Neural Concept’in aerodinamik yapay zekası Formula 1’i nasıl şekillendiriyor?

Bu uzun Pedallı bisikletlerden Formula 1’e kadar çok yol var. Ancak bu, yapay zeka tabanlı startup Neural Concept ile onun kurucu ortağı ve CEO’su Pierre Baqué’nin sadece altı yıl içinde gerçekleştirdiği kuantum sıçramanın ta kendisi.

2018 yılında şirketin yeni gelişen yazılımı dünyanın en aerodinamik bisikletinin geliştirilmesine yardımcı oldu. Bugün 10 Formula 1 takımından dördü aynı teknolojinin bir evrimini kullanıyor.

Baqué’nin şirketi bu arada Airbus ve Safran gibi havacılık tedarikçileriyle sözleşmeler aldı ve 2022’de A Serisi’nde 9,1 milyon dolarlık zam elde etti. Şu anda 50 çalışana sahip İsviçre merkezli Neural Concept, B Serisi turu için çalışıyor ve yazılımı tarihi F1’e yardımcı oluyor Williams Racing gibi takımlar, motor sporlarının dünya prömiyeri formunun zirvesine geri dönüş yolunu buluyor.

Ancak Formula 1 araçlarının 1.000 beygir gücündeki hibrit V6 motorlara dayandığı durumlarda Baqué’nin bu teknolojinin ilk pratik uygulaması insan gücüyle oldu.

Pedal gücü

Baqué, 2018 yılında École Polytechnique Fédérale de Lausanne Bilgisayarlı Görme Laboratuvarı’nda makine öğrenimi tekniklerinin üç boyutlu problemlere uygulanması üzerinde çalışıyordu.

Baqué, “Bu ekibe liderlik eden, altıncı veya yedinci nesil motosikletleri tasarlayan bu adamla temasa geçtim ve amaçları bisiklet hızı konusunda dünya rekorunu kırmaktı” dedi. Bu adam Guillaume DeFrance’dı ve takım da Savoie Mont Blanc Üniversitesi’nden IUT Annecy’ydi. Bisiklet takımı zaten yarım düzine bisiklet tasarımı yinelemesinden geçmişti.

Baqué, “İki gün sonra, neredeyse mevcut dünya rekoru sahibine benzeyen bir şekille ona geri döndüm” dedi. Etkilenen ekip daha fazla yineleme istedi. Sonuç, Baqué’ye göre “şu anda dünyanın en aerodinamik bisikleti” oldu.

Bu güçlü bir ifade, ancak 2019’da kazanılan çok sayıda dünya rekoruyla da destekleniyor. Aerofolyo şeklindeki alt borulardan veya sürtünmeyi azaltmak için çukurlu jantlardan bahsetmiyoruz. Bu bisiklet, bisikletçinin rüzgardan tamamen korunan kompozit bir kozanın içinde ter atması ile tamamen örtülmüştür.

Çekirdek teknoloji, Nöral Konsept Şekli veya NCS adı verilen bir üründür. Aerodinamik öneri ve önerilerde bulunan, makine öğrenimi tabanlı bir sistemdir. Yüksek eğitimli mühendislerin üç boyutlu aerodinamik simülasyonları çalıştırmak için gelişmiş yazılım paketlerini kullandığı geniş hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) alanına uyar.

CFD, fiziksel modellerin oyulup rüzgar tünellerine atılmasından çok daha hızlıdır. Yine de, aynı zamanda oldukça yoğun bir sistemdir ve büyük ölçüde insanların iyi kararlar almasına bağlıdır.

NCS, özünde mühendislerin potansiyel aerodinamik tuzaklardan kaçınmasına yardımcı olurken onları dikkate almadıkları yönlere doğru itiyor. “Yardımcı pilot modunda” bir mühendis, örneğin bir başlangıç ​​noktası sağlayarak mevcut bir 3 boyutlu şekli yükleyebilir.

NCS daha sonra kendi maceranızı seçebileceğiniz 3 boyutlu bir oyunda iyileştirmeler veya değişiklikler, olası yollar önermek için sinir ağını inceleyecek. İnsan mühendis daha sonra en umut verici önerileri seçer ve bunları daha fazla test ve iyileştirme yoluyla çalıştırarak aerodinamik zafere giden yolu yineler.

