L’arrêt aux stands IA en Formule 1
Va au-delà du circuit de Formule 1 et découvre comment l’IA peut optimiser les arrêts aux stands, redéfinir la conception des voitures et ravir les fans en tant que membre invisible ultime de l’équipe des stands du sport.
La Formule 1 (F1) est l’un des sports les plus high-tech au monde. Avec des voitures atteignant des vitesses assourdissantes de 230 mph et réalisant des arrêts aux stands en deux secondes, elle exige l’ingénierie la plus innovante. La F1 repose autant sur les pilotes et les voitures que sur les stratégies élaborées par les membres de l’équipe des stands qui analysent la course.
Diverses technologies sont mises à contribution pendant une course, et l’IA devient l’un des outils les plus essentiels à la disposition de l’équipe des stands. Examinons de plus près où l’IA est précisément utilisée en F1.
La vision par ordinateur au Grand Prix d’Abou Dhabi 2023#
Lorsque les pilotes de F1 dépassent la limite de la piste avec leurs quatre roues, cela est considéré comme une infraction aux limites de la piste. La Fédération Internationale de l’Automobile (FIA) vérifie ces infractions, et des pénalités sont infligées en fonction des résultats.
Des centaines d’infractions doivent être traitées à chaque course. Lors du Grand Prix d’Autriche 2023, seulement quatre personnes ont traité environ 1 200 infractions potentielles aux limites de la piste. Lors des courses suivantes, malgré l’augmentation du nombre de personnes chargées de vérifier ces infractions, cela n’a pas suffi.
Fig. 1 La ligne blanche de l’image ci-dessus est considérée comme le bord de la piste.
Ainsi, lors du Grand Prix d’Abou Dhabi 2023, la FIA s’est tournée vers la vision par ordinateur. Elle utilise l’analyse de forme pour identifier le bord de la piste et calculer le nombre de pixels qui dépassent cette ligne. Cette couche du système servira à éliminer les cas où une intervention humaine n’est manifestement pas nécessaire. Elle permet à la FIA de se concentrer sur les cas qui nécessitent réellement son attention.
Renforcer l’engagement des fans grâce aux informations fournies par l’IA#
Soixante et onze pour cent des professionnels du sport estiment que l’engagement des fans est essentiel à la réalisation de leurs objectifs. Lorsque les gens ressentent un lien émotionnel avec le sport, ils reviennent, ce qui aide le secteur à générer des revenus.
Un week-end de course ne se résume pas à encourager ton équipe préférée. Amazon Web Services (AWS) s’est associé à la F1 pour fournir des analyses approfondies des décisions prises en une fraction de seconde et mettre en valeur les performances grâce à des statistiques détaillées. Pour y parvenir, l’entreprise analyse environ 70 ans de données de course stockées sur Amazon S3. Au-delà des données historiques, des modèles de machine learning peuvent analyser les points de données collectés par plus de 300 capteurs installés sur chaque voiture de F1. Cela représente plus de 1,1 million de points de données par seconde !
Il est donc naturel que le PDG d’Oracle Red Bull Racing, Christian Horner, affirme : « Les données sont le sang qui coule dans les veines de l’équipe. Chaque aspect de la performance — la manière dont nous menons une course, développons une voiture, sélectionnons et analysons les pilotes — repose entièrement sur les données. » Examinons quelques-unes des statistiques que ces systèmes peuvent produire :
- Prévision des duels : la prévision des duels indique dans combien de tours la voiture qui poursuit se trouvera à portée d’attaque de la voiture qui la précède. Les prévisions sont réalisées à partir de l’historique du circuit et de l’allure projetée du pilote.
- Duel des stratégies d’arrêt aux stands : cette fonctionnalité fournit aux fans des informations supplémentaires pour évaluer la réussite de la stratégie de chaque pilote et ses résultats en temps réel. Les fans peuvent également suivre les changements subtils de stratégie effectués par les pilotes et observer leur impact sur le résultat.
- Domination du circuit : cette fonctionnalité fournit aux fans et aux commentateurs des informations sur les endroits et la manière dont un pilote domine ses rivaux sur le circuit.
- Scores de performance des voitures : cette fonctionnalité permet aux fans d’isoler une voiture donnée et de comparer ses performances à celles d’autres voitures. Les comparaisons reposent sur les performances en virage (la capacité d’une voiture à conserver sa vitesse, sa stabilité et son contrôle dans les virages), les performances en ligne droite (les capacités d’accélération et de vitesse de pointe de la voiture sur les portions rectilignes) et le comportement de la voiture (la facilité générale et la réactivité avec lesquelles le véhicule peut être contrôlé, notamment en matière de direction, de freinage et de manœuvre).
Fig. 2 Exemple de visualisation de la domination du circuit que les fans peuvent consulter.
La course automobile simulée propulsée par l’IA#
La course automobile simulée, ou sim racing, est une expérience virtuelle de course de F1. Elle sert souvent à aider les pilotes à mieux connaître le circuit et à améliorer leurs compétences de pilotage sans risquer de se blesser ou d’endommager les voitures. En intégrant l’IA au sim racing, les équipes peuvent simuler des conditions de course dynamiques, les performances des voitures selon différents réglages et même le comportement des concurrents sur la piste.
Les moteurs physiques peuvent modéliser avec précision le comportement des véhicules. Ils prennent en compte des facteurs tels que l’aérodynamique, l’adhérence des pneus et les réglages de la suspension. Parallèlement, les données issues des courses réelles et des simulations sont analysées en permanence afin d’affiner les stratégies et d’améliorer les performances. Les configurations de sim racing peuvent aller d’installations de base avec un volant et des pédales à des simulateurs grandeur nature équipés de plateformes mobiles, de casques de réalité virtuelle et de répliques détaillées de cockpits de voitures de F1.
