Tương lai của công nghệ định vị dưới nước

Một nhóm nhà nghiên cứu Đại học Illinois tại Urbana-Champaign (UIUC) đã phát triển phương pháp mới định vị địa lý dưới nước bằng cách sử dụng mạng lưới thần kinh sâu xử lý trên 10 triệu hình ảnh nhạy cảm với phân cực thu thập từ nhiều địa điểm trên khắp thế giới.

Nghiên cứu mới, dẫn đầu bởi giáo sư kỹ thuật điện và máy tính Viktor Gruev cùng với giáo sư khoa học máy tính David Forsyth, cho phép định vị địa lý dưới nước chỉ sử dụng dữ liệu quang học trong khi cung cấp một công cụ điều hướng dưới nước không có dây buộc.

Gruev cho biết: “Lần đầu tiên chúng tôi có thể định vị bản thân hoặc máy ảnh trong một số điều kiện khác nhau, cho dù ở vùng biển rộng, vùng nước trong hay vùng nước có tầm nhìn thấp, vào ban ngày, ban đêm hoặc ở độ sâu. Một khi biết mình đang ở đâu, thì bạn có thể bắt đầu khám phá và sử dụng thông tin đó để hiểu rõ hơn về thế giới dưới nước hoặc thậm chí là cách các loài động vật di chuyển”.

image001.jpg -0
Máy ảnh của nhóm nhà nghiên cứu khi đang hoạt động dưới nước

Gruev giải thích một trong những thách thức chính với điều hướng dưới nước và định vị địa lý là tín hiệu GPS không thể xuyên qua nước - chúng phản xạ khỏi bề mặt. “Chúng tôi mù tịt về tín hiệu GPS dưới nước. Chúng tôi cần sử dụng các phương tiện khác và công nghệ khác để định vị địa lý dưới nước”. Tiêu chuẩn định vị địa lý hiện tại là sử dụng thông tin âm thanh, chủ yếu thu được bằng công nghệ sonar. Điều này hoạt động bằng cách triển khai nhiều đèn hiệu sonar nhỏ gửi tín hiệu theo hình tam giác để xác định vị trí một vật thể dưới nước. Tuy nhiên, vấn đề là sonar chỉ hoạt động trong một khu vực nhỏ, đồng thời bị giới hạn bởi độ chính xác của nó.

Một phương pháp khác hiện đang được sử dụng là tàu lặn được buộc vào một tàu lớn hơn trên bề mặt có tín hiệu GPS. Mặc dù tàu lặn có thể hiệu quả, nhưng cuối cùng cũng bị giới hạn bởi chuyển động của tàu. Gruev giải thích: “Để có một phương tiện di chuyển tự do dưới nước là vấn đề cực kỳ khó khăn. Cách chúng tôi giải quyết vấn đề là phát triển máy ảnh chuyên dụng và thuật toán máy học. Bằng cách kết hợp chúng, chúng tôi thực sự có thể tìm ra vị trí của mặt trời và đây là nơi phân cực hình ảnh phát huy tác dụng”. Sóng ánh sáng từ mặt trời di chuyển theo mọi hướng - nó không bị phân cực. Khi những sóng đó đi qua một bộ lọc, giống như mặt nước, chúng buộc phải di chuyển theo một hướng duy nhất - ánh sáng đã bị phân cực. Các kiểu phân cực là kết quả của sự truyền ánh sáng từ không khí sang nước và tán xạ bởi phân tử nước và các hạt khác. Các mô hình dưới nước thay đổi suốt cả ngày và chúng phụ thuộc vào vị trí của cả người quan sát và mặt trời. Bằng cách phân tích các mẫu này cùng với thông tin ngày và giờ chính xác, sau đó có thể xác định vị trí.

