Formula One'da yapay zeka pit stop'u

Formula One (F1), dünyanın en yüksek teknolojili sporlarından biridir. Saatte 370 km (230 mph) gibi kulakları sağır eden hızlara ulaşan ve iki saniyelik pit stoplar yapan araçlarıyla, en yenilikçi mühendislik çözümlerini gerektirir. F1, sürücüler ve araçlar kadar, yarışı analiz eden pit ekibi üyelerinin oluşturduğu stratejilerle de ilgilidir.

Yarış sırasında devreye giren çeşitli teknolojiler vardır ve yapay zeka, pit ekibinin elindeki en hayati araçlardan biri haline gelmektedir. Yapay zekanın F1'de tam olarak nerede kullanıldığına daha yakından bakalım.

Link to this section2023 Abu Dabi Grand Prix'sinde bilgisayarlı görü#

F1 sürücüleri dört tekerleğiyle de pist sınırının dışına çıktığında, bu bir pist sınırı ihlali olarak kabul edilir. Fédération Internationale de l’Automobile (FIA) bu ihlalleri doğrular ve sonuçlara göre cezalar verilir.

Her yarışta yüzlerce ihlalin işlenmesi gerekir. 2023 Avusturya Grand Prix'si sırasında, sadece dört insan yaklaşık 1.200 potansiyel pist sınırı ihlalini inceledi. Sonraki yarışlarda, pist sınırı ihlallerini kontrol etmek için çalışan insan sayısı artırılmasına rağmen bu yeterli olmadı.

Şekil 1. Yukarıdaki görseldeki beyaz çizgi, pistin kenarı olarak kabul edilir.

Bu yüzden, 2023 Abu Dabi Grand Prix'sinde FIA bilgisayarlı görüye yöneldi. Pist kenarını belirlemek ve o çizginin ötesine geçen piksel sayısını hesaplamak için şekil analizi kullanıyorlar. Sistemin bu katmanı, insan müdahalesinin kesinlikle gerekli olmadığı durumları ortadan kaldırmak için kullanılacak. Bu, FIA'nın gerçekten dikkatlerine ihtiyaç duyan vakalara odaklanmasını sağlıyor.

Link to this sectionYapay zeka içgörüleri ile hayran etkileşimini artırma#

Spor profesyonellerinin yüzde yetmiş biri, hayran etkileşiminin hedeflerine ulaşmak için hayati olduğuna inanıyor. İnsanlar sporla duygusal bir bağ hissettiklerinde, geri gelmeye devam ederler ve bu da endüstrinin gelir elde etmesine yardımcı olur.

Bir yarış hafta sonu, sadece favori takımını desteklemekten daha fazlasını içerir. Amazon Web Services (AWS), saniyelik kararlara dair derin içgörüler sağlamak ve detaylı istatistiklerle performansları sergilemek için F1 ile iş birliği yaptı. Bunu, Amazon S3 üzerinde depolanan yaklaşık 70 yıllık yarış verilerini analiz ederek başarabiliyorlar. Geçmiş verilere ek olarak, makine öğrenimi modelleri her F1 aracındaki 300'den fazla sensörden toplanan veri noktalarını analiz edebiliyor. Saniyede 1,1 milyondan fazla veri noktasından bahsediyoruz!

Oracle Red Bull Racing CEO'su Christian Horner'ın "Veri, takımın can damarıdır. Performansın her unsuru - nasıl yarış koştuğumuz, aracı nasıl geliştirdiğimiz, sürücüleri nasıl seçip analiz ettiğimiz - hepsi veriyle yönetiliyor" demesi çok doğal. Bu sistemlerin çıktı verebildiği bazı istatistiklere bir göz atalım:

