NASA đang thử nghiệm một mẫu xe tự hành mới có khả năng giúp các nhà khoa học thiết kế những robot có thể tự suy nghĩ và tự điều hướng, vượt qua các địa hình hiểm trở mà những xe tự hành trước đây trên Mặt Trăng hay sao Hỏa dễ bị mắc kẹt.
Mẫu xe mang tên ERNEST, do Phòng Thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL) của NASA phát triển, gần đây đã hoàn thành hành trình dài 26 km qua sa mạc miền nam bang California. Chuyến thử nghiệm kéo dài hơn 37 giờ lái xe trong vòng bảy ngày, và ERNEST hoàn thành gần như hoàn toàn ở chế độ tự hành, chỉ cần “sự can thiệp tối thiểu” từ các kỹ sư theo dõi, theo thông báo của JPL.
NASA kỳ vọng công nghệ này sẽ được tích hợp vào các xe tự hành trong tương lai trên Mặt Trăng và sao Hỏa, cho phép chúng di chuyển xa hơn và nhanh hơn các thế hệ trước, đồng thời sử dụng phần mềm tích hợp để tự đánh giá và vượt qua những địa hình hiểm trở mà các robot thám hiểm trước đây chưa thể tiếp cận.
“Những thử nghiệm này đang giúp chúng tôi hoàn thiện cả phần cứng di chuyển lẫn phần mềm tự hành để có thể vượt qua những quãng đường rất dài trong nhiều điều kiện địa hình và ánh sáng khác nhau, tương tự những gì sẽ gặp trên Mặt Trăng,” ông Issa Nesnas, chuyên gia công nghệ trưởng tại JPL, cho biết.
Việc phát triển ERNEST bắt đầu từ năm 2022 bằng nguồn kinh phí nghiên cứu nội bộ của JPL. Dự án sau đó được đưa vào Chương trình Chiến lược và Tích hợp Khoa học Thám hiểm thuộc Ban Khoa học của NASA, đồng thời nhận được sự hỗ trợ từ Chương trình Thám hiểm Sao Hỏa của cơ quan này.
Điểm khác biệt lớn của ERNEST so với các thế hệ trước nằm ở hệ thống bánh xe hoàn toàn mới cùng hệ thống treo chủ động. Kết hợp với trí tuệ nhân tạo (AI) thích ứng, xe có thể nhận diện chướng ngại vật trên đường đi để lựa chọn tránh né hoặc vượt qua trước khi tiếp tục hành trình.
Khả năng thông minh của ERNEST được xây dựng thông qua nhiều tháng học tăng cường trong môi trường mô phỏng. Bằng cách chạy đồng thời nhiều mô phỏng, xe tự hành này đã tích lũy hàng nghìn giờ kinh nghiệm chỉ trong vài ngày. Sau giai đoạn huấn luyện ảo, nhóm phát triển tiếp tục kiểm tra khả năng của xe tại khu thử nghiệm Mars Yard của JPL trước khi đưa ra sa mạc California để thử nghiệm thực tế.
Các xe tự hành trước đây như Perseverance hay Opportunity trên sao Hỏa sử dụng hệ thống treo kiểu các cánh tay đòn rocker-bogie, với các khớp xoay thụ động giúp phân bổ đều trọng lượng lên sáu bánh xe.
Trong khi đó, nguyên mẫu ERNEST chỉ có bốn bánh, sử dụng hai khớp chuyển động ở phần khung trước để thay đổi dáng di chuyển, tạo ra các chuyển động giống như “uốn mình”, “bước đi bằng bánh xe” và “leo vượt chướng ngại vật”. Ngoài ra, cả bốn bánh đều có thể đánh lái độc lập, cho phép rover di chuyển sang ngang cũng như tiến hoặc lùi.
“Hệ thống rocker-bogie đã chứng minh hiệu quả suốt 30 năm qua, nhưng trong thời gian đó cũng đã có rất nhiều nghiên cứu mới về khả năng di chuyển và tương tác với địa hình,” ông Hari Nayar, chuyên gia công nghệ trưởng phụ trách dự án ERNEST, cho biết.
Trong đợt thử nghiệm kéo dài một tuần hồi tháng 3, các kỹ sư đã đánh giá ERNEST trong nhiều kịch bản khác nhau, bao gồm cả việc vận hành vào ban đêm và trong điều kiện ánh sáng yếu nhằm mô phỏng môi trường trên Mặt Trăng.
ERNEST dài khoảng 1,2 m và đạt tốc độ tối đa 1 km/giờ, nhanh hơn đáng kể so với các xe tự hành hiện hoạt động trên Mặt Trăng và sao Hỏa. Chẳng hạn, Perseverance sau năm năm hoạt động trên Hành tinh Đỏ mới chỉ đi được quãng đường khoảng 42.
Các kỹ sư NASA kỳ vọng ERNEST sẽ trở thành nền tảng để phát triển những thế hệ xe tự hành lớn hơn, mạnh hơn, có khả năng di chuyển nhanh và xa hơn trong các sứ mệnh thám hiểm tương lai.
Nhóm phát triển ERNEST thử nghiệm xe tự hành trong điều kiện ánh sáng yếu và vào ban đêm. Ảnh: NASA/JPL-Caltech