Sadece “rüzgarı aldatmak” değil

NCS sadece yarış için değil aynı zamanda otomotiv ve havacılık endüstrilerinde de faydalıdır. Baqué, biraz muhafazakar havacılık ve uzay endüstrisinde çalışmakla ilgili olarak “Bu tür şirketlerde geniş çapta benimsenme yolu yavaştır” dedi. “İhtiyaçların biraz daha yoğun olduğu ve hızla değişebilecekleri otomotiv endüstrisiyle bu şekilde daha fazla çalışmaya başladık.”

Neural Concept, aralarında Bosch ve Mahle’nin de bulunduğu çok sayıda küresel tedarikçiyle sözleşme imzaladı. Aerodinamik, otomotiv dünyasında giderek daha önemli hale geliyor; üreticiler belirli boyuttaki bir pil paketiyle mümkün olan en geniş menzili sunan daha aerodinamik otomobiller arıyor.

Ama mesele rüzgarı aldatmak değil. NCS ayrıca, daha verimli hale getirildiğinde, süreçte çok fazla enerji tüketmeden pili optimum sıcaklıkta tutabilen pil soğutma plakaları gibi şeylerin geliştirilmesinde de kullanılıyor. Baqué, “Elde edilebilecek çok büyük kazanımlar var” dedi, bu da daha fazla menzil anlamına geliyordu.

Bu teknolojilerin nihai deneme alanı her zaman yollar olsa da, nihai laboratuvar Formula 1’dir. 1950’den bu yana küresel bir motor sporları fenomeni olan F1, şu anda benzeri görülmemiş bir popülerlik dalgası yaşıyor.

Netflix’in gücü

Netflix dizisi “Formula 1: Drive to Survive” F1 heyecanını yepyeni bir izleyici kitlesiyle buluşturdu. Bu dizi takımlar arası siyasete ve dramaya odaklansa da pistteki başarının aerodinamikle çok daha fazla ilgisi var. Nöral Kavramların devreye girdiği yer burasıdır.

Baqué, Netflix Reed Hastings’in gözünde bir parıltı bile olmadan Formula 1’i izlemeye başladı. “David Coulthard ve Michael Schumacher’in zamanından beri hep izliyordum.”

Bugün, şirketinin yazılımının yardımıyla geliştirilen parçalar, küresel motor sporlarının bu zirvesinde çalışıyor. Baqué, “Bu çok büyük bir başarı duygusu” dedi. “Şirketi kurduğumda bunu bir dönüm noktası olarak görüyordum. Sadece Formula 1 değil, sadece yazılımla tasarlanmış parçaların yolda olması. Ve evet, bunun her gerçekleşmesi harika, harika bir duygu.”

Formula 1 aynı zamanda son derece gizli bir spordur. Neural Concept’in birlikte çalıştığı dört ekipten yalnızca biri müşteri olarak tanımlanmaya istekliydi ve hatta tüm süreç hakkında ağzı oldukça sıkıydı.

Williams Racing, Formula 1’in en köklü takımlarından biridir. 1977 yılında yarış efsanesi Frank Williams tarafından kurulan ekibi, 1990’larda o kadar dominanttı ki, 1992’den 1994’e kadar üçü arka arkaya olmak üzere beş takımlar dünya şampiyonluğu kazandı.

Ancak çoğu spor dalında olduğu gibi Formula 1 takımları için de başarı döngüseldir ve Williams şu anda yeniden yapılanma aşamasındadır. Takım 2022 sezonunu son sırada tamamladı ve geçen yıl sadece yedinci sıraya yükseldi.

NCS, Williams’ın rekabet üstünlüğünü yeniden kazanmasına yardımcı olan araçlardan biri. Williams Aerodinamik Teknoloji Başkanı Hari Roberts, “Bu teknolojiyi çeşitli şekillerde kullanıyoruz; bunlardan bazıları simülasyonumuzu geliştiriyor ve üzerinde çalıştığımız diğer yöntemler, CFD’de ilk kez daha iyi sonuçlar elde etmeye yardımcı olacak” dedi.

