Der KI-Boxenstopp in der Formel 1

Die Formel 1 (F1) ist eine der Hightech-Sportarten der Welt. Mit Wagen, die ohrenbetäubende Geschwindigkeiten von 370 km/h erreichen und Zwei-Sekunden-Boxenstopps einlegen, erfordert sie die innovativste Technik. In der F1 geht es genauso um die Fahrer und Autos wie um die Strategien, die von den Boxencrew-Mitgliedern erstellt werden, die das Rennen analysieren.

Während eines Rennens kommen verschiedene Technologien zum Einsatz, und KI entwickelt sich zu einem der wichtigsten Werkzeuge, die der Boxencrew zur Verfügung stehen. Werfen wir einen genaueren Blick darauf, wo KI in der F1 genau eingesetzt wird.

Computer Vision beim Großen Preis von Abu Dhabi 2023 

Wenn ein Formel-1-Fahrer mit allen vier Rädern über den Rand der track hinausfährt, gilt dies als Verstoß gegen die track . Die Fédération Internationale de l'Automobile (FIA) prüft diese Verstöße, und je nach Ergebnis werden Strafen verhängt. 

Bei jedem Rennen müssen Hunderte von Verstößen bearbeitet werden. Während des Großen Preises von Österreich 2023 bearbeiteten nur vier Personen rund 1.200 potenzielle Verstöße gegen die track . Bei den folgenden Rennen wurde zwar die Zahl der Mitarbeiter, die Verstöße gegen die track kontrollieren, erhöht, doch das reichte nicht aus.

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Beim Großen Preis von Abu Dhabi 2023 setzt die FIA daher auf Computer Vision. Mithilfe der Formanalyse wird der track identifiziert und die Anzahl der Pixel berechnet, die über diese Linie hinausgehen. Diese Systemebene dient dazu, Fälle zu eliminieren, in denen ein menschliches Eingreifen eindeutig nicht erforderlich ist. So kann sich die FIA auf die Fälle konzentrieren, die tatsächlich ihre Aufmerksamkeit erfordern.

Steigerung der Fan-Interaktion durch KI-gestützte Erkenntnisse

Einundsiebzig Prozent der Sportexperten sind der Meinung, dass die Fan-Interaktion entscheidend für das Erreichen ihrer Ziele ist. Wenn Menschen eine emotionale Verbindung zum Sport spüren, kommen sie immer wieder, und das hilft der Branche, Einnahmen zu generieren.

Ein Rennwochenende beinhaltet mehr als nur das Anfeuern des Lieblingsteams. Amazon Web Services (AWS) hat sich mit der Formel 1 zusammengetan, um tiefe Einblicke in Entscheidungen im Sekundenbruchteil zu geben und Leistungen mit detaillierten Statistiken zu präsentieren. Sie sind dazu in der Lage, indem sie etwa 70 Jahre Renndaten analysieren, die auf Amazon S3 gespeichert sind. Neben historischen Daten können Modelle für maschinelles Lernen die von über 300 Sensoren jedes F1-Wagens erfassten Datenpunkte analysieren. Wir sprechen hier von mehr als 1,1 Millionen Datenpunkten pro Sekunde! 

Es ist nur natürlich, dass der CEO von Oracle Red Bull Racing, Christian Horner, glaubt: „Daten sind das Lebenselixier des Teams. Jedes Element der Leistung - wie wir ein Rennen fahren, wie wir ein Auto entwickeln, wie wir Fahrer auswählen und analysieren - wird von Daten angetrieben.“ Werfen wir einen Blick auf einige der Statistiken, die diese Systeme ausgeben können:

