Kitty Hawk, Xe Bay, và Những Thách Thức của ‘Chuyển Động 3D’

Để nhìn vào tương lai của phương tiện giao thông, bạn có thể bắt đầu bằng cách thăm một tòa nhà kho trong một khu công nghiệp ở Mountain View, California. Phía trên cửa, nơi có cửa sổ được che phủ bằng giấy, một biển báo an toàn liệt kê các rủi ro về sức khỏe và hỏa hoạn tiềm ẩn bên trong. Một bộ đồ lướt màu đỏ và đen treo trên cây gần đó. Alex Roetter dạo bước từ một tòa nhà khác, quẹt thẻ an ninh của mình, và dẫn tôi vào bên trong. Roetter, người làm Chủ tịch Công ty Kitty Hawk, bước vào một phòng rộng với sàn xi măng. Ở đó, được sắp xếp theo hình chữ U, có khoảng 13 chiếc Flyers, một chiếc máy bay kỳ cục mà ít người đã thấy và thậm chí còn ít người lái lái được.

“Đó là loại phương tiện mà bất kỳ ai cũng có thể học lái trong vòng 15 phút,” Roetter nói. “Máy tính làm tất cả công việc khó khăn, vì vậy con người chỉ còn lại những điều mà con người thực sự giỏi. Nhìn qua cửa sổ, quyết định nơi bạn muốn đi, và chỉ cần chỉ đèn nhấn vào nơi bạn muốn đi, và hạ cánh.”

Flyer là một chiếc trimaran trên không màu trắng bóng. Phần gói giữa, nơi người lái ngồi, giống như buồng lái xe của một chiếc xe Formula 1. Nó được đặt giữa một cặp chân chèo, vì vậy nó có thể hạ cánh trên nước cũng như trên mặt đất, với hai chùm chân đòn phía bên. Với một ghế và 10 cánh quạt, nó dài 13 feet, rộng 7.5 feet và cao 5 feet. Nhờ vào kết cấu từ sợi carbon, máy bay có trọng lượng chỉ 250 pounds. Được trang bị điện, nó vô cùng yên tĩnh. Nó cất cánh, hạ cánh và bay gần như giống như một máy bay trực thăng.

Thực tế, đây là thế hệ thứ hai của Flyer; thế hệ đầu tiên, mà Kitty Hawk trình diễn trên Vịnh San Francisco vào tháng 6 năm 2017, trông giống như là điều mà một siêu ác nhân truyện tranh có thể lái, với một ghế bạn ngồi chung. Sự chuyển đổi sang buồng lái bảo vệ, tuy nhiên, nhạt nhòa so với sự biến đổi trong máy tính trên xe. Việc học lái phiên bản đầu tiên mất vài ngày: năm giờ trong máy mô phỏng, một ngày đào tạo, một loạt các chuyến bay khi được liên kết với mặt đất. Chiếc máy bay mới cho phép những người không có kinh nghiệm hàng không có thể cất cánh sau bài học 15 phút đó, nhờ vào phần mềm thông minh.

Trong một chiếc trực thăng, người lái lái bốn bộ điều khiển cùng một lúc, đồng thời theo dõi cách mỗi bộ ảnh hưởng đến nhau. Trong Flyer, tay trái của người lái hoạt động một bánh lái để lên hoặc xuống. Tay phải cầm một cần điều khiển để đẩy chiếc máy bay về phía trước, sau, trái, phải và quay vòng. Buông tay khỏi bộ điều khiển và Flyer giữ mình ở mức độ và vị trí, giống như một con tàu neo. Đó là tất cả. Các số 0 và 1 kỹ thuật số chuyển đổi các lệnh cơ bản của người lái máy bay thành chuyên môn hàng không. Máy tính thiết lập góc và tốc độ của rotor trong khi sử dụng GPS, một đơn vị đo độ chuyển động, quét laser lidar và radar để xác định vị trí của nó trong không gian. Nó cũng dễ như việc lái một chiếc drone tự chế, trừ việc bạn đang ở bên trong nó.

Roetter đã thực hiện khoảng nửa chục chuyến bay tốc độ thấp trên nước trong Flyer. Anh ấy là người kỹ sư hơn là người bán hàng—một kỹ sư phần mềm, cụ thể. Điểm mạnh trên sơ yếu lý lịch của anh ấy giành được công việc này là phát triển một công cụ phần mềm quảng cáo tại Twitter mà tạo ra hàng tỷ doanh thu. Nhưng anh ấy cũng là một phi công có bằng, và anh ấy rạng rỡ khi nói về chuyến đi: “Nó giống như là một đứa trẻ.”

