0:00:07.225,0:00:10.132
Đêm đã khuya, trời tối đen,

0:00:10.132,0:00:15.132
một chiếc xe tự lái[br]chạy dọc con đường làng nhỏ hẹp.

0:00:15.132,0:00:18.724
Đột nhiên, ba chướng ngại vật[br]cùng xuất hiện.

0:00:18.724,0:00:20.846
Điều gì sẽ xảy ra tiếp theo?

0:00:20.846,0:00:23.383
Trước khi có thể [br]đổi hướng để tránh,

0:00:23.383,0:00:26.083
xe phải phát hiện ra [br]các chướng ngại vật,

0:00:26.083,0:00:29.846
thu thập đầy đủ thông tin[br]về kích cỡ, hình dáng và vị trí của chúng,

0:00:29.846,0:00:34.208
để các thuật toán điều khiển[br]có thể tính toán lộ trình an toàn nhất.

0:00:34.208,0:00:36.092
Vì không có người lái,

0:00:36.092,0:00:40.547
xe cần những con mắt thông minh, [br]cảm biến để xử lý thông tin chi tiết.

0:00:40.547,0:00:43.828
Bất kể môi trường xung quanh,[br]thời tiết hay trời tối thế nào,

0:00:43.828,0:00:45.920
nó cần thu thập mọi thông tin[br]trong tích tắc.

0:00:45.920,0:00:47.689
Một nhiệm vụ khó khăn,

0:00:47.689,0:00:50.159
nhưng khả thi[br]bằng cách kết hợp hai thiết bị:

0:00:50.159,0:00:53.489
đầu dò laser đặc biệt[br]tên là LIDAR,

0:00:53.489,0:00:56.578
và phiên bản thu nhỏ[br]của công nghệ truyền thông

0:00:56.578,0:01:00.936
thúc đẩy sự phát triển của internet,[br]gọi là quang tử tích hợp.

0:01:00.936,0:01:05.426
Để hiểu LIDAR, trước tiên cần hiểu [br]về một công nghệ tương quan - radar.

0:01:05.426,0:01:07.165
Trong ngành hàng không,

0:01:07.165,0:01:11.866
ăng-ten radar phát ra xung sóng vô tuyến[br]hoặc vi sóng đến máy bay,

0:01:11.866,0:01:16.620
thời gian chùm tia phản hồi trở lại[br]cho biết vị trí của chúng.

0:01:16.620,0:01:18.593
Tuy nhiên, cách này có những hạn chế,

0:01:18.593,0:01:20.329
vì dù chùm tia có lớn hơn

0:01:20.329,0:01:22.679
cũng không thể cho ra[br]thông số hình ảnh chi tiết.

0:01:22.679,0:01:26.127
Ngược lại, hệ thống LIDAR[br]của xe tự lái,

0:01:26.127,0:01:28.634
viết tắt của[br]Phát hiện và Định tầm bằng Ánh sáng,

0:01:28.634,0:01:32.190
dùng tia laser hồng ngoại nhỏ, vô hình,

0:01:32.190,0:01:35.230
có thể nhận dạng các vật nhỏ[br]như chiếc nút trên áo sơ mi

0:01:35.230,0:01:38.123
của người đi bộ bên kia đường.

0:01:38.123,0:01:42.483
Nhưng làm thế nào để xác định [br]hình dạng và độ dày của các vật thể này?

0:01:42.483,0:01:48.267
LIDAR phát ra[br]chuỗi xung laser siêu ngắn để đo độ dày.

0:01:48.267,0:01:50.746
Lấy con nai trên đường làm ví dụ.

0:01:50.746,0:01:55.853
Khi xe chạy ngang,[br]một xung LIDAR truyền đến đáy gạc,

0:01:55.853,0:02:00.721
tia kế tiếp truyền đến đỉnh,[br]rồi phản xạ trở lại.

0:02:00.721,0:02:04.278
Tính toán khác biệt[br]thời gian của hai xung

0:02:04.278,0:02:06.882
cho ta dữ liệu về hình dạng gạc.

0:02:06.882,0:02:08.872
Nhờ nhiều xung ngắn[br]liên tục được phát ra,

0:02:08.872,0:02:13.192
hệ LIDAR nhanh chóng thiết lập[br]hồ sơ chi tiết về đối tượng.

0:02:13.192,0:02:16.127
Dĩ nhiên, cách đơn giản nhất[br]để tạo ra xung ánh sáng

0:02:16.127,0:02:18.557
là bật và tắt nguồn laser

0:02:18.557,0:02:20.738
nhưng sẽ làm nó không ổn định

0:02:20.738,0:02:23.428
và khiến thời gian phát xung[br]không chuẩn xác,

0:02:23.428,0:02:25.549
giới hạn việc phân giải độ sâu.

0:02:25.549,0:02:27.594
Tốt hơn hết là giữ nó luôn mở,

0:02:27.594,0:02:33.031
và dùng một vật đáng tin khác[br]để chặn ánh sáng thật nhanh.

0:02:33.031,0:02:35.987
Đó là lúc cần đến[br]quang tử tích hợp.

