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25. September 2025
10:00 — 18:00 Uhr BST
Hybride Veranstaltung
Yolo Vision 2024

Der KI-Boxenstopp in der Formel 1

Abirami Vina

5 Min. Lesezeit

19. April 2024

Gehen Sie über die Formel-1-Strecke hinaus und sehen Sie, wie KI Boxenstopps optimieren, Autodesigns neu definieren und die Fans als ultimatives, unsichtbares Boxencrew-Mitglied des Sports begeistern kann.

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 F1-Fahrer mit allen vier Rädern über den Streckenrand hinausfahren, gilt dies als Verstoß gegen die Streckenbegrenzung. Die Féderation Internationale de l’Automobile (FIA) überprüft diese Verstöße, und auf der Grundlage der Ergebnisse werden Strafen verhängt. 

Hunderte von Verstößen müssen bei jedem Rennen bearbeitet werden. Während des Großen Preises von Österreich 2023 bearbeiteten nur vier Personen rund 1.200 potenzielle Verstöße gegen die Streckenbegrenzung. In den folgenden Rennen reichte es trotz der Erhöhung der Anzahl der Personen, die die Einhaltung der Streckenbegrenzung überprüften, nicht aus.

Abb. 1. Die weiße Linie im obigen Bild gilt als Streckenrand.

Beim Großen Preis von Abu Dhabi 2023 wandte sich die FIA daher der Computer Vision zu. Sie verwendet die Formanalyse, um den Streckenrand zu identifizieren und die Anzahl der Pixel zu berechnen, die über diese Linie hinausragen. Diese Ebene des Systems dient dazu, Fälle zu eliminieren, in denen eine menschliche Interaktion 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:

  • Battle Forecast: Die Battle Forecast prognostiziert, wie viele Runden es dauert, bis das jagende Auto in „Schlagdistanz“ zum vorausfahrenden Auto ist. Die Vorhersagen werden anhand von Daten aus der Streckenhistorie und der prognostizierten Fahrergeschwindigkeit erstellt.
  • Pit Strategy Battle: Es bietet den Fans zusätzliche Einblicke, um zu beurteilen, wie erfolgreich die Strategie jedes Fahrers ist und wie seine Ergebnisse in Echtzeit aussehen. Die Fans können auch die subtilen Strategieänderungen der Fahrer verfolgen und deren Auswirkungen auf das Ergebnis sehen.
  • Track Dominance: Sie bietet den Fans und Kommentatoren einen Einblick, wo und wie ein Fahrer seine Rivalen auf der Strecke dominiert.
  • 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).
Abb. 2. Ein Beispiel für eine Visualisierung der Streckendominanz, die Fans sehen können.

KI-gestütztes Sim-Racing

Simulationsrennen, oder Sim-Racing, ist ein virtuelles F1-Rennerlebnis. Es wird oft verwendet, um Fahrern zu helfen, sich besser mit der Rennstrecke vertraut zu machen und ihre Rennfähigkeiten zu verbessern, ohne Verletzungen oder Schäden an den Autos zu riskieren. Durch die Integration von KI in das Sim-Racing können Teams dynamische Rennbedingungen, die Leistung des Autos unter verschiedenen Konfigurationen und sogar das Verhalten der Konkurrenten auf der Strecke 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.

Abb. 3. Max Verstappen, ein Formel-1-Fahrer, beim Sim-Racing. (Quelle: shop.gperformance.eu)

F1-Teams und KI-Innovatoren: Eine perfekte Kombination auf der Strecke

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.

Abb. 4. G42 ist ein offizieller Partner von Mercedes-AMG F1.

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.

Abb. 5. Das Red Bull Racing Team wird von Oracle gesponsert.

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.

Abb. 6. Das Scuderia Ferrari F1 Team wird von AWS unterstützt.

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.

Abb. 7. Die schnellste F1-Aufnahme.

Apropos Nervenkitzel: Der Audiobereich der Übertragung soll ebenfalls verbessert werden. Ziel dieses Upgrades ist es, den Zuschauern das Gefühl zu geben, direkt an der Strecke zu sein, umgeben vom Dröhnen der Motoren. KI-Algorithmen werden eingesetzt, um die Audioaufnahme und -verarbeitung so zu optimieren, dass der Übertragungston immersiv, aber nicht zu laut ist. Wir wollen hören, wie die Motoren beschleunigen, aber das Rennen trotzdem ohne zu große 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. Dennoch wird es interessant sein zu sehen, wie sich KI in Zukunft auf die Formel 1 auswirken wird. Fortschrittlichere Technologie bedeutet fundiertere Entscheidungen auf der Strecke, was zu fantastischen Kämpfen um die Zielflagge führt!

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Lasst uns gemeinsam die Zukunft
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