محطة توقف الذكاء الاصطناعي في الفورمولا واحد

الفورمولا وان (F1) هي واحدة من أكثر الرياضات ذات التقنية العالية في العالم. فمع وصول سرعة السيارات إلى 230 ميلاً في الساعة وتوقفها في الصيانة في ثانيتين، تتطلب هذه الرياضة أكثر الهندسة ابتكاراً. تتمحور الفورمولا 1 حول السائقين والسيارات بقدر ما تتمحور حول الاستراتيجيات التي يضعها أفراد طاقم الصيانة لتحليل السباق.

هناك العديد من التقنيات المستخدمة خلال السباق، وقد أصبح الذكاء الاصطناعي أحد أهم الأدوات الحيوية المتاحة لطاقم الصيانة. دعنا نلقي نظرة فاحصة على المجالات التي يُستخدم فيها الذكاء الاصطناعي في الفورمولا 1.

الرؤية الحاسوبية في سباق جائزة أبوظبي الكبرى 2023 

عندما يتخطى سائقو الفورمولا 1 حافة المسار بعجلاتهم الأربع، يُعتبر ذلك انتهاكاً لحدود المسار. يقوم الاتحاد الدولي للسيارات (FIA) بالتحقق من هذه المخالفات، ويتم توقيع العقوبات بناءً على النتائج. 

يجب معالجة مئات المخالفات في كل سباق. خلال سباق جائزة النمسا الكبرى 2023، عالج أربعة أشخاص فقط حوالي 1,200 انتهاك محتمل لحدود المسار. في السباقات التالية، وعلى الرغم من زيادة عدد الأشخاص الذين يعملون على التحقق من انتهاكات حدود المسار، إلا أن ذلك لم يكن كافياً.

‍

لذا، في سباق جائزة أبوظبي الكبرى 2023، لجأ الاتحاد الدولي للسيارات إلى الرؤية الحاسوبية. فهم يستخدمون تحليل الأشكال لتحديد حافة المسار وحساب عدد البكسلات التي تمتد خارج هذا الخط. ستتمثل هذه الطبقة من النظام في التخلص من الحالات التي لا تحتاج إلى تدخل بشري بشكل واضح. فهي تتيح للاتحاد الدولي للسيارات التركيز على الحالات التي تحتاج بالفعل إلى اهتمامهم.

زيادة تفاعل المعجبين مع رؤى الذكاء الاصطناعي

يعتقد واحد وسبعون بالمائة من المتخصصين في مجال الرياضة أن مشاركة المشجعين أمر حيوي لتحقيق أهدافهم. عندما يشعر الناس بعلاقة عاطفية مع الرياضة، فإنهم يستمرون في العودة إليها، وهذا يساعد الصناعة على تحقيق الإيرادات.

تتضمن عطلة نهاية الأسبوع في السباق أكثر من مجرد تشجيع فريقك المفضل. فقد تعاونت أمازون لخدمات الويب (AWS) مع فورمولا 1 لتقديم رؤى عميقة حول القرارات في جزء من الثانية وعرض الأداء بإحصائيات مفصلة. وهي قادرة على القيام بذلك من خلال تحليل حوالي 70 عاماً من بيانات السباق المخزنة على Amazon S3. وبصرف النظر عن البيانات التاريخية، يمكن لنماذج التعلم الآلي تحليل نقاط البيانات التي تم جمعها من أكثر من 300 مستشعر من كل سيارة من سيارات الفورمولا 1. نحن نتحدث عن أكثر من 1.1 مليون نقطة بيانات في الثانية الواحدة! 

من الطبيعي أن يؤمن الرئيس التنفيذي لفريق أوراكل ريد بُل للسباقات، كريستيان هورنر، بأن "البيانات هي شريان حياة الفريق. كل عنصر من عناصر الأداء - كيف ندير السباق، وكيف نطوّر السيارة، وكيف نختار السائقين ونحللهم - كل ذلك يعتمد على البيانات." دعنا نلقي نظرة على بعض الإحصائيات التي تستطيع هذه الأنظمة إخراجها:

• توقعات المعركة: تتنبأ توقعات المعركة بعدد اللفات قبل أن تكون السيارة المطاردة على "مسافة قريبة" من السيارة التي أمامها. تتم التنبؤات باستخدام بيانات من تاريخ الحلبة وسرعة السائقين المتوقعة.
  ‍
• معركة استراتيجية الحفرة: توفر للجماهير رؤى إضافية حول كيفية تقييم مدى نجاح استراتيجية كل سائق ونتائجها في الوقت الفعلي. يمكن للمعجبين أيضاً تتبع التغييرات الاستراتيجية الدقيقة التي يقوم بها السائقون ومعرفة تأثيرها على النتائج.
  ‍
• الهيمنة على الحلبة: يوفر للمشجعين والمعلقين نظرة ثاقبة حول مكان وكيفية هيمنة السائق على منافسيه حول الحلبة.
  ‍
• درجات أداء السيارة: تتيح هذه الرؤية للجماهير عزل سيارة معينة ومقارنة أدائها بسيارات أخرى. وتستند المقارنات إلى أداء السيارة عند المنعطفات (مدى قدرة السيارة على الحفاظ على السرعة والثبات والتحكم أثناء الانعطاف أو اجتياز المنحنيات)، وأداء السيارة في الخطوط المستقيمة (تسارع السيارة وقدراتها على السرعة القصوى على المسارات المستقيمة)، والتحكم بالسيارة (السهولة والاستجابة الكلية للتحكم بالسيارة، بما في ذلك التوجيه والكبح والمناورة).

‍

سباقات المحاكاة المدعومة بالذكاء الاصطناعي

سباق المحاكاة، أو سباق المحاكاة، هو تجربة سباق فورمولا 1 افتراضية. وغالباً ما تُستخدم للمساعدة في تدريب السائقين ليصبحوا أكثر إلماماً بمضمار السباق وتحسين مهاراتهم في السباقات دون المخاطرة بإصابات أو إلحاق الضرر بالسيارات. من خلال دمج الذكاء الاصطناعي في سباقات المحاكاة، يمكن للفرق محاكاة ظروف السباق الديناميكية وأداء السيارات في ظل إعدادات مختلفة، وحتى سلوك المنافسين على الحلبة. 

يمكن للمحركات الفيزيائية نمذجة سلوك السيارة بدقة. فهي تأخذ في الحسبان عوامل مثل الديناميكا الهوائية وتماسك الإطارات وإعدادات التعليق. وفي الوقت نفسه، يتم تحليل البيانات المستقاة من السباقات في العالم الحقيقي وعمليات المحاكاة باستمرار لتحسين الاستراتيجيات وتحسين الأداء. يمكن أن تتراوح إعدادات محاكاة السباقات من الإعدادات الأساسية مع عجلة قيادة ودواسات إلى أجهزة محاكاة كاملة النطاق تتضمن منصات حركة، وسماعات واقع افتراضي، ونسخاً مفصّلة من قمرة القيادة في سيارات الفورمولا 1.

‍

فرق الفورمولا 1 ومبتكرو الذكاء الاصطناعي: تطابق في حلبة السباق

تستخدم بعض أفضل فرق الفورمولا 1 الذكاء الاصطناعي بنشاط، بل إن بعض فرق الفورمولا 1 تستخدم الذكاء الاصطناعي بنشاط، بل إن بعض شركات الذكاء الاصطناعي وقعت على شراكات مع شركات أخرى كراعٍ رسمي لها. دعنا نستكشف سريعاً بعضاً من هذه الشراكات والقيمة التي تجلبها. 

مرسيدس و G42

شركة G42 هي شركة رائدة في مجال الذكاء الاصطناعي والحوسبة السحابية ومقرها الإمارات العربية المتحدة. وهي الراعي الرسمي لفريق مرسيدس-AMG بتروناس للفورمولا 1. تزوِّد G42 الفريق بقدرات متقدمة في تحليل البيانات والتعلم الآلي. بفضل الدعم الذي تقدمه G42، يستطيع الفريق معالجة كميات هائلة من البيانات في الوقت الفعلي واستخراج رؤى قيمة لاتخاذ قرارات قائمة على البيانات. على سبيل المثال، يمكن لخوارزميات الذكاء الاصطناعي في G42 تحليل بيانات القياس عن بُعد لتحسين إعدادات السيارة لمسارات محددة، وتحسين الأداء من خلال ضبط الديناميكا الهوائية وضغط الإطارات وحمل الوقود.

‍

ريد بول وأوراكل

يستخدم فريق ريد بُل للسباقات الذكاء الاصطناعي لتحسين استهلاك الوقود، مما يساعدهم على تحسين استهلاك الوقود، وبالتالي زيادة السرعة لفترة أطول، وهو ما يمكن أن يكون عاملاً حاسماً في الفوز بالسباقات. فاز فريق الفورمولا واحد هذا ببطولة السائقين وبطولة الصانعين لعام 2023 في موسم قياسي. ويعتمد الفريق على Oracle Cloud لتعزيز استراتيجية السباق، وتطوير المحركات، ومحاكاة السباقات، ومحاكاة السباقات، ومشاركة المشجعين، وغير ذلك.

