Mars rover từng là dự án của các cơ quan vũ trụ tỷ đô: 120 bạn trẻ châu Phi đang tự chế chúng rồi cho robot thi lái tự động
Khoảng 120 học sinh và sinh viên từ Nam Phi, Kenya và Zimbabwe đưa 18 rover tự chế tới Mars Yard của SANSA để vượt địa hình và làm nhiệm vụ thị giác máy tính. Đây không phải rover đủ chuẩn bay lên Sao Hỏa, nhưng cuộc thi buộc các đội giải cùng một chuỗi bài toán cốt lõi của robotics: cơ khí, điện tử, liên lạc, camera và tự hành.
Một rover thật sự đi Sao Hỏa vẫn là loại dự án mà ngay cả các cơ quan vũ trụ lớn cũng phải chi hàng tỷ USD. NASA cho biết họ đã đầu tư khoảng 2,4 tỷ USD để chế tạo và phóng nhiệm vụ Mars 2020 Perseverance, chưa tính khoảng 300 triệu USD dự kiến cho giai đoạn hạ cánh và vận hành chính.
Nhưng tại Hartebeesthoek, Nam Phi, một phiên bản nhỏ hơn rất nhiều của bài toán này đang được giao cho học sinh và sinh viên. Khoảng 120 người trẻ từ Nam Phi, Kenya và Zimbabwe vừa đưa 18 rover do chính họ thiết kế và chế tạo tới Mars Yard của Cơ quan Vũ trụ Quốc gia Nam Phi (SANSA), cho robot vượt địa hình, truyền hình ảnh và thực hiện một nhiệm vụ sử dụng computer vision và tự hành.
Đây là vòng chung kết trực tiếp của Cars4Mars African Rover Challenge 2026. Điều đáng chú ý không phải những chiếc rover này sắp được gửi lên Sao Hỏa — chính luật cuộc thi nói rõ chúng không phải máy đạt chuẩn không gian — mà là cách một bài toán vốn gắn với các chương trình không gian đắt đỏ được thu nhỏ thành một phòng thí nghiệm kỹ thuật mà sinh viên có thể tự xây, tự làm hỏng và tự sửa.
Từ gần 100 đội xuống 18 rover trên “Sao Hỏa” bằng 40 tấn cát đỏ
Cars4Mars kéo dài khoảng năm tháng. Gần 100 đội từ 11 quốc gia châu Phi tham gia giai đoạn đầu trực tuyến, nơi họ phải trình bày chiến lược dự án, thiết kế và khả năng hoạt động của rover. Sau quá trình sàng lọc, 18 đội với khoảng 120 thành viên tới vòng Mars Stage Final tại cơ sở Space Operations của SANSA.
Ban tổ chức biến một khu vực tại Hartebeesthoek thành Mars Yard bằng hơn 40 tấn cát đỏ, đá và địa hình không bằng phẳng. Mục tiêu không phải mô phỏng đầy đủ môi trường Sao Hỏa mà tạo một sân thử đủ khó để những điểm yếu trong cơ khí, truyền động, liên lạc và phần mềm xuất hiện khi robot rời bàn lab.
Đây là một khác biệt quan trọng. Trên bàn làm việc, một rover có thể chạy thẳng, quay đầu và nhận hình ảnh ổn định. Trên cát mềm hoặc địa hình gồ ghề, bánh xe có thể mất bám, kết cấu rung, camera đổi góc, kết nối chập chờn và mô hình nhận dạng phải xử lý hình ảnh khác xa dữ liệu thử nghiệm.
Theo tường thuật từ sự kiện, các đội đã gặp đúng kiểu thất bại đó: có rover rơi bánh, có hệ thống thị giác gặp khó khi nhận diện vật thể. Giá trị của cuộc thi nằm một phần ở những lỗi này, bởi chúng buộc người tham gia xử lý một hệ thống vật lý hoàn chỉnh thay vì chỉ một thuật toán hay một bản CAD.
Rover phải vượt địa hình trước khi nói tới “AI”
Vòng chung kết có hai nhóm nhiệm vụ chính. Trong Traversal Mission, đội điều khiển rover từ xa qua địa hình khó, tìm và vận chuyển các vật thể do giám khảo bố trí. Người điều khiển có thể dựa vào camera trên rover hoặc quan sát trực tiếp tùy cách thi, qua đó kiểm tra cả khả năng cơ động lẫn chuỗi truyền video và điều khiển không dây.
Phần AI Autonomous Mission chuyển trọng tâm sang perception và autonomy. SANSA cho biết rover phải nhận diện những vật thể trong hình ảnh camera như búa, bóng tennis, cọc giao thông và bóng bay nhiều màu. Hệ thống xác định được cả vị trí vật thể trong khung hình bằng thuật toán AI hoặc computer vision có thể nhận thêm điểm.
Tài liệu nhiệm vụ của Cars4Mars còn yêu cầu các đội chứng minh khả năng để rover tự chạy từ một bóng bay tới bóng bay khác trên địa hình phẳng. Điều này gần với một pipeline robot thực tế hơn cách gọi chung chung “gắn AI vào rover”: camera tạo dữ liệu, phần mềm phải phát hiện mục tiêu, xác định nó nằm ở đâu, sau đó hệ điều khiển quyết định robot cần di chuyển thế nào.
