1
00:00:07,225 --> 00:00:10,132
Đêm đã khuya, trời tối đen,

2
00:00:10,132 --> 00:00:15,132
một chiếc xe tự lái
chạy dọc con đường làng nhỏ hẹp.

3
00:00:15,132 --> 00:00:18,724
Đột nhiên, ba chướng ngại vật
cùng xuất hiện.

4
00:00:18,724 --> 00:00:20,846
Điều gì sẽ xảy ra tiếp theo?

5
00:00:20,846 --> 00:00:23,383
Trước khi có thể 
đổi hướng để tránh,

6
00:00:23,383 --> 00:00:26,083
xe phải phát hiện ra 
các chướng ngại vật,

7
00:00:26,083 --> 00:00:29,846
thu thập đầy đủ thông tin
về kích cỡ, hình dáng và vị trí của chúng,

8
00:00:29,846 --> 00:00:34,208
để các thuật toán điều khiển
có thể tính toán lộ trình an toàn nhất.

9
00:00:34,208 --> 00:00:36,092
Vì không có người lái,

10
00:00:36,092 --> 00:00:40,547
xe cần những con mắt thông minh, 
cảm biến để xử lý thông tin chi tiết.

11
00:00:40,547 --> 00:00:43,828
Bất kể môi trường xung quanh,
thời tiết hay trời tối thế nào,

12
00:00:43,828 --> 00:00:45,920
nó cần thu thập mọi thông tin
trong tích tắc.

13
00:00:45,920 --> 00:00:47,689
Một nhiệm vụ khó khăn,

14
00:00:47,689 --> 00:00:50,159
nhưng khả thi
bằng cách kết hợp hai thiết bị:

15
00:00:50,159 --> 00:00:53,489
đầu dò laser đặc biệt
tên là LIDAR,

16
00:00:53,489 --> 00:00:56,578
và phiên bản thu nhỏ
của công nghệ truyền thông

17
00:00:56,578 --> 00:01:00,936
thúc đẩy sự phát triển của internet,
gọi là quang tử tích hợp.

18
00:01:00,936 --> 00:01:05,426
Để hiểu LIDAR, trước tiên cần hiểu 
về một công nghệ tương quan - radar.

19
00:01:05,426 --> 00:01:07,165
Trong ngành hàng không,

20
00:01:07,165 --> 00:01:11,866
ăng-ten radar phát ra xung sóng vô tuyến
hoặc vi sóng đến máy bay,

21
00:01:11,866 --> 00:01:16,620
thời gian chùm tia phản hồi trở lại
cho biết vị trí của chúng.

22
00:01:16,620 --> 00:01:18,593
Tuy nhiên, cách này có những hạn chế,

23
00:01:18,593 --> 00:01:20,329
vì dù chùm tia có lớn hơn

24
00:01:20,329 --> 00:01:22,679
cũng không thể cho ra
thông số hình ảnh chi tiết.

25
00:01:22,679 --> 00:01:26,127
Ngược lại, hệ thống LIDAR
của xe tự lái,

26
00:01:26,127 --> 00:01:28,634
viết tắt của
Phát hiện và Định tầm bằng Ánh sáng,

27
00:01:28,634 --> 00:01:32,190
dùng tia laser hồng ngoại nhỏ, vô hình,

28
00:01:32,190 --> 00:01:35,230
có thể nhận dạng các vật nhỏ
như chiếc nút trên áo sơ mi

29
00:01:35,230 --> 00:01:38,123
của người đi bộ bên kia đường.

30
00:01:38,123 --> 00:01:42,483
Nhưng làm thế nào để xác định 
hình dạng và độ dày của các vật thể này?

31
00:01:42,483 --> 00:01:48,267
LIDAR phát ra
chuỗi xung laser siêu ngắn để đo độ dày.

32
00:01:48,267 --> 00:01:50,746
Lấy con nai trên đường làm ví dụ.

33
00:01:50,746 --> 00:01:55,853
Khi xe chạy ngang,
một xung LIDAR truyền đến đáy gạc,

34
00:01:55,853 --> 00:02:00,721
tia kế tiếp truyền đến đỉnh,
rồi phản xạ trở lại.

35
00:02:00,721 --> 00:02:04,278
Tính toán khác biệt
thời gian của hai xung

36
00:02:04,278 --> 00:02:06,882
cho ta dữ liệu về hình dạng gạc.

37
00:02:06,882 --> 00:02:08,872
Nhờ nhiều xung ngắn
liên tục được phát ra,

38
00:02:08,872 --> 00:02:13,192
hệ LIDAR nhanh chóng thiết lập
hồ sơ chi tiết về đối tượng.

39
00:02:13,192 --> 00:02:16,127
Dĩ nhiên, cách đơn giản nhất
để tạo ra xung ánh sáng

40
00:02:16,127 --> 00:02:18,557
là bật và tắt nguồn laser

41
00:02:18,557 --> 00:02:20,738
nhưng sẽ làm nó không ổn định

42
00:02:20,738 --> 00:02:23,428
và khiến thời gian phát xung
không chuẩn xác,

43
00:02:23,428 --> 00:02:25,549
giới hạn việc phân giải độ sâu.

44
00:02:25,549 --> 00:02:27,594
Tốt hơn hết là giữ nó luôn mở,

45
00:02:27,594 --> 00:02:33,031
và dùng một vật đáng tin khác
để chặn ánh sáng thật nhanh.