• Mücadele Tahmini (Battle Forecast): Mücadele tahmini, arkadaki aracın öndeki araca ne kadar tur sonra 'saldırı mesafesine' gireceğini tahmin eder. Tahminler, pist geçmişi ve öngörülen sürücü temposundan elde edilen veriler kullanılarak yapılır.
• Pit Stratejisi Mücadelesi (Pit Strategy Battle): Hayranlara, her sürücünün stratejisinin ne kadar başarılı olduğunu ve sonuçlarını gerçek zamanlı olarak değerlendirmeleri için ek içgörüler sağlar. Hayranlar ayrıca sürücüler tarafından yapılan ince strateji değişikliklerini takip edebilir ve bunların sonuç üzerindeki etkisini görebilirler.
• Pist Hakimiyeti (Track Dominance): Hayranlara ve yorumculara, bir sürücünün pist etrafındaki rakiplerine nerede ve nasıl üstünlük sağladığına dair bir içgörü sağlar.
• Araç Performans Skorları (Car Performance Scores): Bu içgörü, hayranların belirli bir aracı izole etmelerine ve performansını diğer araçlarla karşılaştırmalarına olanak tanır. Karşılaştırmalar, viraj performansı (bir aracın dönerken veya virajları navigasyon ederken hızı, dengeyi ve kontrolü ne kadar iyi koruduğu), düzlük performansı (aracın düz yollardaki hızlanma ve maksimum hız kabiliyetleri) ve araç kullanımı (direksiyon, frenleme ve manevra dahil olmak üzere aracı kontrol etmenin genel kolaylığı ve duyarlılığı) temel alınarak yapılır.

Şekil 2. Hayranların görüntüleyebileceği pist hakimiyeti görselleştirme örneği.

Link to this sectionYapay zeka destekli simülasyon yarışı#

Simülasyon yarışı veya sim racing, sanal bir F1 yarış deneyimidir. Genellikle sürücülerin yarış pistine daha aşina olmalarına yardımcı olmak ve yaralanma riski veya araçlara zarar verme korkusu olmadan yarış becerilerini geliştirmeleri için kullanılır. Yapay zekayı sim racing'e dahil ederek takımlar, dinamik yarış koşullarını, çeşitli kurulumlar altında araç performansını ve hatta rakiplerin pistteki davranışlarını simüle edebilirler.

Fizik motorları, araç davranışını doğru bir şekilde modelleyebilir. Aerodinamik, lastik tutuşu ve süspansiyon ayarları gibi faktörleri hesaba katarlar. Bu arada, hem gerçek dünya yarışlarından hem de simülasyonlardan elde edilen veriler, stratejileri iyileştirmek ve performansı artırmak için sürekli olarak analiz edilir. Sim racing kurulumları, direksiyon ve pedallı temel kurulumlardan, hareket platformları, VR başlıkları ve F1 aracı kokpitlerinin detaylı kopyalarını içeren tam ölçekli simülatörlere kadar çeşitlilik gösterebilir.

Şekil 3. Formula One sürücüsü Max Verstappen sim racing yaparken. (kaynak: shop.gperformance.eu)

Link to this sectionF1 takımları ve yapay zeka yenilikçileri: Pistte kurulmuş bir eşleşme#

En iyi F1 takımlarından bazıları aktif olarak yapay zeka kullanıyor ve hatta resmi sponsorları olarak imzalanmış yapay zeka şirketlerine sahip. Bu ortaklıklardan birkaçını ve getirdikleri değeri kısaca keşfedelim.

Link to this sectionMercedes & G42#

G42, BAE merkezli lider bir yapay zeka ve bulut bilişim şirketidir. Mercedes-AMG PETRONAS F1 Takımı'nın resmi sponsorudurlar. G42, takımı gelişmiş veri analizi ve makine öğrenimi yetenekleriyle donatıyor. G42'nin desteğiyle takım, verileri gerçek zamanlı olarak işleyebilir ve veri odaklı kararlar almak için değerli içgörüler çıkarabilir. Örneğin, G42'nin yapay zeka algoritmaları, aerodinamik, lastik basıncı ve yakıt yükünü ince ayar yaparak performansı artırmak için belirli pistler için araç kurulumlarını optimize etmek üzere telemetri verilerini analiz edebilir.

Şekil 4. G42, Mercedes-AMG F1'in resmi ortağıdır.

Link to this sectionRed Bull & Oracle#

Red Bull Racing Takımı, yakıt kullanımını optimize etmek için yapay zeka kullanıyor; bu sayede daha uzun süre daha hızlı gidiyorlar, ki bu yarış kazanmada kritik bir faktör olabilir. Bu Formula One takımı, 2023 Sürücüler Şampiyonası ve Markalar Şampiyonası'nı rekor kıran bir sezonda kazandı. Takım, yarış stratejisi, motor geliştirme, simülasyon yarışı, hayran etkileşimi ve daha fazlasını desteklemek için Oracle Cloud'a güveniyor.

Şekil 5. Red Bull Racing Takımı Oracle tarafından desteklenmektedir.