‍

فيراري و AWS

شركة أمازون ويب سيرفيسز (AWS) هي أحد الرعاة الرسميين لفريق سكوديريا فيراري للفورمولا 1. صنع فريق سكوديريا فيراري مستشعر افتراضي للسرعة الأرضية باستخدام (الذكاء الاصطناعي) والتعلم الآلي من خلال Amazon SageMaker. وتمكّن الفريق من تقديم بيانات أسرع وأكثر موثوقية لمهندسيه. تمكّن الفريق من تقليل وزن السيارة، وهو عامل حاسم في رياضة يكون فيها حتى الجرام مهمًا. كما استخدموا أيضاً AWS لتطوير نماذج التعلم الآلي المتجذرة في نظرية الألعاب لتحليل المتغيرات في استراتيجية السباق.

‍

ما الذي نشهده هذا الموسم؟

بدأ موسم 2024 في مارس/آذار بسباق جائزة البحرين الكبرى. لقد خضنا أربعة سباقات فقط حتى الآن، لكنها كانت بداية مثيرة للموسم. منذ البداية، نشهد منذ البداية ابتكارات جديدة للذكاء الاصطناعي تظهر لأول مرة في هذا الموسم.

لنبدأ بالدفع نحو تقريب المشجعين من الحدث. وقد أدى ذلك إلى إدخال زوايا كاميرا جديدة. يعمل فريق البث في الفورمولا 1 عن كثب مع أستون مارتن لتطوير كاميرا إضاءة خلفية. والفكرة من وراء ذلك هي منحنا رؤية مباشرة من الجزء الخلفي من السيارة، والتقاط كثافة السباق بطريقة لم نشهدها من قبل. ويساعد الذكاء الاصطناعي في ضمان أن تكون هذه الصور واضحة ونقية، وتعديل التركيز والتعرض في الوقت الحقيقي للتعامل مع تحديات السرعة وظروف الإضاءة المتغيرة.

فيما يتعلق بالبث، هناك أيضاً نظام إعادة تشغيل جديد مُجدَّد مدعوم بالذكاء الاصطناعي. يمكن لنظام الذكاء الاصطناعي هذا فرز اللقطات على الفور لتسليط الضوء على اللحظات الرئيسية، مما يضمن عدم تفويت المشجعين أي من الأحداث. كما أن لديه القدرة على إنشاء إعادات بالحركة البطيئة من اللقطات العادية، مما يضيف طبقة جديدة من العمق إلى تجربة المشاهدة.

هناك أيضاً الكثير من الضجة حول إمكانية استخدام الطائرات بدون طيار لالتقاط لقطات حية مستوحاة من لقطة فيرستابن التي انتشرت على نطاق واسع أثناء لقطات ماكس فيرستابن في لفة اختبارية. لا تزال هناك عقبات تتعلق بالسلامة يجب التغلب عليها. ولكن، إمكانية تضمين لقطات الطائرات بدون طيار في المستقبل أمر مثير. فالأمر كله يتعلق بإيجاد طرق جديدة لنقل إثارة السباق إلى المشاهدين في المنزل.

‍

وبالحديث عن التشويق، فقد تم إعداد الجزء الصوتي من البث ليحصل على ترقية. والهدف من هذه الترقية هو جعل المشاهدين يشعرون وكأنهم على الحلبة مباشرة، مع هدير المحركات المحيطة بهم. يتم استخدام خوارزميات الذكاء الاصطناعي لضبط التقاط الصوت ومعالجته بحيث يكون صوت البث غامرًا دون أن يكون صاخبًا. نريد أن نسمع تسارع المحركات ولكننا نريد أن نكون قادرين على الاستمتاع بالسباق دون أن يكون هناك الكثير من الضوضاء.

عبور خط النهاية

على الرغم من أن الذكاء الاصطناعي يمكن أن يكون أداة مفيدة، إلا أنه لا يمكن أن يحل محل السائقين البشريين وطاقم الصيانة الذين يتمتعون بسنوات من الخبرة والموهبة. ومع ذلك، سيكون من المثير للاهتمام أن نرى كيف سيؤثر الذكاء الاصطناعي على الفورمولا واحد في المستقبل. إن التكنولوجيا الأكثر تقدماً تعني قرارات أكثر استنارة على الحلبة، مما يؤدي إلى معارك مذهلة من أجل الحصول على علم المربعات!

اطلع على مستودع GitHub الخاص بنا لمعرفة المزيد عن الذكاء الاصطناعي. قم بزيارة صفحات الحلول الخاصة بنا لمعرفة كيفية تطبيق الذكاء الاصطناعي في مجالات مثل التصنيع والزراعة.