Восемь команд со всего мира продемонстрировали в Абу-Даби управление болидами Формулы-1 с помощью ИИ в рамках соревнований Автономной гоночной лиги A2RL. Перед стартом состоялся показательный соревновательный заезд между Даниилом Квятом на обычном болиде и беспилотником.

Источник изображений: The Race

На днях на трассе Формулы-1 Яс Марина в Абу-Даби прошло историческое событие — первая гонка Автономной гоночной лиги (A2RL). Восемь команд со всего мира привезли свои болиды, управляемые искусственным интеллектом, чтобы сразиться за многомиллионный приз и звание пионеров гоночных технологий будущего. При этом каждая команда разработала собственные алгоритмы машинного обучения. В гонке приняли участие Fly Eagle, Humda Lab, Code19, Constructor, Kinetiz, Polimove, Unimore и Технический университет Мюнхена.

Автомобиль A2RL является уникальным гоночным болидом, управляемым искусственным интеллектом и представляет собой шасси Dallara Super Formula 2023 года выпуска, оснащенный четырехцилиндровым 2,0-литровым двигателем с турбонаддувом, мощность которого составляет около 550 лошадиных сил. Двигатель работает в паре с 6-ступенчатой коробкой передач 3MO. Подвеска с регулируемыми амортизаторами и торсионными пружинами обеспечивает отличную управляемость, а тормозные механизмы Brembo и шины Yokohama гарантируют максимальную эффективность торможения и сцепление с дорогой.

Отличие A2RL от обычных гоночных автомобилей заключается в его «мозгах». Для работы системы управления на основе искусственного интеллекта используется 7 камер Sony IMX728, 4 радара ZF ProWave и 3 лидара Seyond Falcon Kinetic FK1, а вычислительную мощность для ИИ предоставляет компьютер Neusys RGS-8805GC с графическим процессором Nvidia, накопителями Intel и специализированным ПО. Искусственный интеллект анализирует данные от многочисленных датчиков и принимает решения по управлению рулём, двигателем, коробкой передач и тормозами при помощи 7 гидравлических приводов.

Благодаря программному обеспечению, созданному разработчиками в том числе и на C++ с использованием методов машинного обучения, ИИ может учитывать состояние шин, тормозов и других систем для максимальной эффективности управления болидом. Каждые 5 миллисекунд принимаются сотни решений по управлению автомобилем, а для обеспечения безопасности в A2RL используется «красная кнопка», позволяющая мгновенно отключить болид.

Как отмечает издание The Race, A2RL это не только автогонка, но и площадка для развития передовых технологий. A2RL нацелена на обучение молодёжи и продвижение дисциплин STEM, для чего проводятся соревнования в масштабе 1:8, где юные инженеры могут почувствовать себя конструкторами настоящих болидов. Стефан Тимпано, гендиректор A2RL, поясняет: «Мы хотим научить студентов в ОАЭ программированию и показать на что способна робототехника».

A2RL является уникальной площадкой для тестирования и развития технологий автономного вождения. В отличие от испытаний на обычной дороге, эта трасса позволяет беспилотникам демонстрировать предельно возможную скорость в контролируемых условиях, и в целом платформу можно назвать по-настоящему инклюзивной, продвигающей передовые идеи по всему миру еще и потому, что гонки транслируются бесплатно на YouTube, а при помощи VR можно оказаться «внутри» болида.

В ходе тренировочных заездов выявились индивидуальные особенности настроек каждого болида, заданные программистами. Отмечались и технические сбои — столкновения с ограждениями и между болидами.

Перед стартом состоялся показательный заезд между бывшим пилотом Формулы-1 Даниилом Квятом (Daniil Kvyat) на обычном болиде и автономным автомобилем. Несмотря на явное преимущество гонщика (Квят с легкостью обогнал беспилотник), эксперимент продемонстрировал большие возможности искусственного интеллекта.

Захватывающие гонки это лишь часть уникальной платформы A2RL. В ее основе лежит также образование и технологические инновации. При этом надежность и отказоустойчивость систем оказались главным вызовом для инженеров, хотя и продемонстрировали огромный потенциал развития автономного транспорта и его безопасное тестирование в условиях высоких скоростей. Учитывая обязательства по проведению регулярных соревнований и финансированию A2RL, следующие заезды автономных болидов могут преподнести нам немало сюрпризов.

Нидерландская компания Drone Gods совместно с командой Red Bull Формулы-1 создала самый быстрый в мире FPV-дрон для съёмок соревнований в темпе гоночных машин. Созданный на заказ дрон способен разгоняться до скорости 350 км/ч с ускорением от 100 до 300 км/ч всего за 2 секунды. Он может пройти трассу наравне с болидами с поворотами, ускорениями и торможением, выдерживая на пике перегрузки до 6 g.

Источник изображения: Red Bull

На разработку дрона, прототипирование и создание финальной версии ушло около года. Все компоненты корпуса и несущей рамы квадрокоптера в форме пули изготавливались либо на станках ЧПУ из углепластика, либо с помощью 3D-печати. Электроника и двигатели брались штатные, но производители по запросу инженеров вносили те или иные улучшения, как в двигатели, так и в управляющие схемы. В принципе, со временем всё это появится на рынке в коммерческих изделиях.

Вес дрона удалось удержать в пределах 1 кг. Для машинки, разгоняющейся до 350 км/ч с перегрузками до 6 g и средними перегрузками на уровне 2–3 g, масса имеет немаловажное значение. В процессе разработки масса дрона была снижена на 10 % от веса первых прототипов.

Испытания показали, что дрон может преодолевать 5,8-км трассу на максимальных режимах для электроники, двигателей и аккумуляторов, не нагреваясь до критических состояний. При этом он шёл вдоль трассы наравне с болидом RB20 Red Bull Формулы-1, иногда даже опережая гоночную машину. Можно не сомневаться, что оператору дрона нужны были рефлексы и реакции, не уступающие реакциям гонщика-водителя болида, а может даже и более быстрые.

В будущих заездах дрон планируют использовать для съёмок соревнований с необычного ракурса, что ещё сильнее увеличит зрелищность гонок. В настоящее время на дроне установлена камера, снимающая в разрешении 4K со скоростью 60 кадров в секунду с 10-битной глубиной цвета, но в будущем планируется возможность прямой трансляции с лучшим качеством.