Link to this sectionFerrari & AWS#

Amazon Web Services (AWS), Scuderia Ferrari F1 Takımı'nın resmi sponsorlarından biridir. Scuderia Ferrari takımı, Amazon SageMaker aracılığıyla yapay zeka (AI) ve makine öğrenimi kullanarak sanal bir zemin hızı sensörü oluşturdu. Mühendislerine daha hızlı ve daha güvenilir veriler sunabildiler. Takım, bir gramın bile önemli olduğu bir sporda kritik bir faktör olan araç ağırlığını azaltmayı başardı. Ayrıca, yarış stratejisindeki değişkenleri analiz etmek için oyun teorisine dayalı makine öğrenimi modelleri geliştirmek üzere AWS'yi kullandılar.

Şekil 6. Scuderia Ferrari F1 Takımı AWS tarafından desteklenmektedir (thelastcorner.it).

Link to this sectionBu sezonda neler görüyoruz?#

2024 sezonu Mart ayında Bahreyn Grand Prix'si ile başladı. Şimdilik sadece dört yarış geride kaldı ancak sezon heyecan verici bir başlangıç yaptı. Daha en başından, yeni yapay zeka yeniliklerinin bu sezon için ilk kez sahneye çıktığını görüyoruz.

Hayranları aksiyona daha yakınlaştırma çabasıyla başlayalım. Bu, yeni kamera açılarının tanıtılmasına yol açtı. F1 yayın ekibi, arka ışık kamerası geliştirmek için Aston Martin ile yakın iş birliği içinde çalışıyor. Bunun arkasındaki fikir, bize yarışın yoğunluğunu daha önce görmediğimiz bir şekilde yakalayarak aracın tam arkasından bir görünüm sunmak. Yapay zeka, hızın ve değişen ışık koşullarının zorluklarıyla başa çıkmak için odak ve pozlamayı gerçek zamanlı olarak ayarlayarak bu görüntülerin net ve keskin olmasını sağlamaya yardımcı oluyor.

Yayıncılık açısından, yapay zeka ile desteklenen yeni ve yenilenmiş bir tekrar oynatma sistemi de var. Bu yapay zeka sistemi, hayranların hiçbir aksiyonu kaçırmadığından emin olmak için görüntüleri anında sıralayarak önemli anları vurgulayabiliyor. Hatta düzenli görüntülerden ağır çekim tekrarları oluşturma yeteneğine sahip, bu da izleme deneyimine yeni bir derinlik katıyor.

Max Verstappen'in test turundaki viral Birinci Şahıs Bakış Açısı (FPV) çekiminden esinlenerek canlı görüntüler yakalamak için drone potansiyel kullanımı hakkında da çok fazla konuşuluyor. Güvenlik konusunda aşılması gereken engeller hala var. Ancak, gelecekte drone çekimlerini dahil etme olasılığı heyecan verici. Her şey, evdeki izleyicilere yarışın heyecanını getirmek için yeni yollar bulmakla ilgili.

Şekil 7. En Hızlı F1 Çekimi.

Heyecandan bahsetmişken, yayının ses kısmı da bir yükseltme alacak şekilde ayarlandı. Bu yükseltmenin amacı, izleyicilere motorların kükremesiyle çevrelenmiş bir şekilde tam orada, pistteymiş gibi hissettirmek. Yapay zeka algoritmaları, yayın sesinin gürültülü olmadan sürükleyici olması için ses yakalamayı ve işlemeyi ince ayarlamak için kullanılıyor. Motorların hızlandığını duymak istiyoruz ancak çok fazla ses olmadan yarışın tadını çıkarabilmek istiyoruz.

Link to this sectionBitiş çizgisini geçmek#

Yapay zeka yararlı bir araç olsa da, yılların tecrübesine ve yeteneğine sahip insan sürücülerin ve pit ekibinin yerini alamaz. Bununla birlikte, yapay zekanın gelecekte Formula One'ı nasıl etkileyeceğini görmek ilginç olacak. Daha ileri teknoloji, pistte daha bilgili kararlar anlamına gelir ve bu da damalı bayrak için harika mücadelelere yol açar!

Yapay zeka hakkında daha fazla bilgi edinmek için GitHub depomuza göz at. Yapay zekanın üretim ve tarım gibi alanlarda nasıl uygulandığını görmek için çözüm sayfalarımızı ziyaret et.