Tuy vậy, đây chưa phải kiểu tự hành mà Perseverance sử dụng trên Sao Hỏa. Rover của NASA phải hoạt động ở một hành tinh khác, nơi lệnh từ Trái Đất không thể dùng để điều khiển như xe RC theo thời gian thực, đồng thời toàn bộ hệ thống phải sống sót qua phóng tên lửa, hành trình liên hành tinh, quá trình hạ cánh và môi trường khắc nghiệt trên bề mặt Sao Hỏa. Cars4Mars chủ động loại những yêu cầu đó khỏi bài toán để sinh viên tập trung vào kỹ năng robotics có thể tiếp cận được.
Luật chơi thừa nhận thẳng: đây không phải rover “space-grade”
Trang hướng dẫn chính thức của Cars4Mars viết rõ thử thách là thiết kế một Mars rover prototype, không yêu cầu thiết bị đạt chuẩn không gian hay có khả năng hoạt động thật trên Sao Hỏa. Rover về bản chất là một robot di động nhỏ, có nguồn điện riêng và điều khiển không dây.
Chi tiết này quan trọng vì một chiếc rover chạy qua cát đỏ trên Trái Đất và một hệ thống đủ điều kiện đặt lên tên lửa là hai cấp kỹ thuật khác nhau. Space hardware phải vượt qua các bài kiểm tra rung, nhiệt, chân không, bức xạ, độ tin cậy và kiểm soát nhiễm bẩn mà cuộc thi sinh viên không nhắm tới.
Nhưng việc bỏ bớt những lớp yêu cầu đó không làm bài tập trở nên vô nghĩa. Nó cô lập một nhóm vấn đề đủ thực tế để người học phải ghép nhiều ngành với nhau: thiết kế chassis, hệ truyền động, pin, nguồn điện, camera, truyền dữ liệu, điều khiển, lập trình nhúng, computer vision và quản lý dự án.
Một đội trung học Zimbabwe thắng chung cuộc
Kết quả cũng cho thấy Cars4Mars không chỉ là sân chơi đại học. Giải nhất Mars Stage Final 2026 thuộc về Cyberstorm của Milestone High School, Zimbabwe. Đứng thứ hai là Inadeptus Mechanicus, đội kết hợp sinh viên Rhodes University và Stellenbosch University của Nam Phi; Tech Tonic từ Bryanston High School đứng thứ ba.
Giải riêng cho AI Mission thuộc về Robo TechAura của Tshwane University of Technology, trong khi đội Wall-E cùng trường thắng Traversal Mission. Team Vulcan của Jomo Kenyatta University of Agriculture and Technology, Kenya, nhận giải thiết kế tốt nhất. Vulcan trước đó đã đứng đầu vòng Launch Stage trực tuyến.
Việc các đội trung học cạnh tranh cùng sinh viên đại học là một phần đáng chú ý của mô hình này. Cars4Mars mở cho học sinh phổ thông, cao đẳng và đại học, đồng thời cho phép họ nhận cố vấn từ giảng viên hoặc kỹ sư nhưng yêu cầu việc thiết kế, chế tạo và vận hành rover phải do sinh viên thực hiện.
Điều đáng giữ lại không phải một “Perseverance giá rẻ”
Sẽ là quá lời nếu mô tả những rover này như đối thủ thu nhỏ của Perseverance. Một robot thi đấu không cần sống nhiều năm trên Sao Hỏa, không mang phòng thí nghiệm khoa học, không khoan và lưu mẫu đá, cũng không phải tự tồn tại khi việc sửa trực tiếp là bất khả thi.
Điểm đáng chú ý nằm ở chuỗi kỹ năng phía dưới. Rover hành tinh là một bài toán hệ thống: cơ khí tốt nhưng camera tệ vẫn thất bại; mô hình nhận dạng chính xác nhưng bánh xe kẹt trong cát cũng thất bại; robot khỏe nhưng mất liên lạc cũng không hoàn thành nhiệm vụ. Cuộc thi buộc người trẻ gặp những phụ thuộc này sớm, với phần cứng do chính họ chịu trách nhiệm.
Những kỹ năng đó không chỉ phục vụ ngành vũ trụ. Robot tự hành trong khai khoáng, nông nghiệp, logistics, kiểm tra hạ tầng hay cứu hộ đều phải giải các biến thể của cùng bài toán: nhìn môi trường, xác định vị trí, di chuyển trên địa hình khó và tiếp tục hoạt động khi điều kiện thực tế khác mô phỏng.
SANSA cho biết Mars Yard tại Hartebeesthoek sẽ trở thành địa điểm thường trực cho các vòng chung kết Cars4Mars trong tương lai. Bước tiếp theo vì vậy không phải chứng minh một trong những robot này có thể lên Sao Hỏa. Thước đo hữu ích hơn là liệu mỗi mùa thi có tạo ra những đội biết xây hệ thống phức tạp hơn, tự hành đáng tin cậy hơn và chuyển kinh nghiệm đó sang các dự án robotics thực sự hay không.