Nhóm đã thu thập khoảng 10 triệu hình ảnh bằng máy ảnh dưới nước và ống kính đa hướng có khả năng ghi lại các kiểu phân cực từ 4 địa điểm tại Mỹ: một hồ nước ngọt ở Champaign thuộc bang Illinois (tầm nhìn xung quanh 0,3 mét), vùng nước biển ven biển ở quần đảo san hô Florida Key thuộc bán đảo Florida (tầm nhìn xung quanh 0,5-3 mét), nước biển ở vịnh Tampa thuộc bang Florida (tầm nhìn khoảng 0,5 mét) và một hồ nước ngọt ở Ohrid, Bắc Macedonia (tầm nhìn trên 10 mét). Hình ảnh được chụp trong nhiều điều kiện khác nhau (nước trong và nước đục), độ sâu và thời gian trong ngày - ngay cả vào ban đêm khi cường độ ánh sáng dưới nước yếu hơn đáng kể.

Gruev nói: “Nếu chúng ta có thể nhìn thấy đặc tính phân cực của ánh sáng, chúng ta có thể định vị địa lý, ngay cả trong vùng nước bùn. Và thực tế, cuộc sống là khá phong phú về mặt phân cực”. Những hình ảnh này được dùng để huấn luyện mạng lưới thần kinh - một phương pháp trí tuệ nhân tạo (AI) để học hỏi và cải thiện độ chính xác theo thời gian. Forsyth giải thích: “Cách chúng tôi làm là thu thập 10 triệu hình ảnh mặt trời từ dưới nước. Mỗi hình ảnh được gắn thẻ với nơi nó được chụp và độ cao của mặt trời. Những hình ảnh đó sau đó được chuyển vào một hệ thống học tập và được điều chỉnh cho đến khi nó đưa ra một vị trí chính xác”. Việc sử dụng kỹ thuật máy học giúp cải thiện độ chính xác của vị trí lên 40-50 km, với khả năng cải thiện độ chính xác hơn nữa. Công nghệ này mang đến những cơ hội mới cho con người và robot điều hướng dưới nước.

Đại dương chiếm hơn 70% diện tích bề mặt Trái đất, nhưng rất ít thông tin về nó được biết đến. Dữ liệu chúng ta biết về những vùng nước này đến từ việc giám sát qua vệ tinh. Robot lấy mẫu tự động tại chỗ có thể cung cấp khả năng giám sát chính xác hơn các đặc tính của nước như nhiệt độ nước, độ mặn, nồng độ oxy và các thông số liên quan khác. Các nỗ lực tìm kiếm và cứu nạn tàu lặn OceanGate Titan gần đây đã nhấn mạnh nhu cầu về khả năng định vị địa lý chính xác. Để xác định vị trí tàu lặn ở bất kỳ độ sâu nào có thể, các nỗ lực được chia thành hai khu vực riêng biệt, gần bề mặt đại dương và gần đáy biển, do những hạn chế của công nghệ hiện tại. Các nỗ lực ở vùng nước sâu khó khăn hơn đáng kể so với hoạt động gần bề mặt, vốn có nhiều lựa chọn công nghệ hơn và chủ yếu dựa vào sonar.

Sonar không chỉ không đáng tin cậy trên một khu vực rộng lớn mà còn thường tạo ra tiếng vang che giấu vị trí chính xác của vật thể. Gruev bình luận: “Công nghệ hình ảnh phân cực cho phép robot tự động nhỏ hơn đi lang thang trong khoảng 200-300 mét đầu tiên, nơi ánh sáng xuyên qua nước và nơi công nghệ của chúng tôi hoạt động rất hiệu quả và có thể hỗ trợ trong nhiệm vụ tìm kiếm và cứu hộ”. Forsyth nói thêm: “Thật khó để hiểu đại dương lớn đến mức nào, có bao nhiêu nước, bạn có thể ở cách xa mọi thứ bao nhiêu và khó tìm thấy bất cứ thứ gì ở đó. Vấn đề công nghệ lớn nhất, cho đến đầu thế kỷ 19, chỉ đơn giản là biết bạn đang ở đâu trên biển. Và điều đó vẫn thực sự khó khăn”.