Mô hình Kitty Hawk chúng ta đang xem là giải trí, nhưng điều làm cho nó trở nên quan trọng hơn đối với những người muốn tận hưởng là những nhà sáng tạo xem đó là bước đầu tiên hướng về một điều quan trọng—chiếc ô tô bay. “Tầm nhìn dài hạn của chúng tôi là giải phóng thế giới khỏi giao thông,” Roetter nói. Ý tưởng là tạo ra một phương tiện có thể vượt qua tắc nghẽn, thực hiện những chuyến đi ngắn, cách lái xe, từ điểm này đến điểm khác—tất cả mà không có khí thải từ nhiên liệu hóa thạch. Chiếc máy bay đó “chắc chắn không phải là Flyer,” anh ấy tiếp tục, “cũng như Wright Flyer không phải là phương tiện làm thu nhỏ Đại Tây Dương.”

Máy bay của Orville và Wilbur Wright, cất cánh từ những cồn cát của Kitty Hawk, Bắc Carolina, vào năm 1903, không được bán thương mại. Mất 11 năm cho kinh doanh hàng không hành khách bắt đầu, và thêm 25 năm nữa trước khi Pan Am khai trương dịch vụ châu Âu đầu tiên qua đại dương. “Đôi khi bạn làm những điều đầu tiên vì chúng là điều đầu tiên,” Roetter nói. “Và bạn học và phát triển từ đó.”

Thực tế, trong khi nhóm của Roetter đang làm việc trên Flyer ở khu vực Vịnh, một bộ phận khác của Kitty Hawk đang ở New Zealand, hoàn thiện và kiểm tra chiếc máy bay thứ hai của công ty, Cora. Với chỗ cho hai người trong buồng hình nước mắt của nó, chiếc máy bay điện 12 cánh có thể cất cánh, bay và hạ cánh hoàn toàn tự động.

Kitty Hawk không phải là doanh nghiệp duy nhất với lòng tham vọng định hình di chuyển ngắn. Khoảng hai chục công ty—từ những ông lớn như Boeing và Airbus đến Volocopter ở Đức và EHang ở Trung Quốc, cùng với một loạt các công ty khởi nghiệp—đang đi theo một dòng khí của các tiến bộ công nghệ để tạo ra các phương tiện bay nhỏ, sử dụng pin. Pin lithium-ion đã trở nên rẻ hơn và có năng lượng mật độ cao hơn. Động cơ phân phối, nơi một nguồn năng lượng duy nhất cung cấp cho một đám rotor nhỏ thay vì một đám lớn, đã cho phép thiết kế hiệu quả hơn so với trực thăng. Boeing và Airbus đã thuyết phục các cơ quan quản lý rằng vật liệu composite nhẹ có thể chịu được những thử nghiệm của chuyến bay thương mại. Các drone tiêu dùng chứng minh rằng phần mềm có thể làm cho việc kiểm soát một phương tiện phức tạp trở nên đơn giản như việc làm một chiếc cần điều khiển.

Khi Roetter đi qua nhà kho, anh chỉ vào một chiếc gậy sắt trên khung máy bay đã được hy sinh để kiểm tra va chạm và xoay một rotor khi giải thích rằng trên Flyer, năm cánh quạt quay theo chiều kim đồng hồ, năm quay ngược chiều kim đồng hồ. Ở một đầu của phòng làm việc, một công nhân với một cái dụng cụ hàn đang áp dụng một lớp phủ vinyl cho một Flyer; ở đầu kia, một cái cần cẩu nhỏ sẵn sàng nâng một chiếc máy bay hoàn thiện vào một hồ nước nổi, để xác nhận rằng nó có thể hạ cánh trên nước mà không làm ngập lụt. Các Flyer khác đang chờ để được lắp đặt pin vào các phao hoặc để máy tính điều khiển bay được nạp vào khoảng trống phía sau ghế lái của phi công.

Trong ngày tôi lái xe qua đường từ Berkeley đến Mountain View để gặp Sebastian Thrun, Giám đốc điều hành của Kitty Hawk, dự kiến sẽ mưa. Thrun gặp tôi ở sảnh, nói xin chào và để ý đến cái ô của tôi. Anh ấy hỏi tôi có mưa không. Tôi nói không, nhưng dự báo nói có thể. “Ah,” anh ấy nói với một nụ cười. “Bạn là một người bi quan.”

