Phát triển bản đồ trong tương lai

Hai nhà sáng lập Google Earth, John Hanke và Brian McClendon cho rằng bản đồ là rất quan trọng đối với những chiếc xe ô tô tự lái và công nghệ thực tế ảo tăng cường.

Vào năm 2001, John Hanke đã đề ra một ý tưởng, đó là: Chỉ cần thông qua một trình duyệt web, người dùng sẽ có thể dễ dàng tìm kiếm một địa điểm nào đó trên bề mặt Trái Đất.

(Nguồn ảnh: mooltfilm/iStock)

Chỉ với ba năm sau đó, Keyhole – công ty khởi nghiệp về trực quan hóa bản đồ của ông, đã được mua lại bởi Google với giá 35 triệu USD dưới hình thức cổ phẩn. Tại hội nghị Địa lý 2050 của hội Địa lý Hoa Kỳ ở New York, Hanke cho biết: “Với các công cụ tìm kiếm khác, bản đồ là cái mà bạn có thể in ra và mang theo trong ôtô của mình như Mapquest. Tuy nhiên, Google đã hoàn toàn tin tưởng vào tầm nhìn của chúng tôi, nhờ thế chúng tôi đã có thể thu thập và hoàn thiện tất cả thông tin địa lý trên toàn thế giới”.

Hanke tiếp tục mở rộng và hoàn thiện các ý tưởng ở Google Earth và Maps – các dịch vụ hiện đang được sử dụng trong hàng triệu điện thoại và đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống hiện đại ngày nay.

Hiện nay, Hanke đang là CEO của Niantic Labs – đây là công ty vừa mới phát hành trò chơi tương tác thực tế cực kỳ phổ biến: Pokémon Go. Tại hội nghị Địa lý 2050, Hanke đã trao đổi với Brian McClendon, người từng giữ chức phó phòng kỹ thuật tại Keyhole trước khi được mua lại bởi Google. McClendon cùng với Hanke đóng vai trò lãnh đạo bộ phận bản đồcủa Google trước khi ông chuyển sang làm việc tại Uber.

Theo họ, bước phát triển bản đồ tiếp theo sẽ là sự mở rộng và hiểu rõ thông tin. Sẽ rất tuyệt vời khi bản đồ sẽ là một hệ thống phức hợp và năng động về thế giới xung quanh. Lý do làm điều này trở nên quan trọng đó là do những chiếc xe ô tô tự lái và công nghệ thực tế ảo tăng cường.

(Nguồn: dikobraziy/iStock)

Ôtô tự lái thực sự sẽ cần những bản đồ đủ tốt. Tuy nhiên, với bản đồ hiện có, như Google Map, chúng không có đủ độ chính xác. Những chiếc xe tự động sẽ phải phụ thuộc vào máy quay và cảm biển để tạo ra các hình ảnh, nhưng chúng cũng cần phải biết cách để có thể hiểu được các hình ảnh đấy. Thực tế này đòi hỏi sự có mặt của một bản đồ ngữ nghĩa (semantic maps) – là loại bản đồ có thể không ngừng thu thập thông tin về thế giới vật lý xung quanh, tinh chỉnh tiên đoán về các đối tượng thu được và đưa ra quyết định thông qua một cơ sở dữ liệu lớn. Nếu không có bản đồ ngữ nghĩa, những chiếc ô tô tự lái sẽ không thể di chuyển một cách thông minh mà không đâm vào một vật cản nào đó trên đường đi.

Hanke nói rằng những vấn đề mà họ từng phải đối mặt khi xây dựng một phiên bản kỹ thuật số của Trái Đất cũng tương tự như các vấn đề mà hiện nay các kỹ sư khác đang phải đối mặt trong việc cố gắng xây dựng, phát triển bản đồ ngữ nghĩa. Vào những năm 2000, vấn đề cần quan tâm hàng đầu là dung lượng của bộ nhớ và chất lượng hình ảnh khi hiển thị qua băng thông internet. McClendon nhớ lại: “Hơn một nửa băng thông của Google đã được sử dụng chỉ trong sáu ngày đầu tiên và điều này khiến cho chúng tôi khá lo lắng”. Tại thời điểm đó, công nghệ để làm điều này rất tốn kém và đó là lý do chính khiến cho Hanke quyết định bán lại Keyhole cho Google – để có thể sử dụng bộ nhớ, khả năng tính toán của họ.

Ngày nay, để xây dựng bản đồ phản ánh một cách thông minh và sinh động về thế giới, bạn cần vô số các cảm biến để có thể liên tục cập nhật bản đồ số, cũng như vô số các thuật toán để có thể tìm kiếm thông tin trong tất cả các dữ liệu được tạo ra. Điều đó đòi hỏi phải thu thập và lưu trữ rất nhiều dữ liệu – ước tính với mỗi chiếc xe tự lái sẽ tiêu thụ khoảng một gigabyte trên một giây. Sau đó, bạn cần có một điện toán di động đủ mạnh để nắm bắt, phân tích ngay dữ liệu đó và làm cho nó trở nên dễ hiểu và hữu ích. Hanke nói: “Bạn cần dữ liệu đó để tạo ra các bản đồ cần thiết cho các thiết bị AV – điều này sẽ làm cho tất cả công việc chúng tôi đã thực hiện trong việc lập bản đồ cho đến ngày hôm nay trở nên nhỏ bé khi đem ra so sánh”.

