Nghệ thuật xử lý tắc nghẽn giao thông của kiến

Ảnh: hoax-slayer.com.

Dường như loài kiến đã giải quyết xuất sắc một vấn đề khiến loài người trăn trở suốt nhiều năm qua. Trong lúc hàng triệu chiếc xe hơi trên hành tinh bị kẹt trên các xa lộ mỗi ngày, hàng tỉ con kiến vẫn di chuyển nhịp nhàng quanh tổ mà không gây ùn tắc.

Dirk Helbing, một nhà khoa học thuộc Đại học công nghệ Dresden (Đức) và cộng sự tìm hiểu cách thức di chuyển quanh tổ của kiến. Họ tạo ra hai làn đường có chiều rộng khác nhau nối tổ kiến với một cục đường. Một làn đường rộng và dài hơn làn kia. Vài chục phút sau, đúng như mong đợi của nhóm nghiên cứu, kiến đua nhau chạy tới cục đường trên làn hẹp khiến nó trở nên đông đúc và tắc nghẽn. Khi một con kiến quay trở về tổ trên làn đường hẹp và gặp một con khác bắt đầu rời tổ, con quay về sẽ cố gắng đẩy con kia sang làn đường rộng.

Nhóm nghiên cứu mở rộng cả hai làn đường rồi lặp lại thí nghiệm. Do chiều rộng tăng lên đáng kể nên tình trạng tắc nghẽn không xảy ra. Lần này các chuyên gia nhận thấy những con kiến quay trở về không đẩy lũ kiến bò ra khỏi tổ nữa.

Sau khi phân tích băng ghi hình hai lần thử nghiệm, các chuyên gia nhận thấy mặc dù những con kiến bị đẩy phải đi một quãng đường dài hơn, song chúng vẫn tới được đích nhanh hơn so với khi đi bằng đường hẹp.

Các nhà nghiên cứu cho rằng nếu các tài xế có thể cung cấp thông tin về tình hình giao thông cho những người đi ngược chiều giống như kiến thì tình trạng tắc nghẽn giao thông trên khắp hành tinh sẽ giảm đáng kể.

Phiếm đàm: Giả sử một lượng lớn người dùng điện thoại di động ở Hà Nội sử dụng loại có chức năng wifi, có thể viết phần mềm cho các điện thoại này, tạo thành nhóm các mạng ad-hoc khổng lồ trong thành phố. Việc thông tin về tình hình giao thông sẽ trở nên đơn giản hơn nhiều.

Thử tưởng tượng có một người đang đứng giữa chỗ tắc đường. Muốn thoát nhanh thay vì cố gắng luồn lách tới từng kẽ hở, chỉ cần làm cách nào giảm lưu lượng người lưu thông tới vị trí bị tắc. Nếu có kết nối ad-hoc, người này sẽ lôi điện thoại ra, bấm một cái. Thông tin về vị trí tắc đường sẽ lan tỏa tới những người khác trong bán kính vài km, alert để những người đó không tiếp tục đi vào chỗ tắc nữa mà tìm đường khác. Hoặc là chính phủ có thể lắp các wifi base station rải rác trên đường lưu thông, thu thập tín hiệu từ phía các client di động và hiện cảnh báo lên màn hình cho những người khác được biết.

Việc này vấp phải một số vấn đề: 1 là năng lượng cho điện thoại di động, hiện tại không có loại điện thoại nào đủ khả năng cung cấp năng lượng dồi dào để sẵn sàng kết nối liên tục với các thiết bị xung quanh; 2 là các điện thoại hỗ trợ kết nối tốt, có khả năng lập trình ứng dụng mở hiện còn khá đắt, chưa thể phổ biến ngay, nhất là ở các nước nghèo như Việt Nam. Muốn làm vậy có lẽ phải đợi đến khi ai cũng có Gphone. Ngoài ra bài toán tối ưu hóa băng thông hữu ích (một hệ thống mạng như vậy đương nhiên không chỉ dùng để cảnh báo giao thông) và xử lý vấn đề mobility cho các mạng ad-hoc với nhiều phần tử di chuyển ở tốc độ cao còn chưa được khoa học mạng hiện đại giải quyết triệt để.

Tình cờ đọc bài báo trên trong trang vnexpress.net. Bỗng nhiên thấy vấn đề có thể giải quyết một cách tương đối đơn giản hơn. Tại sao người ta không chế tạo một hệ thống xử lý tín hiệu từ các cảm biến gắn lên xe máy, phân tích tín hiệu về nồng độ khí thải, độ ồn, mật độ vật thể xung quanh, tốc độ di chuyển, vv... để tính toán xác suất chiếc xe đó có đang ở trong vùng ùn tắc hoặc mật độ giao thông lớn hay không, qua đó hiện tín hiệu thông báo dưới dạng đèn báo hiệu ở phía trước xe. Ví dụ những người đi ngược chiều trông thấy các xe từ phía kia đi lại hiện toàn đèn đỏ, họ sẽ biết trước khu vực tắc đường từ 5-10 phút và chọn lối khác. Chính họ sẽ tránh được tắc đường, đồng thời những người đang bị tắc cũng sẽ được giải thoát nhanh hơn nhiều. Tương tự, nếu gặp toàn xe đèn xanh, người ta có thể yên tâm ít nhất mình sẽ không gặp tắc đường trong vòng 15 phút tới. Những người lưu thông từ cả 2 phía đều có thể trông thấy tín hiệu và ách tắc giao thông không những được giải tỏa theo cách của các random access algorithms mà còn được tự động ngăn chặn, lưu thông trong Hà Nội sẽ trơn tru như những đàn kiến.

Việc chế tạo các bộ cảm biến như vậy hoàn toàn có thể thực hiện với điều kiện kĩ thuật hiện nay, thậm chí kĩ thuật của Việt Nam, với giá thành có lẽ chỉ một trăm nghìn đồng. Tại sao ko ai làm nhỉ :D Mình mà có bạn làm bộ trưởng giao thông, sẽ nghiên cứu sản xuất thiết bị đó, bạn mình sẽ bắt toàn dân phải dùng. Và mình sẽ giàu to $-) Hà Nội thì đẹp đẽ hơn.