Duy Minh (Tổng hợp)

Các tin khác

AI và mặt trận an ninh phi truyền thống

AI và mặt trận an ninh phi truyền thống

Nếu động cơ hơi nước thúc đẩy cách mạng công nghiệp, Internet mở ra kỷ nguyên kết nối toàn cầu thì trí tuệ nhân tạo (AI) đang định hình nền văn minh số của thế kỷ XXI. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích to lớn, công nghệ này cũng bị các tổ chức tội phạm, mạng lưới lừa đảo và các nhóm cực đoan lợi dụng để gia tăng quy mô, mức độ tinh vi của các cuộc tấn công mạng, gian lận tài chính hay thậm chí là khủng bố.

Cuộc chiến của niềm tin

Cuộc chiến của niềm tin

Có những thứ vũ khí không phát ra tiếng nổ. Nó không để lại hố bom, không làm rung cửa kính, cũng không hiện lên trên bản đồ quân sự. Nhưng, nó âm thầm đi vào điện thoại, bảng tin, nhóm chat, những cuộc tranh luận gia đình và cả lá phiếu của cử tri. Tin giả, trong hình hài mới của thời trí tuệ nhân tạo (AI), đang trở thành một thứ vũ khí như thế.

Phát động cao điểm thi đua 70 ngày đêm lập thành tích xuất sắc chào mừng kỉ niệm 70 năm Ngày truyền thống lực lượng Cảnh sát kinh tế

Những người gác cửa vùng kinh tế Đông bắc

Suốt hơn 45 năm xây dựng và trưởng thành, từ 14 cán bộ, chiến sĩ đầu tiên đến đơn vị Anh hùng Lực lượng vũ trang nhân dân thời kỳ đổi mới, Phòng Cảnh sát điều tra tội phạm về tham nhũng, kinh tế, buôn lậu và môi trường Công an tỉnh Quảng Ninh đã lặng lẽ giữ vững trận tuyến bảo vệ nền kinh tế, đấu tranh với tham nhũng, buôn lậu, hàng giả và tội phạm kinh tế, góp phần giữ gìn kỷ cương pháp luật, môi trường đầu tư và sự bình yên của nhân dân đất mỏ.

Kỳ I: Pháo đài “Mắt cáo” và “Tam giác vàng” hợp phì

Kỳ I: Pháo đài “Mắt cáo” và “Tam giác vàng” hợp phì

Trong thế giới lượng tử, luật chơi của các điệp viên truyền thống hoàn toàn bị phá sản. Hãy tưởng tượng một bức thư mật được viết bằng các hạt ánh sáng. Chỉ cần một cái nhìn lén lút của mật thám, bức thư sẽ ngay lập tức tự hủy và phát tín hiệu báo động về trung tâm đầu não. Đó không phải là phép thuật, đó là Phân phối khóa lượng tử (QKD) - thứ đang giúp Bắc Kinh xây dựng một hệ thống thông tin liên lạc quốc phòng mà không một siêu máy tính nào của phương Tây có thể giải mã.

Lần theo những “mắt xích tử thần”

Lần theo những “mắt xích tử thần”

Ma túy đá hay các chất ảo giác, muốn đưa vào cơ thể, người nghiện ngập luôn cần đến những “dụng cụ trung gian” - đó là những chiếc nỏ thủy tinh uốn lượn, những chiếc bình khò tinh vi. Lâu nay, dư luận thường chỉ chú ý đến các đường dây mua bán ma túy mà ít ai biết rằng, phía sau dòng chảy đen tối đó là một thị trường ngầm cung cấp “đồ chơi” cho việc sử dụng ma túy vô cùng béo bở. Những kẻ núp bóng sản xuất, cung cấp các vật dụng này đang trở thành nguồn tiếp tay cho làn sóng tội phạm ma túy biến tướng.