Mảnh mai, đầu búi và mặc bộ vest chỉ vì anh ấy muốn như vậy, Thrun trông như một phi hành đạo thế kỷ 21. Trong thời kỳ phản đối lại Big Tech, anh ấy di chuyển với sự hứng khởi không bị làm phiền, một câu trả lời mắt xanh của anh ấy đối với lời châm biếm của Peter Thiel vào năm 2011 châm chọc Silicon Valley: “Chúng tôi muốn có ô tô bay, thay vào đó, chúng tôi có 140 ký tự.” Đến khi nhà khoa học máy tính người Đức ấy 36 tuổi, anh ấy đã có chức giảng viên tại Đại học Stanford và đang quản lý phòng thí nghiệm AI của nó. Vào giữa những năm 2000, anh ấy bắt đầu làm việc tại Google, giúp tạo ra Street View và quản lý Ground Truth, nỗ lực lớn nhất đằng sau Google Maps. Thrun ra mắt dự án ô tô tự lái của công ty cũng như Google X, “nhà máy đặt mục tiêu mặt trăng” của nó. Vì vậy, không ngạc nhiên khi Thrun, mặc dù thiếu kinh nghiệm hàng không, nhưng người bảo trợ thường xuyên của anh ấy, Larry Page của Google, đã chọn anh ấy để quản lý Kitty Hawk. (Công ty được thành lập vào năm 2010 bởi nhà động lực học Ilan Kroo của Stanford, người đã tạo ra phiên bản sớm nhất của máy bay Cora hiện tại. Page trở thành nhà tài trợ chính, đặt Thrun vào vai trò lãnh đạo của nỗ lực vào năm 2016 và đặt tên là Kitty Hawk.)

Thrun tin rằng dự án mới nhất của anh ấy có thể “giải phóng thế giới khỏi giao thông”, nhưng anh ấy không đánh giá quá mức tình hình hiện tại. “Chúng ta vẫn còn ở giai đoạn đầu,” anh ấy nói, “vẫn ở pha đầu tiên.”

Những vấn đề đầu tiên mà Kitty Hawk, Uber và đồng minh của họ phải đối mặt là vấn đề kỹ thuật. Lấy động cơ điều động làm ví dụ: Công nghệ pin đang trở nên rẻ hơn và cạnh tranh hơn với xăng, nhưng nó không cung cấp gần như mật độ năng lượng của nhiên liệu phản ứng. Đối với mỗi pound pin, bạn có được 0,1 đến 0,15 giờ công suất. Đối với nhiên liệu lỏng, đó là 7,3 giờ công suất, một ưu thế 50 lần. Động cơ điện hiệu quả hơn động cơ đốt trong, nhưng không đủ để làm đóng cửa khoảng trống đó. Và công việc xây dựng một chiếc máy phản đối trọng lực có nghĩa là trọng lượng quan trọng hơn bất kỳ yếu tố nào khác, như giá vật liệu. “Trong ô tô, thứ hạng là chi phí, thể tích, trọng lượng,” Richard Anderson, giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Chuyến bay của Đại học Aeronautical Embry-Riddle, nói. “Trong máy bay, đó là trọng lượng, trọng lượng, trọng lượng, thể tích, chi phí.”

Giảm tiếng ồn—một điều cần thiết để làm cho ô tô bay trở nên phổ biến—làm trầm trọng thêm vấn đề. Bạn có thể làm yên lặng một ô tô bay bằng cách làm chậm cánh quạt và thay đổi góc của chúng để tạo ra nhiều độ nâng, nhưng điều đó đòi hỏi nhiều moment xoắn và công suất hơn. Đơn giản, mức tiếng ồn càng thấp của một máy bay, nó đòi hỏi càng nhiều năng lượng.

Vật lý và hóa học có thể được áp dụng; năng lượng pin đang trở nên tốt hơn. Rào cản lớn hơn (đối với người hâm mộ ô tô bay, ít nhất) liên quan đến quy định. Nhà phát triển ô tô tự lái đã có thể tiến lên vì họ đã tìm thấy một lỗ hổng trong chế độ quy định; hầu hết các tiểu bang không cấm động cơ tự lái một cách rõ ràng. (Quốc hội đã xem xét dự luật suốt gần hai năm.) Bầu trời được kiểm soát chặt chẽ hơn nhiều. Cơ quan Quản lý Hàng không Liên bang phải chấp thuận mọi máy bay mới và không dễ dàng thay đổi—thậm chí là đưa vào sử dụng một hình thức mới của chuyến bay đô thị.

