay từ những dấu hiệu bất thường đầu tiên, giúp thiết bị chủ động giảm tải hoặc dừng hoạt động trước khi xảy ra tai nạn. Công nghệ này được kỳ vọng sẽ trở thành nền tảng quan trọng cho thế hệ ô tô tự lái và robot tự hành trong tương lai.
Drone được trang bị "hệ thần kinh số"
Nghiên cứu do các nhà khoa học tại Đại học Công nghệ Delft (TU Delft) và Đại học Wageningen (Hà Lan) thực hiện vừa được công bố trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Ý tưởng của nhóm nghiên cứu xuất phát từ chính cơ chế sinh học của con người. Khi bị bong gân hoặc chấn thương trong lúc vận động, cơ thể sẽ phát tín hiệu đau lên não, buộc con người dừng lại để tránh tổn thương nghiêm trọng hơn.
Các nhà nghiên cứu muốn trang bị cho máy móc khả năng tương tự, tức là có thể "cảm nhận" khi một bộ phận đang suy yếu trước khi sự cố thực sự xảy ra.
Theo trưởng nhóm nghiên cứu Jasper van Beers, phần lớn máy móc hiện nay không có khả năng tự nhận thức về tình trạng của chính mình. Chúng chỉ phát hiện lỗi sau khi đã mất ổn định hoặc hỏng hóc hoàn toàn.
AI phát hiện dấu hiệu bất thường trước khi thiết bị gặp sự cố
Thay vì dựa vào mô hình dự đoán hay dữ liệu lịch sử, hệ thống mới liên tục phân tích dữ liệu cảm biến theo thời gian thực.
Công nghệ sử dụng các chỉ báo được gọi là Critical Slowing Down (CSD), một khái niệm vốn được áp dụng trong sinh thái học để dự báo nguy cơ sụp đổ của các hệ sinh thái.
Theo nguyên lý này, trước khi một hệ thống phức tạp mất ổn định, các tín hiệu bên trong thường xuất hiện những thay đổi rất nhỏ mà con người khó nhận ra.
AI sẽ theo dõi các biến động này để xác định thời điểm hệ thống đang tiến gần đến giới hạn an toàn, từ đó phát ra cảnh báo sớm.
Điểm đáng chú ý là phương pháp này không cần biết trước thiết bị sẽ hỏng theo cách nào và cũng không cần huấn luyện trên lượng lớn dữ liệu lỗi như nhiều hệ thống AI hiện nay.
Để kiểm chứng công nghệ, nhóm nghiên cứu thử nghiệm trên các drone bốn cánh tại trung tâm CyberZoo.
Các kỹ sư lần lượt cắt bớt phần đầu cánh quạt từ trạng thái nguyên vẹn đến khi hư hỏng khoảng 55%.
Kết quả cho thấy drone bắt đầu mất khả năng kiểm soát khi cánh quạt phía trước bên phải bị hỏng khoảng 15%.
Điều quan trọng là hệ thống AI đã phát hiện các dấu hiệu mất ổn định từ trước thời điểm này và liên tục nâng mức cảnh báo khi hư hỏng tăng lên.
Theo Jasper van Beers, cơ chế này giống như cảm giác đau ở con người. Sau khi bị thương, cơn đau giúp mỗi người tự đánh giá mình còn có thể tiếp tục hoạt động hay cần dừng lại để tránh tổn thương nghiêm trọng hơn.
Ô tô tự lái có thể là lĩnh vực hưởng lợi lớn nhất
Các nhà nghiên cứu cho rằng công nghệ này đặc biệt phù hợp với xe tự lái và các hệ thống hỗ trợ lái tiên tiến (ADAS).
Trong quá trình vận hành, ô tô tự lái luôn phải đối mặt với nhiều nguy cơ như cảm biến suy giảm độ chính xác, bộ truyền động gặp lỗi hoặc điều kiện mặt đường vượt quá khả năng xử lý.
Hiện nay, nhiều hệ thống chỉ phát hiện vấn đề khi xe đã bắt đầu mất ổn định hoặc xuất hiện lỗi rõ ràng.
Nếu được tích hợp công nghệ "cảm nhận cơn đau", xe có thể nhận biết những dấu hiệu rất nhỏ cho thấy hệ thống đang tiến gần giới hạn an toàn, từ đó chủ động giảm tốc, thay đổi chế độ vận hành hoặc yêu cầu tài xế tiếp quản trước khi xảy ra sự cố.
Một ưu điểm khác là hệ thống không yêu cầu bổ sung cảm biến hay phần cứng mới. AI chỉ khai thác dữ liệu sẵn có từ các cảm biến đang được trang bị trên phương tiện, giúp giảm đáng kể chi phí triển khai.
Ngoài drone và ô tô tự lái, nhóm nghiên cứu cho rằng công nghệ này có thể được áp dụng cho nhiều loại robot tự hành, phương tiện tự động trong công nghiệp, thiết bị thám hiểm không gian hay các hệ thống vận hành ở môi trường nguy hiểm.
Việc giúp máy móc có khả năng "tự nhận thức" về tình trạng của chính mình được xem là bước tiến quan trọng trong lĩnh vực robot thông minh. Thay vì chỉ phản ứng sau khi xảy ra hỏng hóc, các hệ thống AI tương lai sẽ có thể dự đoán nguy cơ và tự bảo vệ mình, tương tự cách cơ thể con người sử dụng cảm giác đau để tránh những tổn thương nghiêm trọng hơn.
.jpg)