Hãy tưởng tượng những chiếc ô tô không chỉ phản ứng với những gì trước mắt, mà còn dự đoán được những gì sắp xảy ra – nhờ vào việc “trò chuyện” theo thời gian thực với biển báo giao thông, hệ thống thời tiết và các phương tiện khác. Viễn cảnh tương lai này đang đến gần hơn nhờ vào Data & Reasoning Fabric (DRF) của NASA, một nền tảng mạnh mẽ cho phép chia sẻ dữ liệu an toàn và thông minh giữa nhiều công nghệ khác nhau.
Ban đầu được thiết kế cho máy bay không người lái tự động, DRF giờ đây đang được điều chỉnh để phục vụ giao thông mặt đất an toàn và thông minh hơn, nơi sự phối hợp giữa các hệ thống có thể giúp việc di chuyển trở nên hiệu quả và trực quan.
Những con đường thông minh nhờ giao tiếp
Hãy tưởng tượng xe của bạn có thể giao tiếp với đèn giao thông, các phương tiện khác và hệ thống đường bộ khi bạn đang lái. Những cuộc trò chuyện theo thời gian thực này sẽ cho phép xe của bạn dự đoán được tình huống phía trước, chẳng hạn như một chiếc xe tải đang giảm tốc để rẽ hoặc một đèn giao thông khuất tầm nhìn sắp chuyển sang đỏ. Đồng thời, hệ thống cũng có thể hướng dẫn bạn đến trạm sạc hoặc trạm xăng gần nhất và chuẩn bị phanh cũng như gạt nước kính chắn gió khi có thông tin thời tiết sắp có mưa.
Để hiện thực hóa kiểu di chuyển thông minh này đòi hỏi phải có sự giao tiếp liền mạch giữa nhiều hệ thống khác nhau, từ các công ty tư nhân đến các cơ quan chính phủ, mỗi nơi đều sử dụng công nghệ độc quyền riêng. Thách thức là làm sao để tất cả các hệ thống đó có thể chia sẻ dữ liệu an toàn trong thời gian thực, đồng thời vẫn đảm bảo an toàn, quyền riêng tư và hiệu quả.
Khung công nghệ đột phá của NASA: DRF
Tại Trung tâm Nghiên cứu Ames của NASA ở Thung lũng Silicon, California, các kỹ sư đã phát triển giải pháp Data & Reasoning Fabric (DRF). Đây là một khung phần mềm bao gồm cơ sở hạ tầng, công cụ, giao thức và chính sách được thiết kế để hỗ trợ việc chia sẻ dữ liệu an toàn và ra quyết định giữa các máy móc và tổ chức khác nhau. Ban đầu được tạo ra để giúp máy bay không người lái tự động đưa ra các quyết định phức tạp, công nghệ này hiện đang được điều chỉnh để sử dụng trong các lĩnh vực khác – bao gồm cả giao thông thông minh và kết nối.
Điều này có nghĩa là, một ngày nào đó, công nghệ được hỗ trợ bởi DRF có thể cho phép xe của bạn nhận dữ liệu giao thông một cách an toàn từ các đèn giao thông gần đó và chia sẻ dữ liệu với các phương tiện khác trên đường. Trong kịch bản này, DRF đóng vai trò là người điều phối cho “điệu nhảy phức tạp” của các vật thể di chuyển, đảm bảo tất cả đều vận hành trơn tru và phối hợp hướng đến mục tiêu chung. Hệ thống được thiết kế để tạo ra một môi trường tích hợp, kết hợp dữ liệu từ các hệ thống vốn dĩ không thể giao tiếp với nhau.
David Alfano, Trưởng Bộ phận Hệ thống Thông minh tại Ames cho biết: “Các công ty đang phát triển công nghệ tự động, nhưng hệ thống của họ không được thiết kế để tương thích với công nghệ từ đối thủ. Công nghệ DRF giúp lấp đầy khoảng trống đó, tổ chức các hệ thống này làm việc cùng nhau một cách hài hòa.”
Những cải tiến giao thông chỉ là một trong số nhiều ứng dụng của hệ thống đột phá này. Công nghệ này có thể nâng cao cách chúng ta sử dụng công nghệ tự động để hỗ trợ con người trên Trái Đất, trong không trung và thậm chí trên Mặt Trăng.
