O pit stop de IA na Fórmula 1

A Fórmula 1 (F1) é um dos esportes mais tecnológicos do mundo. Com carros atingindo velocidades ensurdecedoras de 370 km/h e fazendo pit stops de dois segundos, exige a engenharia mais inovadora. A F1 é tanto sobre os pilotos e carros quanto sobre as estratégias criadas pelos membros da equipe de pit stop que analisam a corrida.

Existem várias tecnologias em jogo durante uma corrida, e a IA está se tornando uma das ferramentas mais vitais à disposição da equipe de pit stop. Vamos dar uma olhada mais de perto em onde exatamente a IA está sendo usada na F1.

Visão computacional no Grande Prêmio de Abu Dhabi de 2023 

Quando os pilotos de F1 ultrapassam o limite da pista com todas as quatro rodas, isso é considerado uma violação do limite de pista. A Federação Internacional do Automóvel (FIA) verifica essas violações e as penalidades são aplicadas com base nos resultados. 

Centenas de violações precisam ser processadas a cada corrida. Durante o Grande Prêmio da Áustria de 2023, apenas quatro pessoas processaram cerca de 1.200 potenciais violações de limite de pista. Nas corridas seguintes, apesar do aumento do número de pessoas trabalhando para verificar as violações de limite de pista, não foi suficiente.

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Assim, no Grande Prêmio de Abu Dhabi de 2023, a FIA recorreu à visão computacional. Eles estão usando análise de forma para identificar a borda da pista e calcular o número de pixels que se estendem além dessa linha. Esta camada do sistema servirá para eliminar os casos em que a interação humana claramente não é necessária. Isso permite que a FIA se concentre nos casos que realmente precisam de sua atenção.

Aumentando o envolvimento dos fãs com insights de IA

Setenta e um por cento dos profissionais de esportes acreditam que o envolvimento dos fãs é vital para atingir seus objetivos. Quando as pessoas sentem uma conexão emocional com os esportes, elas continuam voltando, e isso ajuda o setor a gerar receita.

Um fim de semana de corrida envolve mais do que apenas torcer pelo seu time favorito. A Amazon Web Services (AWS) fez parceria com a F1 para fornecer insights profundos sobre decisões em frações de segundo e mostrar desempenhos com estatísticas detalhadas. Eles conseguem fazer isso analisando cerca de 70 anos de dados de corrida armazenados no Amazon S3. Além dos dados históricos, os modelos de machine learning podem analisar os pontos de dados coletados de mais de 300 sensores de cada carro de F1. Estamos falando de mais de 1,1 milhão de pontos de dados por segundo! 

É natural que o CEO da Oracle Red Bull Racing, Christian Horner, acredite que “Os dados estão na essência da equipe. Cada elemento de desempenho - como conduzimos uma corrida, como desenvolvemos um carro, como selecionamos e analisamos os pilotos - tudo é impulsionado por dados.” Vamos dar uma olhada em algumas das estatísticas que esses sistemas são capazes de gerar:

• Previsão de Batalha: A previsão de batalha preverá quantas voltas antes que o carro perseguidor esteja dentro da “distância de ataque” do carro à frente. As previsões são feitas usando dados do histórico da pista e do ritmo projetado do piloto.
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• Batalha de Estratégia de Pit Stop: Fornece aos fãs insights adicionais sobre como avaliar o sucesso da estratégia de cada piloto e seus resultados em tempo real. Os fãs também podem acompanhar as mudanças sutis de estratégia feitas pelos pilotos e ver seu impacto no resultado.
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• Domínio da Pista: Fornece aos fãs e comentaristas uma visão de onde e como um piloto está dominando seus rivais ao redor do circuito.
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• Pontuações de Desempenho do Carro: Este insight permite que os fãs isolem um carro específico e comparem seu desempenho com outros carros. As comparações são baseadas no desempenho em curvas (o quão bem um carro mantém a velocidade, a estabilidade e o controle ao virar ou navegar em curvas), no desempenho em linha reta (as capacidades de aceleração e velocidade máxima do carro em caminhos retos) e no manuseio do carro (a facilidade e a capacidade de resposta gerais de controlar o veículo, incluindo direção, frenagem e manobras).

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Simulação de corrida habilitada por IA

A simulação de corrida, ou sim racing, é uma experiência virtual de corrida de F1. É frequentemente usada para ajudar a treinar os pilotos para que se familiarizem com a pista de corrida e melhorem suas habilidades de corrida sem correr o risco de lesões ou danificar os carros. Ao incorporar a IA na simulação de corrida, as equipes podem simular condições dinâmicas de corrida, o desempenho do carro sob várias configurações e até mesmo o comportamento dos concorrentes na pista. 

Os motores de física podem modelar com precisão o comportamento do veículo. Eles levam em consideração fatores como aerodinâmica, aderência dos pneus e configurações de suspensão. Enquanto isso, os dados de corridas e simulações do mundo real são constantemente analisados para refinar as estratégias e melhorar o desempenho. As configurações de simulação de corrida podem variar de configurações básicas com volante e pedais a simuladores em grande escala que incluem plataformas de movimento, headsets de RV e réplicas detalhadas dos cockpits de carros de F1.