• Kampfvorhersage: Die Kampfvorhersage sagt voraus, wie viele Runden es dauert, bis das Verfolgerauto in Schlagdistanz zum Auto vor ihm ist. Die Vorhersagen werden anhand von Daten aus dem track und der voraussichtlichen Geschwindigkeit der Fahrer erstellt.
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• Boxenstrategie-Schlacht: Es bietet den Fans zusätzliche Einblicke in die Bewertung der erfolgreichen Strategie der einzelnen Fahrer und deren Ergebnisse in Echtzeit. Fans können auch die subtilen Strategieänderungen der Fahrer track und ihre Auswirkungen auf das Ergebnis sehen.
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• Track Dominance: Sie bietet den Fans und Kommentatoren einen Einblick, wo und wie ein Fahrer seine Rivalen auf der Strecke dominiert.
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• Car Performance Scores: Diese Erkenntnis ermöglicht es den Fans, ein bestimmtes Auto zu isolieren und seine Leistung mit anderen Autos zu vergleichen. Die Vergleiche basieren auf der Kurvenfahrtleistung (wie gut ein Auto Geschwindigkeit, Stabilität und Kontrolle beim Abbiegen oder Navigieren in Kurven beibehält), der Geradlinigkeit (die Beschleunigungs- und Höchstgeschwindigkeitsfähigkeiten des Autos auf geraden Strecken) und dem Fahrverhalten (die allgemeine Leichtigkeit und Reaktionsfähigkeit bei der Steuerung des Fahrzeugs, einschließlich Lenkung, Bremsen und Manövrieren).

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KI-gestütztes Sim-Racing

Bei Simulationsrennen handelt es sich um ein virtuelles F1-Rennerlebnis. Es wird häufig eingesetzt, um die Fahrer mit der track vertraut zu machen und ihre Rennfähigkeiten zu verbessern, ohne Verletzungen oder Schäden an den Fahrzeugen zu riskieren. Durch die Einbindung von KI in die Rennsimulation können die Teams dynamische Rennbedingungen, die Leistung der Fahrzeuge bei verschiedenen Einstellungen und sogar das Verhalten der Konkurrenten auf der track simulieren. 

Physik-Engines können das Fahrzeugverhalten genau modellieren. Sie berücksichtigen Faktoren wie Aerodynamik, Reifengrip und Fahrwerkseinstellungen. In der Zwischenzeit werden Daten aus realen Rennen und Simulationen ständig analysiert, um Strategien zu verfeinern und die Leistung zu verbessern. Sim-Racing-Setups können von einfachen Setups mit Lenkrad und Pedalen bis hin zu kompletten Simulatoren reichen, die Bewegungsplattformen, VR-Headsets und detaillierte Nachbildungen von F1-Cockpits umfassen.

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F1-Teams und KI-Innovatoren: Eine Verbindung, die auf der track entstanden ist

Einige der Top-F1-Teams setzen aktiv KI ein und haben sogar KI-Unternehmen als offizielle Sponsoren unter Vertrag genommen. Lassen Sie uns kurz einige dieser Partnerschaften und den Wert, den sie bringen, untersuchen. 

Mercedes & G42

G42 ist ein führendes KI- und Cloud-Computing-Unternehmen mit Sitz in den VAE. Sie sind der offizielle Sponsor des Mercedes-AMG PETRONAS F1 Teams. G42 stattet das Team mit fortschrittlichen Datenanalyse- und Machine-Learning-Funktionen aus. Mit der Unterstützung von G42 kann das Team riesige Datenmengen in Echtzeit verarbeiten und wertvolle Erkenntnisse gewinnen, um datengestützte Entscheidungen zu treffen. Beispielsweise können die KI-Algorithmen von G42 Telemetriedaten analysieren, um die Fahrzeugeinstellungen für bestimmte Strecken zu optimieren und die Leistung durch Feinabstimmung von Aerodynamik, Reifendruck und Kraftstoffmenge zu verbessern.

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Red Bull & Oracle

Das Red Bull Racing Team nutzt KI, um den Kraftstoffverbrauch zu optimieren, was ihnen hilft, den Kraftstoffverbrauch zu optimieren, wodurch sie länger schneller fahren können, was ein entscheidender Faktor für den Gewinn von Rennen sein kann. Dieses Formel-1-Team gewann die Fahrerweltmeisterschaft 2023 und die Konstrukteursmeisterschaft in einer rekordverdächtigen Saison. Das Team verlässt sich auf die Oracle Cloud, um Rennstrategie, Motorenentwicklung, Simulationsrennen, Fan-Interaktion und mehr zu unterstützen.