UAV Ukraine đã xuyên thủng phòng không của Moscow như thế nào?

UAV Ukraine đã xuyên thủng phòng không của Moscow như thế nào?

Hàng trăm UAV Ukraine tấn công Moscow đã khiến hệ thống phòng không Nga rơi vào tình thế quá tải. Đằng sau đó là một hệ sinh thái UAV tấn công tầm xa đang được Kiev phát triển, với chi phí thấp hơn tên lửa hành trình nhưng đủ sức buộc Moscow phải phân tán, tiêu hao và liên tục điều chỉnh năng lực phòng thủ.

Công nghệ “biến” những ông bố “vô tinh” thực hiện giấc mơ làm cha

Công nghệ “biến” những ông bố “vô tinh” thực hiện giấc mơ làm cha

Đi khám phát hiện không có tinh trùng (vô tinh) người đàn ông bật khóc ngay khi bước ra cửa phòng khám. Anh nghĩ rằng cuộc đời mình không thể có con được nữa. Thất vọng, hoang mang khiến anh sợ làm lỡ duyên của vợ. Trước đây, y học đã nghiên cứu và tìm ra phương pháp nuôi cấy tinh tử thành tinh trùng, mang lại hy vọng có con cho những người đàn ông vô tinh. Nhưng hiện nay, nhờ sự tiến bộ của y học, công nghệ đã “biến” những ông bố “vô tinh” thực hiện được giấc mơ làm cha bằng mổ vi phẫu tinh hoàn tìm tinh trùng.

Đại tá Ngô Thuận Lăng, Trưởng Phòng Cảnh sát kinh tế Công an TP Hồ Chí Minh chia sẻ về vụ án.

Điều gì đẩy người trẻ vào vòng lao lý?

Những cuộc gọi, những buổi tư vấn trong vụ án "hợp đồng kỳ nghỉ" không chỉ khiến hàng nghìn người mất tiền mà còn đẩy nhiều nhân viên telesale ngoài 20 tuổi vướng vào vòng lao lý. Đằng sau những bản án là áp lực kiếm tiền, sự thiếu định hướng và những ranh giới pháp lý, đạo đức bị xóa nhòa, khiến không ít người trẻ trở thành mắt xích trong các đường dây lừa đảo.

Chợ tương tác ảo và hệ lụy khôn lường

Chợ tương tác ảo và hệ lụy khôn lường

Phía sau những tài khoản viral (mức độ nổi tiếng) tạo sóng gây bão trên mạng xã hội, là đội quân đếm like, câu view thời vụ. Ít ai ngờ, chợ like “ảo” và view “ma” này đã tiếp tay cho những chiêu trò lừa đảo tinh vi của tội phạm trên không gian mạng...

Cảm biến lượng tử truy tìm tín hiệu vô tuyến

Cảm biến lượng tử truy tìm tín hiệu vô tuyến

Giữa môi trường tác chiến điện từ ngày càng phức tạp, nơi hàng trăm nguồn phát tín hiệu có thể xuất hiện đồng thời trên chiến trường, quân đội Mỹ đang tìm kiếm những công cụ mới để nâng cao năng lực nhận thức tình huống. Trong nỗ lực đó, các nhà khoa học thuộc Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Lục quân Mỹ (ARL) vừa trình diễn một cảm biến lượng tử thế hệ mới có khả năng xác định hướng của trường điện từ tần số vô tuyến trong không gian ba chiều.

UAV cải tiến có thể tự “săn mồi” trong vùng gây nhiễu

UAV cải tiến có thể tự “săn mồi” trong vùng gây nhiễu

Chiến trường tương lai có thể không còn được quyết định bởi số lượng UAV, mà bởi khả năng chúng tiếp tục chiến đấu khi bị "làm mù" và "cắt đứt liên lạc". Một công bố mới từ Trung Quốc về thuật toán AI HG-STR đang thu hút sự chú ý của giới quân sự khi tuyên bố giúp bầy UAV tự phối hợp truy tìm mục tiêu trong môi trường tác chiến điện tử phức tạp.