0:02:35.987,0:02:37.829
Dữ liệu số của Internet

0:02:37.829,0:02:41.051
được truyền tải với thời gian chuẩn xác[br]bằng xung ánh sáng,

0:02:41.051,0:02:44.473
đôi khi ngắn cỡ[br]một trăm pico giây (100x10^−12 giây).

0:02:44.473,0:02:49.104
Một phương pháp để tạo ra xung này[br]là sử dụng giao thoa kế Mach-Zehnder.

0:02:49.104,0:02:52.865
Thiết bị này dựa trên[br]một thuộc tính đặc biệt của sóng,

0:02:52.865,0:02:54.658
gọi là giao thoa.

0:02:54.658,0:02:57.613
Hãy tưởng tượng[br]thả những viên sỏi xuống ao:

0:02:57.613,0:03:01.550
vân giao thoa hình thành[br]khi các gợn sóng lan ra và chồng lên nhau.

0:03:01.550,0:03:05.464
Tại vài vị trí, đỉnh sóng tăng cường,[br]dao động có biên độ lớn;

0:03:05.464,0:03:08.450
một số khác,[br]chúng hoàn toàn triệt tiêu lẫn nhau.

0:03:08.450,0:03:11.517
Giao thoa kế Mach-Zehnder[br]có nguyên lý hoạt động tương tự:

0:03:11.517,0:03:15.132
phân tách sóng ánh sáng[br]thành hai nhánh song song

0:03:15.132,0:03:17.292
rồi kết hợp chúng lại tại đầu ra.

0:03:17.292,0:03:20.784
Nếu chùm sáng[br]trong một nhánh bị trễ pha,

0:03:20.784,0:03:25.703
sóng kết hợp sẽ lệch pha và bị triệt tiêu,[br]nên không có ánh sáng đi ra.

0:03:25.703,0:03:28.335
Bằng cách thay đổi độ trễ [br]trong một nhánh,

0:03:28.335,0:03:31.256
bộ điều biến[br]hoạt động như một công tắc bật / tắt,

0:03:31.256,0:03:33.606
phát ra các xung ánh sáng.

0:03:33.606,0:03:36.380
Một xung ánh sáng[br]dài một trăm pico giây

0:03:36.380,0:03:39.790
có thể phân giải độ sâu[br]vài xen-ti-mét,

0:03:39.790,0:03:43.303
nhưng trong tương lai,[br]xe cần có độ phân giải tốt hơn.

0:03:43.303,0:03:47.595
Bằng cách ghép nối bộ điều biến[br]với máy dò ánh sáng nhanh và siêu nhạy,

0:03:47.595,0:03:50.878
có thể tăng độ phân giải [br]lên tầm một mi-li-mét.

0:03:50.878,0:03:52.781
Tốt hơn hàng trăm lần

0:03:52.781,0:03:57.337
thị lực 20/20 của người bình thường[br]từ bên kia đường.

0:03:57.337,0:04:02.925
Thế hệ xe tự lái đầu tiên[br]sử dụng một hệ thống quay phức tạp

0:04:02.925,0:04:05.777
quét từ đỉnh hoặc mui xe.

0:04:05.777,0:04:07.494
Với quang tử tích hợp,

0:04:07.494,0:04:12.508
kích cỡ bộ điều biến và máy dò[br]có thể giảm xuống còn dưới 1/10 mi-li-mét,

0:04:12.508,0:04:17.837
và tích hợp thành những con chip nhỏ,[br]một ngày kia, có thể lắp vừa trong đèn xe.

0:04:17.837,0:04:21.806
Những con chip này cũng sẽ có thêm[br]một biến tấu trên bộ điều biến

0:04:21.806,0:04:27.275
giúp tách biệt với bộ phận quay [br]và quét tốc độ cao.

0:04:27.275,0:04:31.097
Bằng cách làm trễ pha ánh sáng[br]trong một nhánh của bộ điều biến,

0:04:31.097,0:04:36.208
phụ kiện này sẽ hoạt động giống như[br]dụng cụ chỉnh sáng hơn là công tắc.

0:04:36.208,0:04:40.708
Việc tạo ra một dãy các nhánh[br]có thể kiểm soát độ trễ pha,

0:04:40.708,0:04:44.786
và đặt song song với nhau,[br]có thể tạo ra một thứ mới:

0:04:44.786,0:04:47.492
một chùm tia laser ổn định.

0:04:47.492,0:04:48.848
Với những lợi thế mới này,

0:04:48.848,0:04:52.248
những con mắt thông minh này[br]có thể dò và nhìn kỹ lưỡng hơn

0:04:52.248,0:04:54.681
bất cứ tạo vật nào [br]mà tạo hóa tạo ra,

0:04:54.681,0:04:57.544
và giúp điều hướng[br]qua mọi chướng ngại vật

0:04:57.544,0:05:00.098
mà không khiến bất kì ai[br]phải toát mồ hôi,

0:05:00.098,0:05:03.988
ngoại trừ, có lẽ,[br]chú nai bị mất phương hướng.