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Ferrari & AWS

Amazon Web Services (AWS) ist einer der offiziellen Sponsoren des Scuderia Ferrari F1 Teams. Das Scuderia Ferrari Team entwickelte einen virtuellen Bodengeschwindigkeitssensor unter Verwendung von (KI) und maschinellem Lernen durch Amazon SageMaker. Sie waren in der Lage, ihren Ingenieuren schnellere und zuverlässigere Daten zu liefern. Das Team konnte das Fahrzeuggewicht reduzieren, was ein kritischer Faktor in einer Sportart ist, in der selbst ein Gramm zählt. Sie nutzten AWS auch, um ML-Modelle auf der Grundlage der Spieltheorie zu entwickeln, um die Variablen in der Rennstrategie zu analysieren.

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Was sehen wir in dieser Saison?

Die Saison 2024 begann im März mit dem Großen Preis von Bahrain. Wir haben bisher erst vier Rennen erlebt, aber es war ein aufregender Start in die Saison. Gleich zu Beginn sehen wir neue KI-Innovationen, die in dieser Saison ihr Debüt feiern.

Beginnen wir mit dem Bestreben, die Fans näher an das Geschehen heranzubringen. Dies hat zur Einführung neuer Kameraperspektiven geführt. Das F1-Übertragungsteam arbeitet eng mit Aston Martin zusammen, um eine Rücklichtkamera zu entwickeln. Die Idee dahinter ist, uns einen Blick direkt von der Rückseite des Wagens zu ermöglichen und die Intensität des Rennens auf eine Weise einzufangen, wie wir sie noch nicht gesehen haben. KI trägt dazu bei, dass diese Bilder scharf und klar sind, indem sie Fokus und Belichtung in Echtzeit anpasst, um den Herausforderungen von Geschwindigkeit und wechselnden Lichtverhältnissen gerecht zu werden.

Im Bereich der Übertragung gibt es auch ein neues, überarbeitetes Wiederholungssystem, das von KI unterstützt wird. Dieses KI-System kann Filmmaterial sofort durchsuchen, um Schlüsselmomente hervorzuheben und sicherzustellen, dass die Fans keine Action verpassen. Es hat sogar die Fähigkeit, Zeitlupenwiederholungen aus normalem Filmmaterial zu erstellen, was das Seherlebnis noch intensiver macht.

Es gibt auch viele Gerüchte über den potenziellen Einsatz von Drohnen zur Aufnahme von Live-Material, inspiriert von einer viralen First-Person View (FPV)-Aufnahme von Max Verstappen bei einer Testrunde. Es gibt noch Hürden in Bezug auf die Sicherheit zu überwinden. Aber die Möglichkeit, in Zukunft Drohnenaufnahmen einzubeziehen, ist eine aufregende. Es geht darum, neue Wege zu finden, um den Nervenkitzel des Rennens den Zuschauern zu Hause näher zu bringen.

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Apropos Nervenkitzel: Auch der Audioteil der Übertragung soll ein Upgrade erhalten. Das Ziel dieses Upgrades ist es, den Zuschauern das Gefühl zu geben, dass sie sich direkt auf der track befinden und vom Aufheulen der Motoren umgeben sind. KI-Algorithmen werden eingesetzt, um die Audioaufnahme und -verarbeitung so zu optimieren, dass der Sound der Übertragung eindringlich ist, ohne zu verrauschen. Wir wollen hören, wie die Motoren beschleunigen, aber dennoch das Rennen ohne zu viel Lautstärke genießen können.

Überqueren der Ziellinie

KI kann zwar ein nützliches Werkzeug sein, aber sie kann menschliche Fahrer und Boxencrews mit jahrelanger Erfahrung und Talent nicht ersetzen. Es wird also interessant sein zu sehen, wie die KI die Formel 1 in Zukunft beeinflussen wird. Eine fortschrittlichere Technologie bedeutet fundiertere Entscheidungen auf der track, was zu erstaunlichen Kämpfen um die karierte Flagge führen wird!

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