Yine, CFD simülasyonları zaman alıcı ve maliyetlidir; bu durum, bir takımın test etme kabiliyetini sınırlayan Formula 1 düzenlemeleriyle birleşen bir durumdur. Rüzgar tünelindeki fiziksel zaman oldukça kısıtlıdır ve her takımın arabalarını geliştirmek için kullanabilecekleri hesaplama süresi için de sınırlı bir bütçesi vardır.

Bir takımın aerodinamik tasarımlarını hızlı bir şekilde şekillendirmesine yardımcı olabilecek herhangi bir araç potansiyel bir avantajdır ve NCS gerçekten de çok hızlıdır. Baqué, genellikle bir saat süren tam bir CFD simülasyonunun, NCS aracılığıyla 20 saniye kadar kısa bir süre alacağını tahmin etti.

Ve NCS gerçek fizik tabanlı hesaplamalar yapmadığı, ancak aerodinamik öğrenme ağına dayanarak yapay zeka odaklı tahminler yaptığı için F1’in acımasız kısıtlamalarından büyük ölçüde muaf. Roberts, “Her CFD ve rüzgar tüneli çalışmasından daha fazla bilgi ve dolayısıyla daha fazla performans elde etmemizi sağlayan yapabileceğimiz her şey bize rekabet avantajı sağlıyor” dedi.

Ancak takımların yine de bunun bedelini ödemesi gerekiyor. Baqué, NCS maliyetlerinin ekibin büyüklüğüne ve erişim türüne göre değiştiğini, ancak genellikle yıllık 100.000 ila 1 milyon Avro aralığında olduğunu söyledi. F1 takımlarının da yıllık 135 milyon dolarlık maliyet sınırı altında faaliyet gösterdiği göz önüne alındığında, bu önemli bir taahhüt.

Williams’tan Roberts, NCS yazılımı sayesinde herhangi bir spesifik parça veya tur süresi iyileştirmesine değinmek istemedi ancak bunun araçlarının performansını etkilediğini söyledi: “Bu teknoloji, aracı aerodinamik olarak geliştirmek için araç setimizin bir parçası olarak kullanılıyor. Bu nedenle tur süresini doğrudan buna bağlayamayız ancak bunun korelasyonumuza ve yeni aerodinamik koşulları araştırabilme hızımıza yardımcı olduğunu biliyoruz.”

Aerodinamiğin ötesinde

Yapay zekanın aralıksız yürüyüşü burada bitmeyecek. Yarış stratejisi ve hatta araç ayarları için pit duvarında yapay ajanların kararları verdiğinden bahsediliyor.

Roberts, “AI/ML endüstrisindeki büyüme katlanarak arttığı için büyüleyici bir dönem” dedi. “Ancak bu aynı zamanda günümüzde teknolojiyle ilgilenen herkesin karşı karşıya olduğu gerçek bir zorluktur. Hangi yeni araçları keşfetmeye, geliştirmeye ve benimsemeye zaman ayırıyoruz?”

Bu, ortalama “Drive to Survive” izleyicisini cezbedecek türden bir entrika değil, ancak birçok F1 hayranı için yarışın arkasındaki yarış, dramanın nihai kaynağıdır.

Neural Concept’e gelince, şirket otomotiv endüstrisinin motor sporları dışı tarafına daha da derinlemesine girmeye devam ediyor, daha verimli elektrik motorları geliştirmek için çalışıyor, kabin ısıtma ve soğutmasını optimize ediyor ve hatta çarpışma testlerine giriyor.

Baqué, şirketin yazılımının mühendislerin bir arabanın çarpışmaya karşı dayanıklılığını optimize ederken gereksiz ağırlığı ortadan kaldırmasına yardımcı olabileceğini söyledi. Ancak şimdilik şirket, arabaların tamamı üzerinde değil, yalnızca bireysel bileşenler üzerinde çarpışma simülasyonları yapabiliyor. “Bu, performansın sınırlarına ulaştığımız birkaç uygulamadan biri” dedi.

Belki başka bir uygulama AB’nin gelişen yapay zeka süper bilgi işlem platformları?