Đầu tiên là chứng nhận an toàn. Đối với hầu hết các máy bay, đó là nhiều năm thử nghiệm—và cơ quan chưa bao giờ chứng nhận một máy bay điện để sử dụng thương mại, chưa kể là một chiếc máy bay có thể chuyển đổi giữa chuyến đi dọc và chuyến đi ngang. Thậm chí không rõ FAA sẽ phân loại cái gì như Cora của Kitty Hawk, hoặc liệu nó có yêu cầu một phân loại hoàn toàn mới hay không.

Phần mềm thay thế tất cả công việc của phi công con người mang đến một vấn đề khác. Lịch sử, FAA chỉ cho phép phần mềm xác định, các chương trình tạo ra các kết quả giống nhau từ cùng một đầu vào. Để chứng nhận mã nguồn đó, Anderson của Embry-Riddle nói, “bạn phải thử nghiệm tất cả các đầu vào có thể xảy ra và chứng minh rằng bất kỳ kết quả nào xuất hiện cũng không gây hại cho phương tiện.” Nhưng phần mềm quyết định về tốc độ của cánh quạt, góc máy bay và cái gì là chướng ngại vật không thể được thử nghiệm theo cách đó. Nó quá phức tạp.

Trước khi ô tô bay có thể cất cánh, FAA phải chấp nhận một phương pháp cho phép chứng minh toán học về an toàn. “Điều này đã được chấp nhận trong lĩnh vực ô tô từ nhiều năm trước, nhưng những khía cạnh an toàn của máy bay đã khiến các chuyên gia của chúng tôi lưỡng lự,” Anderson nói về FAA. Cơ quan này nhìn nhận tiềm năng lớn trong máy bay điện và tự động, một phát ngôn viên của FAA nói, “nhưng các quy tắc hoạt động cho máy bay tự lái hoặc tự động không có sẵn, và loại hoạt động này chưa được thử nghiệm.”

Tuy nhiên, Thrun và những người khác đã được khuyến khích bởi những nỗ lực gần đây của FAA để cho phép các loại hàng không mới. Năm 2017, cơ quan này loại bỏ những quy tắc có tính chỉ đạo cao cho máy bay nhỏ để ủng hộ các tiêu chuẩn dựa trên hiệu suất. Đơn giản, nó yêu cầu máy bay an toàn thay vì chỉ định cách làm cho chúng an toàn. Và nó đã dần giảm nhẹ các hạn chế đối với máy bay không người lái. Nhưng một số người lo ngại rằng sự chậm rãi này đến với quá nhiều rủi ro. “Không rõ liệu FAA có đủ nhân sự hoặc chuyên môn để xác nhận độc lập rằng các công ty nói ‘tin tưởng chúng tôi’ cho ngành công nghiệp không người lái đã thực sự thực hiện đúng nghiệm thu đó hay không,” Ella Atkins, người điều hành Autonomous Aerospace Systems Lab tại Đại học Michigan nói. Và các vụ tai nạn gần đây của hai máy bay Boeing 737 MAX 8, làm chết 346 người, đã đặt ra câu hỏi về việc cơ quan quản lý đã trở nên lỏng lẻo trong cách họ cho phép các công ty chứng nhận máy bay mới, đặc biệt là máy bay mà phụ thuộc vào phần mềm phức tạp như vậy.

Đảm bảo rằng ô tô bay sẽ không gặp tai nạn và giết người trên đó—và người trên mặt đất—không phải là câu hỏi an toàn nghiêm trọng duy nhất. Có thể là vấn đề khó chịu hơn khi chúng đầy trời và đe dọa va chạm vào nhau, hoặc vào các tòa nhà, chim, tháp di động và dây điện. Ô tô bay, dù do con người lái hay phần mềm, sẽ cần hệ thống phức tạp hơn rất nhiều so với bất kỳ điều gì hiện đang hướng dẫn máy bay thương mại. Công ty giao hàng drone của Alphabet, Wing, đã xây dựng hệ thống quản lý giao thông không lưu của riêng mình, chỉ định không gian không khí cụ thể cho từng phương tiện, và nó đã làm cho một số phần của nó trở thành mã nguồn mở với hy vọng rằng ngành công nghiệp sẽ áp dụng hệ thống này. Nhưng ô tô bay không giống như điện thoại thông minh; bạn không thể để các công nghệ và giao thức cạnh tranh tồn tại trong khi thị trường tự giải quyết. Ô tô bay sẽ yêu cầu một hệ điều hành duy nhất—và do đó là sự hợp tác lớn giữa các công ty cạnh tranh hoặc một sự kiểm soát chặt chẽ bởi tay sắt của các cơ quan quản lý.