46
00:02:33,031 --> 00:02:35,987
Đó là lúc cần đến
quang tử tích hợp.

47
00:02:35,987 --> 00:02:37,829
Dữ liệu số của Internet

48
00:02:37,829 --> 00:02:41,051
được truyền tải với thời gian chuẩn xác
bằng xung ánh sáng,

49
00:02:41,051 --> 00:02:44,473
đôi khi ngắn cỡ
một trăm pico giây (100x10^−12 giây).

50
00:02:44,473 --> 00:02:49,104
Một phương pháp để tạo ra xung này
là sử dụng giao thoa kế Mach-Zehnder.

51
00:02:49,104 --> 00:02:52,865
Thiết bị này dựa trên
một thuộc tính đặc biệt của sóng,

52
00:02:52,865 --> 00:02:54,658
gọi là giao thoa.

53
00:02:54,658 --> 00:02:57,613
Hãy tưởng tượng
thả những viên sỏi xuống ao:

54
00:02:57,613 --> 00:03:01,550
vân giao thoa hình thành
khi các gợn sóng lan ra và chồng lên nhau.

55
00:03:01,550 --> 00:03:05,464
Tại vài vị trí, đỉnh sóng tăng cường,
dao động có biên độ lớn;

56
00:03:05,464 --> 00:03:08,450
một số khác,
chúng hoàn toàn triệt tiêu lẫn nhau.

57
00:03:08,450 --> 00:03:11,517
Giao thoa kế Mach-Zehnder
có nguyên lý hoạt động tương tự:

58
00:03:11,517 --> 00:03:15,132
phân tách sóng ánh sáng
thành hai nhánh song song

59
00:03:15,132 --> 00:03:17,292
rồi kết hợp chúng lại tại đầu ra.

60
00:03:17,292 --> 00:03:20,784
Nếu chùm sáng
trong một nhánh bị trễ pha,

61
00:03:20,784 --> 00:03:25,703
sóng kết hợp sẽ lệch pha và bị triệt tiêu,
nên không có ánh sáng đi ra.

62
00:03:25,703 --> 00:03:28,335
Bằng cách thay đổi độ trễ 
trong một nhánh,

63
00:03:28,335 --> 00:03:31,256
bộ điều biến
hoạt động như một công tắc bật / tắt,

64
00:03:31,256 --> 00:03:33,606
phát ra các xung ánh sáng.

65
00:03:33,606 --> 00:03:36,380
Một xung ánh sáng
dài một trăm pico giây

66
00:03:36,380 --> 00:03:39,790
có thể phân giải độ sâu
vài xen-ti-mét,

67
00:03:39,790 --> 00:03:43,303
nhưng trong tương lai,
xe cần có độ phân giải tốt hơn.

68
00:03:43,303 --> 00:03:47,595
Bằng cách ghép nối bộ điều biến
với máy dò ánh sáng nhanh và siêu nhạy,

69
00:03:47,595 --> 00:03:50,878
có thể tăng độ phân giải 
lên tầm một mi-li-mét.

70
00:03:50,878 --> 00:03:52,781
Tốt hơn hàng trăm lần

71
00:03:52,781 --> 00:03:57,337
thị lực 20/20 của người bình thường
từ bên kia đường.

72
00:03:57,337 --> 00:04:02,925
Thế hệ xe tự lái đầu tiên
sử dụng một hệ thống quay phức tạp

73
00:04:02,925 --> 00:04:05,777
quét từ đỉnh hoặc mui xe.

74
00:04:05,777 --> 00:04:07,494
Với quang tử tích hợp,

75
00:04:07,494 --> 00:04:12,508
kích cỡ bộ điều biến và máy dò
có thể giảm xuống còn dưới 1/10 mi-li-mét,

76
00:04:12,508 --> 00:04:17,837
và tích hợp thành những con chip nhỏ,
một ngày kia, có thể lắp vừa trong đèn xe.

77
00:04:17,837 --> 00:04:21,806
Những con chip này cũng sẽ có thêm
một biến tấu trên bộ điều biến

78
00:04:21,806 --> 00:04:27,275
giúp tách biệt với bộ phận quay 
và quét tốc độ cao.

79
00:04:27,275 --> 00:04:31,097
Bằng cách làm trễ pha ánh sáng
trong một nhánh của bộ điều biến,

80
00:04:31,097 --> 00:04:36,208
phụ kiện này sẽ hoạt động giống như
dụng cụ chỉnh sáng hơn là công tắc.

81
00:04:36,208 --> 00:04:40,708
Việc tạo ra một dãy các nhánh
có thể kiểm soát độ trễ pha,

82
00:04:40,708 --> 00:04:44,786
và đặt song song với nhau,
có thể tạo ra một thứ mới:

83
00:04:44,786 --> 00:04:47,492
một chùm tia laser ổn định.

84
00:04:47,492 --> 00:04:48,848
Với những lợi thế mới này,

85
00:04:48,848 --> 00:04:52,248
những con mắt thông minh này
có thể dò và nhìn kỹ lưỡng hơn

86
00:04:52,248 --> 00:04:54,681
bất cứ tạo vật nào 
mà tạo hóa tạo ra,

87
00:04:54,681 --> 00:04:57,544
và giúp điều hướng
qua mọi chướng ngại vật

88
00:04:57,544 --> 00:05:00,098
mà không khiến bất kì ai
phải toát mồ hôi,

89
00:05:00,098 --> 00:05:03,988
ngoại trừ, có lẽ,
chú nai bị mất phương hướng.