Fig. 3. Max Verstappen, pilote de Formule 1, en sim racing. (source : shop.gperformance.eu)
Écuries de F1 et innovateurs de l’IA : un partenariat forgé sur la piste#
Certaines des meilleures écuries de F1 utilisent activement l’IA et ont même des entreprises spécialisées en IA parmi leurs sponsors officiels. Explorons rapidement quelques-uns de ces partenariats et la valeur qu’ils apportent.
Mercedes et G42#
G42 est une entreprise leader dans le domaine de l’IA et du cloud computing, basée aux Émirats arabes unis. Elle est le sponsor officiel de l’équipe Mercedes-AMG PETRONAS F1. G42 équipe l’équipe de capacités avancées d’analyse des données et de machine learning. Grâce au soutien de G42, l’équipe peut traiter d’immenses volumes de données en temps réel et en extraire des informations précieuses pour prendre des décisions fondées sur les données. Par exemple, les algorithmes d’IA de G42 peuvent analyser les données de télémétrie afin d’optimiser les réglages de la voiture pour certains circuits, en améliorant ses performances grâce à un réglage précis de l’aérodynamique, de la pression des pneus et de la charge de carburant.
Fig. 4 G42 est un partenaire officiel de Mercedes-AMG F1.
Red Bull et Oracle#
L’équipe Red Bull Racing utilise l’IA pour optimiser la consommation de carburant, ce qui l’aide à réduire sa consommation et donc à aller plus vite plus longtemps, un facteur qui peut être déterminant pour gagner des courses. Cette équipe de Formule 1 a remporté le Championnat du monde des pilotes et le Championnat du monde des constructeurs 2023 au terme d’une saison record. L’équipe s’appuie sur Oracle Cloud pour gérer la stratégie de course, le développement des moteurs, la course simulée, l’engagement des fans et bien plus encore.
Fig. 5 L’équipe Red Bull Racing est sponsorisée par Oracle.
Ferrari et AWS#
Amazon Web Services (AWS) est l’un des sponsors officiels de l’équipe Scuderia Ferrari F1. L’écurie Scuderia Ferrari a créé un capteur virtuel de vitesse au sol à l’aide de l’IA et du machine learning via Amazon SageMaker. Elle a ainsi pu fournir à ses ingénieurs des données plus rapides et plus fiables. L’équipe a réussi à réduire le poids du véhicule, un facteur essentiel dans un sport où chaque gramme compte. Elle a également utilisé AWS pour développer des modèles ML fondés sur la théorie des jeux afin d’analyser les variables de la stratégie de course.
Fig. 6. L’équipe Scuderia Ferrari F1 est soutenue par AWS (thelastcorner.it).
Que voyons-nous cette saison ?#
La saison 2024 a commencé en mars avec le Grand Prix de Bahreïn. Nous n’avons parcouru que quatre courses pour l’instant, mais la saison a démarré de manière spectaculaire. Dès le début, nous voyons de nouvelles innovations en matière d’IA faire leurs débuts cette saison.
Commençons par les efforts visant à rapprocher les fans de l’action. Ils ont conduit à l’introduction de nouveaux angles de caméra. L’équipe de diffusion de la F1 travaille en étroite collaboration avec Aston Martin pour développer une caméra arrière. L’objectif est de nous offrir une vue depuis l’arrière de la voiture, en capturant l’intensité de la course d’une manière encore inédite. L’IA contribue à garantir des images nettes et claires en ajustant la mise au point et l’exposition en temps réel pour faire face aux défis liés à la vitesse et aux variations de luminosité.
En matière de diffusion, un nouveau système de replay remanié, propulsé par l’IA, fait également son apparition. Ce système d’IA peut trier instantanément les séquences pour mettre en évidence les moments clés, afin que les fans ne manquent rien de l’action. Il peut même créer des ralentis à partir de séquences ordinaires, ajoutant une nouvelle dimension à l’expérience de visionnage.
L’utilisation potentielle de drones pour capturer des images en direct fait également beaucoup parler d’elle, inspirée par une séquence virale en vue à la première personne (FPV) de Max Verstappen lors d’un tour d’essai. Des obstacles liés à la sécurité doivent encore être surmontés. Mais la possibilité d’intégrer des prises de vue par drone à l’avenir est enthousiasmante. Il s’agit de trouver de nouvelles façons de faire vivre aux téléspectateurs la passion de la course depuis chez eux.
Fig. 7 La séquence F1 la plus rapide.
À propos de sensations fortes, la partie audio de la diffusion va également être améliorée. L’objectif est de donner aux téléspectateurs l’impression d’être directement sur la piste, entourés par le rugissement des moteurs. Des algorithmes d’IA sont utilisés pour affiner la capture et le traitement audio afin que le son de la diffusion soit immersif sans être bruyant. Nous voulons entendre les moteurs accélérer tout en pouvant profiter de la course sans un volume excessif.
Franchir la ligne d’arrivée#
Même si l’IA peut être un outil utile, elle ne peut pas remplacer les pilotes humains et les membres des équipes de stands forts de plusieurs années d’expérience et de talent. Cela dit, il sera intéressant de voir comment l’IA influencera la Formule 1 à l’avenir. Une technologie plus avancée signifie des décisions plus éclairées sur la piste, ce qui donnera lieu à de formidables duels pour ce drapeau à damier !
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