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Ve más allá de la track Fórmula 1 y descubre cómo la IA puede optimizar las paradas en boxes, redefinir los diseños de los coches y hacer felices a los aficionados como el último miembro invisible del equipo de boxes de este deporte.
La Fórmula Uno (F1) es uno de los deportes de más alta tecnología del mundo. Con coches que alcanzan velocidades ensordecedoras de 370 km/h y realizan paradas en boxes de dos segundos, exige la ingeniería más innovadora. La F1 se trata tanto de los pilotos y los coches como de las estrategias creadas por los miembros del equipo de boxes que analizan la carrera.
Hay varias tecnologías en juego durante una carrera, y la IA se está convirtiendo en una de las herramientas más vitales a disposición del equipo de boxes. Echemos un vistazo más de cerca a dónde se está utilizando exactamente la IA en la F1.
Visión artificial en el Gran Premio de Abu Dhabi 2023
Cuando los pilotos de F1 sobrepasan el límite de track con las cuatro ruedas, se considera una violación del límite de track . La Fédération Internationale de l'Automobile (FIA) verifica estas infracciones y, en función de los resultados, se imponen sanciones.
En cada carrera hay que procesar cientos de infracciones. Durante el Gran Premio de Austria de 2023, sólo cuatro personas procesaron alrededor de 1.200 posibles infracciones de los límites de la track . En las siguientes carreras, a pesar de aumentar el número de personas trabajando para comprobar las infracciones de los límites de track , no fue suficiente.
Fig. 1. La línea blanca de la imagen superior se considera el borde de track.
Por eso, en el Gran Premio de Abu Dhabi de 2023, la FIA recurrió a la visión por ordenador. Están utilizando el análisis de formas para identificar el borde de track y calcular el número de píxeles que se extienden más allá de esa línea. Esta capa del sistema servirá para eliminar los casos en los que claramente no es necesaria la interacción humana. Permite a la FIA centrarse en los casos que realmente requieren su atención.
Aumento de la participación de los fans con información impulsada por IA
El setenta y uno por ciento de los profesionales del deporte creen que la participación de los aficionados es vital para alcanzar sus objetivos. Cuando la gente siente una conexión emocional con los deportes, sigue volviendo, y esto ayuda a la industria a generar ingresos.
Un fin de semana de carreras implica más que solo animar a tu equipo favorito. Amazon Web Services (AWS) se ha asociado con la F1 para proporcionar información detallada sobre las decisiones en fracciones de segundo y mostrar el rendimiento con estadísticas detalladas. Pueden hacer esto analizando unos 70 años de datos de carreras almacenados en Amazon S3. Además de los datos históricos, los modelos de aprendizaje automático pueden analizar los puntos de datos recopilados de más de 300 sensores de cada coche de F1. ¡Estamos hablando de más de 1,1 millones de puntos de datos por segundo!
Es natural que el CEO de Oracle Red Bull Racing, Christian Horner, crea que “Los datos son el alma del equipo. Cada elemento del rendimiento - cómo corremos una carrera, cómo desarrollamos un coche, cómo seleccionamos y analizamos a los pilotos - todo está impulsado por los datos.” Echemos un vistazo a algunas de las estadísticas que estos sistemas son capaces de generar:
Previsión de batalla: La previsión de batalla predecirá cuántas vueltas faltan para que el coche perseguidor esté a "distancia de ataque" del coche que le precede. Las predicciones se realizan utilizando datos del historial de track y el ritmo previsto del piloto.
Batalla de estrategias en boxes: Proporciona a los aficionados información adicional sobre cómo evaluar el éxito de la estrategia de cada piloto y sus resultados en tiempo real. Los aficionados también pueden track los sutiles cambios de estrategia realizados por los pilotos y ver su impacto en el resultado.
Seguimiento del dominio: Proporciona a los aficionados y comentaristas una visión de dónde y cómo un piloto está dominando a sus rivales en el circuito.
Puntuaciones de rendimiento del coche: Esta información permite a los aficionados aislar un coche específico y comparar su rendimiento con el de otros coches. Las comparaciones se basan en el rendimiento en las curvas (lo bien que un coche mantiene la velocidad, la estabilidad y el control al girar o al sortear curvas), el rendimiento en línea recta (la capacidad de aceleración y la velocidad máxima del coche en tramos rectos) y el manejo del coche (la facilidad y la capacidad de respuesta generales del control del vehículo, incluyendo la dirección, la frenada y la maniobrabilidad).
Fig. 2. Ejemplo de visualización del dominio de track pista que pueden ver los aficionados.
Simulación de carreras con IA
La simulación de carreras, o sim racing, es una experiencia virtual de carreras de F1. Suele utilizarse para ayudar a los pilotos a familiarizarse con el track y mejorar sus habilidades sin arriesgarse a sufrir lesiones o dañar los coches. Al incorporar la IA a las carreras de simulación, los equipos pueden simular las condiciones dinámicas de las carreras, el rendimiento de los coches con distintas configuraciones e incluso el comportamiento de los competidores en la track.
Los motores de física pueden modelar con precisión el comportamiento de los vehículos. Tienen en cuenta factores como la aerodinámica, el agarre de los neumáticos y la configuración de la suspensión. Mientras tanto, los datos de las carreras del mundo real y de las simulaciones se analizan constantemente para refinar las estrategias y mejorar el rendimiento. Las configuraciones de simulación de carreras pueden variar desde configuraciones básicas con un volante y pedales hasta simuladores a gran escala que incluyen plataformas de movimiento, auriculares de realidad virtual y réplicas detalladas de cabinas de coches de F1.