Hỗ trợ chuỗi cung ứng phức tạp
Để minh họa tác động của công nghệ, nhóm DRF đã phối hợp với thành phố Phoenix để đưa ra giải pháp vận chuyển hàng không, nhằm cải thiện việc vận chuyển vật tư y tế quan trọng từ các khu vực thành thị ra các cộng đồng nông thôn – nơi khó tiếp cận các nguồn lực này. Một hệ thống tự động đã xác định nơi cần vật tư và điều phối máy bay không người lái để lấy và vận chuyển hàng hóa nhanh chóng, an toàn.
“Tất cả các thành phần phải phối hợp với nhau, điều này đòi hỏi rất nhiều nỗ lực. Công nghệ DRF cung cấp một khung làm việc, nơi các nhà cung cấp, trung tâm y tế và nhà điều hành máy bay không người lái có thể phối hợp hiệu quả,” Moustafa Abdelbaky, nhà khoa học máy tính cao cấp tại Ames cho biết. “Mục tiêu không phải là loại bỏ sự tham gia của con người, mà là giúp con người đạt được nhiều hơn.”
Công nghệ DRF là một phần trong nỗ lực lớn hơn tại Ames nhằm phát triển các khái niệm cho phép hoạt động tự động và tích hợp chúng vào các lĩnh vực công cộng và thương mại để tạo ra môi trường an toàn và hiệu quả.
Sự phối hợp nhịp nhàng của các hệ thống tự động
Các ngành công nghiệp như khai thác mỏ hiện đại sử dụng nhiều loại phương tiện và máy móc tự động tiên tiến, nhưng những hệ thống này lại gặp khó khăn trong việc giao tiếp đầy đủ để vận hành trong cùng một khu vực. “Điệu nhảy phối hợp” của công nghệ DRF có thể giúp chúng phối hợp tốt hơn, nâng cao hiệu quả.
Các nhà nghiên cứu đã gặp gỡ một công ty khai thác mỏ để tìm hiểu những vấn đề mà họ gặp phải khi sử dụng thiết bị tự động nhằm xác định nơi DRF có thể mang lại giải pháp trong tương lai.
“Nếu một máy khoan tự động do một công ty phát triển, nhưng xe tải vận chuyển lại do công ty khác phát triển, thì hai cỗ máy này đang ‘nhảy theo hai điệu nhạc khác nhau’. Hiện tại, chúng phải được giữ cách xa nhau để đảm bảo an toàn,” Johnathan Stock, nhà khoa học trưởng về đổi mới tại Bộ phận Hệ thống Thông minh Ames cho biết. “Công nghệ DRF có thể điều hòa hoạt động tự động của chúng để các công ty khai thác có thể sử dụng công nghệ tự động đồng bộ, tạo ra doanh nghiệp an toàn và hiệu quả hơn.”
Việc kiểm tra thêm công nghệ DRF trên các thiết bị như xe khai thác có thể được thực hiện tại NASA Ames Roverscape – một bề mặt mô phỏng với các chướng ngại vật như dốc và đá, nơi khả năng “phối nhịp” của DRF có thể được kiểm chứng.
Stock cũng hình dung rằng DRF sẽ cải thiện các hoạt động trên Mặt Trăng. Các phương tiện tự động có thể vận chuyển vật liệu, khoan và khai thác, trong khi các phương tiện khác được phóng đến và rời đi. Những hoạt động này có thể bao gồm các hệ thống đến từ nhiều công ty hoặc ngành công nghiệp khác nhau và đều có thể được điều phối bởi DRF.
Khi các hệ thống và công nghệ tự động ngày càng gia tăng trên thị trường – từ Trái Đất, trong quỹ đạo cho đến Mặt Trăng – các nhà nghiên cứu DRF sẵn sàng “bước lên sàn nhảy” để đảm bảo mọi thứ vận hành trơn tru.
“Khi tất cả cùng ‘nhảy theo một điệu nhạc’, mọi việc sẽ trôi chảy và nhiều điều trở nên khả thi hơn,” Stock nói.
Một công nghệ do NASA phát triển ban đầu cho máy bay không người lái có thể sớm giúp xe hơi của bạn giao tiếp với đèn giao thông và hệ thống thời tiết để lái xe thông minh hơn.