Giải quyết tất cả vấn đề đó (piece of cake!) và những thách thức vận hành của dịch vụ ô tô bay trở nên rõ ràng: Phải bay những tuyến đường nào, tính phí bao nhiêu, cách xếp lịch bảo dưỡng mà không mất sức chứa. Và điều gì xảy ra khi ai đó bị ốm và không kịp nắm túi nôn. Đó là loại vấn đề mà các hãng hàng không quen thuộc khi giải quyết, trong khi Uber và các đối thủ mới như Kitty Hawk phải bắt đầu từ đầu.

Ở lối vào trụ sở chính của Kitty Hawk ở Mountain View, một biển treo trên giá để xe đạp, nêu rõ nguyên tắc của công ty: “Chúng tôi đều ra sức từ tầm nhìn mới về giao thông vận tải, một tầm nhìn mà không có tai nạn giao thông và không có những trễ giờ kéo dài trong giờ cao điểm.” Tất cả mọi người làm việc ở đây đều thuyết phục về đức tính của “điều hướng 3D,” xóa bỏ các nút c bottleneck bằng cách sử dụng dặm không khí trên đầu chúng ta. Và đúng là khó tưởng tượng bị kẹt trong tắc nghẽn khi bạn có quyền truy cập vào cả bầu trời. Nhưng chúng ta đã bị đánh lừa trước đây.

Tại triển lãm Thế giới New York năm 1939, General Motors tổ chức một triển lãm có tên là Futurama, được thiết kế để ca ngợi những ưu điểm của việc lái xe. Trên chuyến đi 17 phút trên chiếc ghế sofa mohair màu xanh, khách tham quan đã nhìn thấy một bức tượng lớn về cảnh đẹp của địa hình Mỹ, được phân tầng bằng các dải bê tông. Đó là một tầm nhìn về một hệ thống quốc gia của các xa lộ đa làn, đầy ô tô nhưng không có tắc nghẽn. Chưa đầy hai thập kỷ sau đó, Tổng thống Eisenhower ký Quy định Hỗ trợ Liên bang vào luật, mở đường cho mạng lưới gần 41,000 dặm của các xa lộ—trên đó, tài xế Mỹ hiện đại trung bình bị kẹt suốt gần 100 giờ mỗi năm.

Sebastian Thrun, tuy nhiên, không lo lắng về tầm nhìn của công ty mình hay khó khăn của việc thực hiện nó. Đối với người đã dạy ô tô lái tự lái và giúp Google vẽ bản đồ thế giới, việc bay là không chỉ là câu trả lời hứng thú, mà là câu trả lời rõ ràng—đó là nhìn nhận về tiến triển. “Những chiếc ô tô đầu tiên giống như xe ba bánh,” anh ta nói. “Khi trời mưa, bạn bị ướt.” Sau khi anh chọc ghẹo tôi về chiếc ô của mình, chúng tôi đi ra ngoài. Trời quang đãng. Không giọt mưa nào rơi lên đầu chúng tôi.

Alex Davies (@adavies47) quản lý kênh Giao thông vận tải trên trang MYTOUR.com. Anh ấy đang viết một cuốn sách về sự sáng tạo của ô tô tự lái, sẽ được xuất bản bởi Simon & Schuster.

Bài viết này xuất hiện trong số tháng 5. Đăng ký ngay.

Hãy cho chúng tôi biết ý kiến của bạn về bài viết này. Gửi thư cho biên tập viên tại [email protected].

Tương lai của Giao thông Vận tải

• Rivian, công ty khởi nghiệp trong lĩnh vực ô tô điện, đang giúp đẩy mạnh một làn sóng công nghệ ô tô mới
• Công nghệ ô tô tự lái và ô tô điện cho phép các nhà thiết kế ô tô sáng tạo một cách tự do
• Waze muốn giúp chúng ta đều có thể thành công trong việc chia sẻ xe
• Chúng ta đã đến chưa? Một kiểm tra thực tế về ô tô tự lái
• Kế hoạch của LA để khởi động lại hệ thống xe buýt của mình—sử dụng dữ liệu điện thoại di động