Bóng đen sau cánh cửa 37 quốc gia

Bóng đen sau cánh cửa 37 quốc gia

Tháng 2/2026, khi Palo Alto Networks công bố báo cáo về một chiến dịch gián điệp mạng quy mô toàn cầu, Pete Renals, Giám đốc Chương trình An ninh quốc gia của Unit 42, đã dùng một so sánh rất nặng. Ông nói với Recorded Future News rằng đây có thể là vụ xâm phạm hạ tầng chính phủ toàn cầu nghiêm trọng nhất do một nhóm được nhà nước hậu thuẫn thực hiện kể từ SolarWinds. So sánh ấy không ồn ào. Nhưng ai từng theo dõi SolarWinds năm 2020 đều hiểu nó nặng đến mức nào.

EU sẽ gia nhập “mặt trận” chip AI

EU sẽ gia nhập “mặt trận” chip AI

EU dự kiến tham gia sáng kiến chip AI do Mỹ khởi xướng, đánh dấu bước dịch chuyển đáng chú ý trong nỗ lực của phương Tây nhằm kiểm soát chuỗi cung ứng công nghệ chiến lược và kiềm chế tham vọng công nghệ của Trung Quốc.

Gián rít Madagascar - trinh sát toàn năng trong tương lai?

Gián rít Madagascar - trinh sát toàn năng trong tương lai?

Công nghệ điện tử - tự động hóa và trí tuệ nhân tạo phát triển, nhiều sản phẩm viễn tưởng bước ra khỏi phim ảnh để vào đời thực. Tiên phong có gián rít Madagascar “côn trùng người máy” đầu tiên của các nhà khoa học Đức.

Số phận của chiếc MQ1-Predator

Số phận của chiếc MQ1-Predator

Nhiệm vụ chính của máy bay không người lái MQ-1 Predator là ngăn chặn và tiến hành trinh sát vũ trang chống lại mục tiêu quan trọng, dễ bị phá hủy. Khi không thực hiện nhiệm vụ chính, MQ-1 sẽ cung cấp hoạt động trinh sát, giám sát và xác định mục tiêu để hỗ trợ chỉ huy Lực lượng Liên hợp.

Thế giới không thể lơ là trước cuộc chiến chống Ebola

Thế giới không thể lơ là trước cuộc chiến chống Ebola

Một “con bệnh” từ những cánh rừng châu Phi lại trỗi dậy, gióng lên hồi chuông cảnh báo về sự mong manh của an ninh y tế toàn cầu. Virus Ebola, với tỷ lệ tử vong cao và khả năng gieo rắc nỗi kinh hoàng đang bùng phát trở lại. Một cuộc chiến mới với ngành y tế thế giới lại bắt đầu.

Nhân tố con người trong kỷ nguyên AI quân sự

Nhân tố con người trong kỷ nguyên AI quân sự

Xu hướng đưa trí tuệ nhân tạo (AI) vào lĩnh vực quân sự ngày càng tăng, nhưng cơ chế quản lý vẫn chưa rõ ràng. Dù mang lại nhiều lợi ích cho ngành tình báo và hậu cần, việc quá phóng đại năng lực AI dễ đẩy cao căng thẳng toàn cầu và gây ra những sai sót hệ thống. Trước thực trạng đó, bà Jacquelyn Schneider, Giám đốc Sáng kiến Mô phỏng Chiến tranh và Khủng hoảng tại Viện Hoover (Đại học Stanford), nhận định rằng kiểm soát an toàn từ khâu phát triển và nâng cao tư duy phản biện cho quân nhân là giải pháp cốt lõi.