Fig. 3. Max Verstappen, piloto de Fórmula Uno, en carreras de simulación. (fuente: shop.gperformance.eu)
Equipos de F1 e innovadores en IA: Una pareja hecha en la track
Algunos de los principales equipos de F1 están utilizando activamente la IA e incluso tienen empresas de IA contratadas como sus patrocinadores oficiales. Exploremos rápidamente algunas de estas asociaciones y el valor que aportan.
Mercedes & G42
G42 es una empresa líder en IA y computación en la nube con sede en los EAU. Es el patrocinador oficial del equipo Mercedes-AMG PETRONAS F1. G42 equipa al equipo con capacidades avanzadas de análisis de datos y aprendizaje automático. Con el apoyo de G42, el equipo puede procesar grandes cantidades de datos en tiempo real y extraer información valiosa para tomar decisiones basadas en datos. Por ejemplo, los algoritmos de IA de G42 pueden analizar los datos de telemetría para optimizar la configuración del coche para circuitos específicos, mejorando el rendimiento mediante el ajuste fino de la aerodinámica, la presión de los neumáticos y la carga de combustible.
Fig. 4. G42 es un socio oficial de Mercedes-AMG F1.
Red Bull y Oracle
El equipo Red Bull Racing utiliza la IA para optimizar el consumo de combustible, lo que les ayuda a optimizar el uso del combustible y, por lo tanto, a ir más rápido durante más tiempo, lo que puede ser un factor crítico para ganar carreras. Este equipo de Fórmula Uno ganó el Campeonato de Pilotos de 2023 y el Campeonato de Constructores en una temporada de récord. El equipo confía en Oracle Cloud para potenciar la estrategia de carrera, el desarrollo del motor, las carreras de simulación, la participación de los aficionados y mucho más.
Fig 5. El equipo Red Bull Racing está patrocinado por Oracle.
Ferrari y AWS
Amazon Web Services (AWS) es uno de los patrocinadores oficiales del equipo Scuderia Ferrari F1. El equipo Scuderia Ferrari creó un sensor virtual de velocidad sobre el terreno utilizando (IA) y aprendizaje automático a través de Amazon SageMaker. Pudieron entregar datos más rápidos y fiables a sus ingenieros. El equipo pudo reducir el peso del vehículo, lo cual es un factor crítico en un deporte donde incluso un gramo importa. También utilizaron AWS para desarrollar modelos de ML basados en la teoría de juegos para analizar las variables en la estrategia de carrera.
Fig. 6. El equipo Scuderia Ferrari F1 cuenta con el apoyo de AWS.
¿Qué estamos viendo esta temporada?
La temporada 2024 comenzó en marzo con el Gran Premio de Baréin. Sólo hemos pasado por cuatro carreras hasta ahora, pero ha sido un comienzo de temporada emocionante. Desde el principio, estamos viendo nuevas innovaciones de IA que hacen su debut en esta temporada.
Comencemos con el impulso de acercar a los fanáticos a la acción. Ha llevado a la introducción de nuevos ángulos de cámara. El equipo de transmisión de F1 está trabajando en estrecha colaboración con Aston Martin para desarrollar una cámara de luz trasera. La idea detrás de esto es darnos una vista desde la parte trasera del automóvil, capturando la intensidad de la carrera de una manera que no hemos visto antes. La IA ayuda a garantizar que estas imágenes sean nítidas y claras, ajustando el enfoque y la exposición en tiempo real para hacer frente a los desafíos de la velocidad y las condiciones de iluminación cambiantes.
Con respecto a la radiodifusión, también hay un nuevo sistema de repetición renovado que funciona con IA. Este sistema de IA puede clasificar instantáneamente las imágenes para resaltar los momentos clave, asegurándose de que los fanáticos no se pierdan nada de la acción. Incluso tiene la capacidad de crear repeticiones en cámara lenta a partir de imágenes normales, agregando una nueva capa de profundidad a la experiencia visual.
También hay mucho revuelo sobre el uso potencial de drones para capturar imágenes en vivo, inspirado en una toma viral en primera persona (FPV) de Max Verstappen en una vuelta de prueba. Todavía hay obstáculos con respecto a la seguridad que superar. Pero, la posibilidad de incluir tomas de drones en el futuro es emocionante. Se trata de encontrar nuevas formas de llevar la emoción de la carrera a los espectadores en casa.
Hablando de emoción, la parte sonora de la retransmisión también va a ser mejorada. El objetivo de esta mejora es hacer que los espectadores se sientan como si estuvieran allí mismo, en la track, con el rugido de los motores rodeándoles. Se están utilizando algoritmos de IA para ajustar la captura y el procesamiento del audio, de modo que el sonido de la retransmisión sea envolvente sin ser ruidoso. Queremos oír la aceleración de los motores pero poder disfrutar de la carrera sin demasiado volumen.
Cruzando la línea de meta
Aunque la IA puede ser una herramienta útil, no puede sustituir a los pilotos humanos ni al equipo de boxes con años de experiencia y talento. Dicho esto, será interesante ver cómo influirá la IA en la Fórmula 1 en el futuro. Una tecnología más avanzada significa decisiones más informadas en la track, lo que dará lugar a increíbles batallas por la bandera a cuadros.
Consulte nuestro repositorio de GitHub para obtener más información sobre la IA. Visite nuestras páginas de soluciones para ver cómo se está aplicando la IA en campos como la fabricación y la agricultura.
