Il pit stop dell'IA in Formula Uno

La Formula Uno (F1) è uno degli sport più high-tech al mondo. Con auto che raggiungono velocità assordanti di 370 km/h ed effettuano pit stop di due secondi, richiede l'ingegneria più innovativa. La F1 riguarda tanto i piloti e le auto quanto le strategie create dai membri del team ai box che analizzano la gara.

Ci sono varie tecnologie in gioco durante una gara e l'IA sta diventando uno degli strumenti più importanti a disposizione del team ai box. Diamo un'occhiata più da vicino a dove viene utilizzata esattamente l'IA in F1.

Computer vision al Gran Premio di Abu Dhabi 2023 

Quando i piloti di F1 superano il limite della pista con tutte e quattro le ruote, si considera una violazione dei limiti della pista. La Fédération Internationale de l’Automobile (FIA) verifica queste violazioni e le penalità vengono inflitte in base ai risultati. 

Ogni gara comporta l'elaborazione di centinaia di violazioni. Durante il Gran Premio d'Austria 2023, solo quattro persone hanno elaborato circa 1.200 potenziali violazioni dei limiti della pista. Nelle gare successive, nonostante l'aumento del numero di persone che lavoravano al controllo delle violazioni dei limiti della pista, non è stato sufficiente.

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Quindi, al Gran Premio di Abu Dhabi 2023, la FIA si è rivolta alla computer vision. Utilizzano l'analisi della forma per identificare il bordo della pista e calcolare il numero di pixel che si estendono oltre tale linea. Questo livello del sistema servirà a eliminare i casi in cui l'interazione umana non è chiaramente necessaria, consentendo alla FIA di concentrarsi sui casi che richiedono effettivamente la loro attenzione.

Aumentare il coinvolgimento dei fan con insight basati sull'IA

Il settantuno percento dei professionisti dello sport ritiene che il coinvolgimento dei fan sia fondamentale per raggiungere i propri obiettivi. Quando le persone sentono una connessione emotiva con lo sport, continuano a tornare, e questo aiuta il settore a generare entrate.

Un fine settimana di gara implica più che tifare per la propria squadra preferita. Amazon Web Services (AWS) ha collaborato con la F1 per fornire approfondimenti sulle decisioni prese in una frazione di secondo e mostrare le prestazioni con statistiche dettagliate. Sono in grado di farlo analizzando circa 70 anni di dati sulle gare archiviati su Amazon S3. Oltre ai dati storici, i modelli di machine learning possono analizzare i punti dati raccolti da oltre 300 sensori di ogni auto di F1. Stiamo parlando di oltre 1,1 milioni di punti dati al secondo! 

È naturale che l'amministratore delegato di Oracle Red Bull Racing, Christian Horner, creda che "i dati siano la linfa vitale del team. Ogni elemento della performance - come gestiamo una gara, come sviluppiamo un'auto, come selezioniamo e analizziamo i piloti - è tutto guidato dai dati". Diamo un'occhiata ad alcune delle statistiche che questi sistemi sono in grado di fornire:

• Previsione della battaglia: la previsione della battaglia predice quanti giri mancano prima che l'auto inseguitrice si trovi a 'distanza di attacco' dall'auto che la precede. Le previsioni vengono effettuate utilizzando i dati della cronologia del tracciato e il ritmo previsto del pilota.
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• Battaglia per la strategia ai box: fornisce ai fan ulteriori informazioni su come valutare il successo della strategia di ogni pilota e i suoi risultati in tempo reale. I fan possono anche monitorare i sottili cambiamenti di strategia apportati dai piloti e vedere il loro impatto sul risultato.
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• Dominio in Pista: Fornisce ai fan e ai commentatori una visione di dove e come un pilota sta dominando i suoi rivali sul circuito.
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• Punteggi di performance dell'auto: questa analisi consente ai fan di isolare un'auto specifica e confrontare le sue prestazioni con altre auto. I confronti si basano sulle prestazioni in curva (quanto bene un'auto mantiene velocità, stabilità e controllo durante la svolta o la navigazione in curva), sulle prestazioni in rettilineo (le capacità di accelerazione e velocità massima dell'auto su percorsi rettilinei) e sulla manovrabilità dell'auto (la facilità e la reattività complessive del controllo del veicolo, inclusi sterzo, frenata e manovra).

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Sim racing abilitato all'IA

Le corse di simulazione, o sim racing, sono un'esperienza virtuale di corse di F1. Vengono spesso utilizzate per aiutare i piloti ad acquisire familiarità con il tracciato e a migliorare le proprie capacità di guida senza rischiare infortuni o danneggiare le auto. Incorporando l'IA nel sim racing, i team possono simulare condizioni di gara dinamiche, le prestazioni dell'auto in varie configurazioni e persino il comportamento dei concorrenti in pista. 

I motori fisici possono modellare accuratamente il comportamento dei veicoli. Tengono conto di fattori come l'aerodinamica, l'aderenza degli pneumatici e le impostazioni delle sospensioni. Nel frattempo, i dati provenienti sia dalle gare reali che dalle simulazioni vengono costantemente analizzati per affinare le strategie e migliorare le prestazioni. Le configurazioni di sim racing possono variare da configurazioni di base con volante e pedali a simulatori su vasta scala che includono piattaforme di movimento, visori VR e repliche dettagliate degli abitacoli delle auto di F1.

