Como a Inteligência Artificial e os Dados Estão Transformando a Fórmula 1?

A Fórmula 1 sempre teve umas das mais avançadas tecnologias do mundo, mas por trás de toda essa tecnologia aplicada em carros super rápidos estão engenheiros e cientistas trabalhando para obter todas as vantagens da precisão dos dados e de suas previsões através dos algoritmos de machine learning, tudo para obter o melhor acerto do carro conforme a pista, clima, direção do vento, etc.

Como diz o CEO da Oracle Red Bull Racing Christian Horner: “Os dados são a força vital da equipe, cada elemento do desempenho, como realizamos uma corrida, como desenvolvemos o carro, como analisamos e selecionamos os pilotos, tudo isso é impulsionado por dados”.

Dinâmica de Fluídos Computacional

A aerodinâmica de um carro é um dos fatores mais importantes quando se trata de desempenho na pista. Modelar a maneira como o fluxo de ar interage com o carro enquanto ele viaja em alta velocidade faz parte de um campo de estudo chamado dinâmica de fluídos computacional (CFD). Os estudos avançados sobre este assunto é um dos elementos principais para o desempenho de um carro de F1.

Os dados são coletados durante as sessões de treinos e durante as corridas, são transmitidos cerca de 3 GB de dados através de mais de 300 sensores espalhados em várias partes do carro.

Segundo o consultor técnico da F1 Rob Smedley, um desenvolvimento importante ocorrido neste campo no último ano (2022) foi a aplicação do CFD para reorientar o esporte de acordo com as expectativas dos fãs. Isso foi possível porque graças ao feedback dos amantes de velocidade, a F1 sabia que o público da F1 queria ver a ação das corridas “roda a roda”, ultrapassagens, briga acirrada por posição. No entanto os “modelos de esteira” aerodinâmicos amplamente utilizados até recentemente não eram propícios para este tipo de corrida, pois geravam forte turbulência na esteira dos veículos, dificultado que os adversários os sigam de perto.

Isto levou a um projeto colaborativo entre a F1, o órgão regulador da FIA e a AWS para determinar quais alterações poderiam ser feitas na aerodinâmica dos carros para permitir corridas mais próximas na temporada 2022 – 2023.

Existem três usos principais para o CFD na F1;

Processo de design dos carros novos;

Testar o desempenho de novos componentes;

Solucionar problemas quando o carro não funciona como deveria;

O CFD necessita uma grande capacidade de poder computacional de alto desempenho e profissionais altamente qualificados para executar simulações complexas.

Simulações, Gêmeos Digitais e Corridas Virtuais

Simulações alimentadas por IA são usadas pelas equipes de F1 para modelar bilhões de parâmetros de potenciais corridas, a fim de determinar quais variáveis tem maior probabilidade de levar a resultados favoráveis. A experiência de ponta em análise de dados fornecida por parceiros como AWS, Oracle e DELL significa que o impacto de tudo, como clima, comportamento adversário, estratégia de parada, condições da pista, colisões e falhas mecânicas, podem ser previstos com mais precisão como nunca visto antes.

As simulações são usadas para testar a durabilidade dos carros, avaliando até que ponto os novos designs poderão resistir ao ambiente hostil das corridas de alta velocidade. Isso permite que as equipes de engenharia identifiquem pontos fracos e eventuais falhas durante a fase de simulação.

Segundo o chefe da equipe Williams James Vowels, a IA é a única tecnologia que pode tornar possível chegar ao valor oculto na enorme quantidade de dados gerado e transmitidos durante uma corrida moderna de F1, recentemente ele falou em uma entrevista à BBC: “Estamos adotando protótipos de carros que estão mudando corrida após corrida, pistas diferentes, pneus diferentes, a maneira certa de fazer isso é usar ferramentas de modelagem que irão simular milhões de cenários de corrida”.

As simulações de IA também são utilizadas para treinar os pilotos, permitindo que eles possam aprender a guiar em determinada pista e desenvolver suas habilidades de corrida sem correr risco de lesões e danos ao carro.

Um outro desenvolvimento interessante na área de simulação é a inclusão da F1 no projeto AWS Deep Racer que é um simulador de corrida 3D baseado em nuvem e machine learning, onde os pilotos colocam carros autônomos simulando uns contra os outros em uma tentativa de completar voltas em menos tempo. Smedley foi um dos envolvidos neste projeto, trabalhando ao lado do piloto australiano Daniel Ricciardo para gerar dados que auxiliariam na navegação do carro.

O Poder das Parcerias

Construir parcerias com fornecedores de tecnologia é uma ótima estratégia para as equipes, o diretor administrativo da McLaren Zack Brown disse: “Quanto mais dados precisos você tiver, mais tipos diferentes de dados, melhor poderá ser a sua tomada de decisão”.

Quando escolhem os parceiros certos, as equipes se beneficiam de conhecimentos técnicos e de conhecimentos de onde pode ser aplicado a tecnologia. Um dos parceiros da McLaren é a DELL, que fornece soluções de computação de alto desempenho que impulsionam muitas das iniciativas de simulação e CFD da equipe. Um sistema que reúne dados de carros em movimento para alimentar a simulação e criar gêmeos digitais mais precisos é capaz de transmitir 100.000 pontos de dados por segundo.

Durante seis anos, a equipe Mercedes AMG Petronas fez parceria com os especialistas em dados TIBCO, permitindo-lhes transformar dados em insights que informam a estratégia de corrida e o design do carro.

Outra grande parceria de sucesso é entre a Red Bull Racing e a Oracle, a equipe utiliza os conhecimentos técnicos para impulsionar suas simulações de corrida, bem como em seu desenvolvimento de engenharia e operações de engajamento de fãs. A parceria é tão significativa que a Red Bull incorporou no nome da equipe, passando a se chamar Oracle Red Bull Racing.

Insights e Engajamento na Nuvem

Graças à parceria com a AWS, a F1 consegue aproveitar informações, incluindo dados de posicionamento do carro em tempo real e dados de cronometragem, a fim de criar os insights que são entregues ao público durante a corrida, juntamente com a cobertura e comentários da câmera de transmissão. Zak Brown diz: “Uma pista de F1 tem cinco quilômetros de extensão e 20 carros, portanto a TV consegue se concentrar em apenas um, dois ou três carros por vez, há outros quatro quilômetros e meio de pista onde há várias ações acontecendo. Isso pode ser realmente fundamental para o desenrolar da estratégia de corrida. Colocamos estes dados na tela para que os fãs possam entendê-los.”