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Equipes de F1 e inovadores de IA: Uma combinação perfeita na pista

Algumas das principais equipes de F1 estão usando ativamente a IA e até têm empresas de IA contratadas como seus patrocinadores oficiais. Vamos explorar rapidamente algumas dessas parcerias e o valor que elas trazem. 

Mercedes & G42

A G42 é uma empresa líder em IA e computação em nuvem com sede nos Emirados Árabes Unidos. Eles são os patrocinadores oficiais da equipe Mercedes-AMG PETRONAS F1. A G42 equipa a equipe com recursos avançados de análise de dados e machine learning. Com o apoio da G42, a equipe pode processar grandes quantidades de dados em tempo real e extrair insights valiosos para tomar decisões orientadas por dados. Por exemplo, os algoritmos de IA da G42 podem analisar dados de telemetria para otimizar as configurações do carro para pistas específicas, melhorando o desempenho ao ajustar a aerodinâmica, a pressão dos pneus e a carga de combustível.

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Red Bull & Oracle

A Red Bull Racing Team usa IA para otimizar o consumo de combustível, ajudando-os a otimizar o uso de combustível e, portanto, ir mais rápido por mais tempo, o que pode ser um fator crítico para vencer corridas. Esta equipe de Fórmula 1 venceu o Campeonato de Pilotos de 2023 e o Campeonato de Construtores em uma temporada que quebrou recordes. A equipe conta com o Oracle Cloud para impulsionar a estratégia de corrida, o desenvolvimento de motores, a simulação de corrida, o envolvimento dos fãs e muito mais.

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Ferrari & AWS

A Amazon Web Services (AWS) é um dos patrocinadores oficiais da Scuderia Ferrari F1 Team. A equipe Scuderia Ferrari criou um sensor de velocidade virtual usando (IA) e machine learning através do Amazon SageMaker. Eles conseguiram fornecer dados mais rápidos e confiáveis aos seus engenheiros. A equipe conseguiu reduzir o peso do veículo, o que é um fator crítico em um esporte onde até um grama importa. Eles também usaram a AWS para desenvolver modelos de ML baseados na teoria dos jogos para analisar as variáveis na estratégia de corrida.

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O que estamos vendo nesta temporada?

A temporada de 2024 começou em março com o Grande Prêmio do Bahrein. Tivemos apenas quatro corridas até agora, mas tem sido um começo de temporada emocionante. Logo de cara, estamos vendo novas inovações de IA estreando nesta temporada.

Vamos começar com o esforço para aproximar os fãs da ação. Isso levou à introdução de novos ângulos de câmera. A equipe de transmissão da F1 está trabalhando em estreita colaboração com a Aston Martin para desenvolver uma câmera de luz traseira. A ideia por trás disso é nos dar uma visão diretamente da parte de trás do carro, capturando a intensidade da corrida de uma forma que nunca vimos antes. A IA ajuda a garantir que essas imagens sejam nítidas e claras, ajustando o foco e a exposição em tempo real para lidar com os desafios da velocidade e das mudanças nas condições de iluminação.

Com relação à transmissão, também há um novo sistema de replay reformulado que é alimentado por IA. Este sistema de IA pode classificar instantaneamente as filmagens para destacar os momentos-chave, garantindo que os fãs não percam nenhuma ação. Ele ainda tem a capacidade de criar replays em câmera lenta a partir de filmagens normais, adicionando uma nova camada de profundidade à experiência de visualização.

Há também muita expectativa sobre o uso potencial de drones para capturar imagens ao vivo, inspirado em uma filmagem viral em Primeira Pessoa (FPV) de Max Verstappen em uma volta de teste. Ainda há obstáculos em relação à segurança a serem superados. Mas, a possibilidade de incluir tomadas de drone no futuro é emocionante. Trata-se de encontrar novas maneiras de levar a emoção da corrida aos telespectadores em casa.

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Falando em emoção, a parte de áudio da transmissão também está configurada para receber uma atualização. O objetivo desta atualização é fazer com que os telespectadores se sintam como se estivessem ali na pista, com o rugido dos motores ao seu redor. Algoritmos de IA estão sendo usados para ajustar a captura e o processamento de áudio para que o som da transmissão seja imersivo sem ser ruidoso. Queremos ouvir os motores acelerando, mas ainda poder aproveitar a corrida sem muito volume.

Cruzando a linha de chegada

Embora a IA possa ser uma ferramenta útil, ela não pode substituir pilotos humanos e equipes de pit stop com anos de experiência e talento. Dito isto, será interessante ver como a IA impactará a Fórmula 1 no futuro. Tecnologia mais avançada significa decisões mais informadas na pista, levando a batalhas incríveis por essa bandeira quadriculada!

Confira nosso repositório GitHub para saber mais sobre IA. Visite nossas páginas de soluções para ver como a IA está sendo aplicada em campos como manufatura e agricultura.