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Team di F1 e innovatori dell'IA: un abbinamento perfetto in pista

Alcune delle migliori scuderie di F1 utilizzano attivamente l'IA e hanno persino società di IA come sponsor ufficiali. Esploriamo rapidamente alcune di queste partnership e il valore che apportano. 

Mercedes & G42

G42 è una società leader nel settore dell'IA e del cloud computing con sede negli Emirati Arabi Uniti. È lo sponsor ufficiale del team Mercedes-AMG PETRONAS F1. G42 fornisce al team funzionalità avanzate di analisi dei dati e machine learning. Grazie al supporto di G42, il team può elaborare grandi quantità di dati in tempo reale ed estrarre informazioni preziose per prendere decisioni basate sui dati. Ad esempio, gli algoritmi di IA di G42 possono analizzare i dati di telemetria per ottimizzare le configurazioni delle auto per specifici tracciati, migliorando le prestazioni attraverso la messa a punto di aerodinamica, pressione dei pneumatici e carico di carburante.

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Red Bull & Oracle

Il team Red Bull Racing utilizza l'AI per ottimizzare il consumo di carburante, aiutandoli a ottimizzare l'utilizzo del carburante, quindi ad andare più veloci più a lungo, il che può essere un fattore critico per vincere le gare. Questo team di Formula Uno ha vinto il Campionato Piloti 2023 e il Campionato Costruttori in una stagione da record. Il team si affida a Oracle Cloud per alimentare la strategia di gara, lo sviluppo del motore, le gare di simulazione, il coinvolgimento dei fan e altro ancora.

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Ferrari & AWS

Amazon Web Services (AWS) è uno degli sponsor ufficiali del team Scuderia Ferrari F1. Il team Scuderia Ferrari ha realizzato un sensore di velocità virtuale a terra utilizzando l'intelligenza artificiale (IA) e l'apprendimento automatico tramite Amazon SageMaker. Sono stati in grado di fornire dati più rapidi e affidabili ai suoi ingegneri. Il team è stato in grado di ridurre il peso del veicolo, che è un fattore critico in uno sport in cui anche un grammo conta. Hanno anche utilizzato AWS per sviluppare modelli di ML basati sulla teoria dei giochi per analizzare le variabili nella strategia di gara.

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Cosa stiamo vedendo in questa stagione?

La stagione 2024 è iniziata a marzo con il Gran Premio del Bahrain. Finora abbiamo assistito solo a quattro gare, ma è stato un inizio di stagione entusiasmante. Fin dall'inizio, stiamo assistendo al debutto di nuove innovazioni dell'IA per questa stagione.

Iniziamo con la spinta per avvicinare i fan all'azione. Ciò ha portato all'introduzione di nuove angolazioni della telecamera. Il team di trasmissione della F1 sta lavorando a stretto contatto con Aston Martin per sviluppare una telecamera per la luce posteriore. L'idea alla base è quella di darci una visuale direttamente dal retro dell'auto, catturando l'intensità della gara in un modo che non abbiamo mai visto prima. L'IA aiuta a garantire che queste immagini siano nitide e chiare, regolando la messa a fuoco e l'esposizione in tempo reale per affrontare le sfide della velocità e delle mutevoli condizioni di illuminazione.

Per quanto riguarda le trasmissioni, c'è anche un nuovo sistema di replay rinnovato che è alimentato dall'IA. Questo sistema di IA può ordinare istantaneamente il filmato per evidenziare i momenti chiave, assicurandosi che i fan non perdano nessuna parte dell'azione. Ha anche la capacità di creare replay al rallentatore da filmati normali, aggiungendo un nuovo livello di profondità all'esperienza visiva.

C'è anche molto fermento riguardo al potenziale utilizzo di droni per catturare riprese dal vivo, ispirato da una ripresa virale in prima persona (FPV) di Max Verstappen in un giro di prova. Ci sono ancora ostacoli da superare in materia di sicurezza. Ma, la possibilità di includere riprese di droni in futuro è entusiasmante. Si tratta di trovare nuovi modi per portare l'emozione della gara agli spettatori a casa.

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Parlando di emozioni forti, anche la parte audio della trasmissione è stata impostata per ricevere un aggiornamento. L'obiettivo di questo aggiornamento è far sentire gli spettatori come se fossero proprio lì in pista, con il rombo dei motori che li circonda. Gli algoritmi di AI vengono utilizzati per mettere a punto l'acquisizione e l'elaborazione dell'audio in modo che il suono della trasmissione sia coinvolgente senza essere rumoroso. Vogliamo sentire i motori accelerare, ma essere comunque in grado di goderci la gara senza troppo volume.

Tagliare il traguardo

Sebbene l'IA possa essere uno strumento utile, non può sostituire i piloti e il team ai box con anni di esperienza e talento. Detto questo, sarà interessante vedere come l'IA influenzerà la Formula Uno in futuro. Una tecnologia più avanzata significa decisioni più informate in pista, portando a incredibili battaglie per quella bandiera a scacchi!

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