Những đối tượng mà chiếc ôtô Google có thể thu nhận trong khi di chuyển (Nguồn: Google)

Bản đồ này sẽ là thứ mà những chiếc xe tự lái cần đến. Những chiếc máy quay và cảm biến của xe có thể ngay lập tức tìm kiếm những vật thể xung quanh nó, định vị vị trí và hệ thống này sẽ không hoạt động trừ khi có bản đồ với độ chính xác cần thiết. Chẳng hạn như, những chiếc ôtô Google StreetView có thể tạo ra bản đồ với độ chính xác khoảng ba feet hoặc hơn; nhưng ba feet cũng có thể khiến người dùng đi sai làn đường hoặc bỏ qua một biển báo. Hệ thống GPS mới có thể tạo nên những bản đồ có độ chính xác tới đơn vị foot sẽ được ra mắt vào năm 2018 dành cho điện thoại thông minh, nhưng đối với các loại xe tự lái có thể sẽ cần bản đồ với độ chính xác cao hơn nữa.

Các công ty như TomTom, Here và Carmera hiện đang tiến hành nghiên cứu để giải quyết vấn đề này. Điều này sẽ đòi hỏi một lượng lớn các thuật toán, quá trình xử lý và khả năng lưu trữ một lượng lớn dữ liệu. Mạng lưới các bộ cảm biến cũng cần phải thường xuyên cập nhật bản đồ và cung cấp các mô hình AI thông qua các hình ảnh mà các xe tự lái thu thập được. Bản chất của vấn đề rất đơn giản, đó là tạo ra bản đồ ba chiều, sống động và siêu chính xác về thế giới liên tục thay đổi của chúng ta.

(Nguồn ảnh: dikobraziy/iStock)

Sự phát triển bản đồ cũng được liên kết với một công nghệ tương lai khác: công nghệ thực tế ảo tăng cường. Sau khoảng thời gian làm việc tại Google, Hanke đã bắt đầu với Niantic, một công ty sản xuất trò chơi tương tác thực tế đã tạo ra trò chơi Pokémon Go.

Hanke quan tâm đến cái mà ông gọi là “lập bản đồ quy mô nhân lực của thế giới” – tất cả không gian trong nhà, riêng tư mà hiện nay chưa thể thấy được trên Google Earth. Đây là những bản đồ cần thiết trong tương lai được chi phối bởi công nghệ tăng cường thực tế ảo – một điểu mà Hanke tin tưởng rằng sẽ rất cần thiết trong tương lai. Hanke nói rằng: “Để có thể tương tác với thế giới một cách liên tục, bạn cần phải có dữ liệu bản đồ ở mọi nơi, kể cả những nơi mà ôtô và các xe khác không thể đi được”.

Trước khi kính tăng cường thực tế ảo – AR ra đời có rất nhiều vấn đề xoay quanh nó. Thứ nhất, pin cần phải đủ nhỏ và đủ lâu để sử dụng. Thứ hai, công nghệ hiển thị cần phải cho thấy hình ảnh đủ chân thật, ngay cả dưới ánh sáng mặt trời. Thứ ba, thiết kế phần cứng phải đủ nhẹ để không làm mũi bị đau khi sử dụng kính. Thứ tư, kính phải phân tích và xử lý hình ảnh trong thời gian nhất định để đưa ra những thông tin liên quan – về bản chất thì đây chính là một bản đồ ngữ nghĩa. Và trên hết, cần phải có một bản đồ phù hợp để có thể vẽ chính xác các đối tượng sao phù hợp với tầm nhìn và thế giới xung quanh ta.

Một bản đồ với độ chính xác cao không giải quyết được những vấn đề đó nhưng chắc chắn sẽ giúp ích, và Hanke cho rằng đó là một phần cần thiết của công nghệ tăng cường thực tế ảo trong tương lai. Ông và McClendon cũng cho rằng không gian kín chính là nơi bản đồ ngữ nghĩa với độ trung thực cao có thể đem lại những ảnh hưởng lớn nhất đến cuộc sống hằng ngày. Không gian kín bao gồm các khoảng không gian riêng tư, thân thiết như ngôi nhà hay văn phòng của bạn, cũng như các địa điểm khác như quán cà phê hoặc cửa hàng tạp hóa,… Nếu chúng không được vẽ lên bản đồ thì kính AR sẽ không hoạt động.

Nhưng ý tưởng lập, phát triển bản đồ không gian trong nhà vẫn còn đầy rẫy những vấn đề. Đầu tiên, ai sẽ là người sở hữu dữ liệu? Sẽ rất dễ dàng trong việc sở hữu dữ liệu bản đồ ngôi nhà của chính mình nhưng còn dữ liệu của các công trình công cộng hay tổ chức? McClendon đề xuất rằng: chỉ một số dữ liệu nhất định sẽ được tải lên theo hình thức lưu trữ đám mây và phần lớn dữ liệu sẽ được lưu trên thiết bị của bạn. Ông cho biết: “Dữ liệu được người sở hữu tải lên sẽ là hình dạng của các vật thể mà không phải là các hình ảnh cá nhân. Điều này sẽ giúp làm giảm đi các mối nguy hại tới sự riêng tư của mọi người”.

Tầm nhìn Hanke và McClendon có thể đầy cảm hứng nhưng cũng đầy thách thức. Xét cho cùng, các bản đồ ngữ nghĩa có độ chính xác càng cao thì con người càng có thể quan sát toàn diện hơn. Nhưng cuối cùng, việc phát triển những chiếc xe tự động và công nghệ tương tác thực tế vẫn sẽ phải phụ thuộc vào việc làm cho bản đồ hoàn hảo về thời gian thực, có độ phân giải cao và toàn diện.