Sensoren, Daten und KI: So will Marc Márquez einen Podiumsplatz in der MotoGP erringen.

In der Garage des Ducati Lenovo Teams mischen sich die Mechaniker, die die Motorräder von Marc Márquez und Pecco Bagnaia öffnen und schließen, unter die Ingenieure, die mit ihren Computern und Tausenden von Daten darauf warten, dass die Fahrer ihr Training beenden. Es ist der Freitag vor dem Gran Circuito de Jerez Ángel Nieto und für die Mitglieder des Ducati-Teams ist es ein entscheidender Tag, um die neueste Technologie zu nutzen und sicherzustellen, dass einer ihrer Fahrer es am Sonntag auf das Podium schafft.

Nach dem morgendlichen Training, bei dem Márquez beide Motorräder testete, setzte sich der spanische Fahrer mit den Ingenieuren zusammen, um die von den über 50 Sensoren der Maschine gesammelten Daten mit Marc Márquez‘ eigenen Empfindungen zu vergleichen. „Der Technologiesprung der letzten zehn Jahre war brutal“, sagt der Spanier.

„Ich fahre Rennen gerne nach meinem Instinkt, aber die Ingenieure analysieren viele Parameter und Sensoren des Motorrads und liefern mir so wertvolle Informationen. Beim letzten Grand Prix von Katar warnten sie mich, dass die Vorderreifen nachließen, und rieten mir, in den Kurven vorsichtig zu sein und mit dem Anfahren zu warten. Es geht nicht mehr nur ums Fahren, sondern auch darum, die Daten in täglichen technischen Meetings zu beobachten, um uns als Team darauf zu einigen, was unserer Meinung nach verbessert werden muss“, fügt Márquez hinzu.

Ducati ist sich durchaus bewusst, wie sehr die Technologie die weltweit führende Motorradrennmeisterschaft völlig verändert hat. Vor sechs Jahren, als das Team eine seiner schlimmsten Phasen durchmachte und Siege der Vergangenheit anzugehören schienen, „wurde uns klar, dass wir einen Technologiepartner brauchten. Wir waren der Technologie der anderen Teams weit hinterher“, erklärt Mauro Grassilli, der Sportdirektor von Ducati Corse. Lenovo wurde 2018 Technologiepartner des Teams und 2021 wurde die Partnerschaft erweitert, sodass das Unternehmen zum Hauptsponsor wurde.

Seitdem hat sich das sogenannte Ducati Lenovo Team zu einem der technologisch intensivsten Teams entwickelt und diese Investition in künstliche Intelligenz, Datenanalyse und intelligente Softwarelösungen hat sich in Siegen niedergeschlagen.

Sensoren und jede Menge Daten

Einen Tag vor Beginn der Trainingseinheit zeigt Luigi Dall‘ Igna, General Manager von Ducati Corse, in der Garage von Ducati Corse einer kleinen Gruppe von Journalisten, darunter EXPANSIÓN, stolz das Motorrad von Pecco Bagnaia, um alle Innovationen zu präsentieren, die es bietet, angefangen beim Design des Fahrzeugs.

Gigi, wie der Topmanager von Ducati Corse genannt wird, war der Erste , der aerodynamische Spoiler einführte, ein grundlegendes Bauteil jedes Motorrads. Der Zweck der Spoiler besteht darin, das Vorderrad auf dem Boden zu halten, was aufgrund der Motorleistung dieser Art von Geräten wichtig ist. Zur Konstruktion dieser aerodynamischen Teile verwendet Ducati eine CFD-Simulation (Computational Fluid Dynamics), die einen so großen Rechenaufwand erfordert, dass das von Lenovo bereitgestellte High-Performance Computing (HPC) eingesetzt werden muss. Das Ergebnis dieser Simulationen sind Prototypen, die zum Testen auf die Strecke gebracht werden, wodurch eine erhebliche Zeitersparnis entsteht.

Ein weiterer grundlegender Bestandteil des Motorrads sind die Sensoren. Mit mehr als fünfzig Fahrzeugen extrahiert das Team Daten zu Reifen, Bremsen, Motor, Wetter, Luftfeuchtigkeit und vielem mehr, um Entscheidungen zu treffen. Alle diese Informationen werden in der ECU (Engine Control Unit) aufgezeichnet und während eines ganzen Trainingsvormittags kann das Datenvolumen 20 GB erreichen.

Zur Übertragung an einen Computer verfügt jedes Motorrad zudem über einen Militärstecker, der wie ein Ethernet-Kabel funktioniert.

Datenerfassung und Recherche vor dem Rennen werden zu einem grundlegenden Teil eines Wettbewerbs, bei dem Telemetrie verboten ist, was bedeutet, dass das Team auf der Strecke keinen Echtzeitzugriff auf die Daten des Motorrads hat.

Tatsächlich erfolgt die Kommunikation zwischen dem Team und dem Fahrer nur über einen kleinen Bildschirm (Armaturenbrett), auf dem grundlegende Mitteilungen zu Kraftstoff oder Reifen erfolgen können, sodass kleinere Änderungen vorgenommen werden können. Dieses Bedienfeld sowie drei Tasten (rot, gelb und grün) zum Ändern der Motorzuordnung basierend auf den empfangenen Anweisungen sind die einzigen Änderungen, die der Fahrer an den Einstellungen des Motorrads vornehmen kann, während er mit 350 Kilometern pro Stunde fährt .

Alles, was Sie konfigurieren und ändern möchten, muss zuerst erledigt werden. „Eines der Dinge, die diesen Sport auszeichnen, sind die technischen Meetings. Wir haben sechs Motorräder mit ihren Sensoren auf der Strecke, wir analysieren sie und jeden Tag beginnen wir mit einem Meeting mit den Ingenieuren, bei dem wir die Fortschritte des Vortages besprechen und überlegen, was unserer Meinung nach an diesem Tag verbessert werden muss“, erklärt Márquez.

Und der Freitag vor dem Rennen ist entscheidend, um all diese Informationen zu sammeln. Nach mehreren Runden auf der Strecke kehrt Márquez in die Ducati-Garage zurück, wo zehn Mechaniker und zehn Ingenieure darauf warten, ihm und seinem Teamkollegen Pecco zu helfen. Sobald Sie einsteigen, wird das Motorrad, von dem Sie absteigen, mit dem Militärkabel verbunden, um alle von den Sensoren gesammelten Informationen zu übertragen. Zwei Ingenieure mit Marc und zwei weitere mit Pecco werden diese dann Hand in Hand analysieren.

„Wir haben einen sehr leistungsstarken Server (in der Garage), daher erledigen wir etwa 80 % der Datenverarbeitung hier. Und für die anspruchsvolleren oder schwierigeren Aufgaben oder die teureren Simulationen, die wir am Wochenende durchführen, ist die entfernte Garage mit einem Ingenieurteam in Italien verbunden, sodass wir die Arbeit aufteilen können. In diesem Bereich versuchen wir, maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz zu nutzen, um schneller Erkenntnisse aus den Daten zu gewinnen. Es ist halb menschliche, halb automatisierte Arbeit, denn wir müssen so schnell wie möglich 20 Gigabyte Daten analysiert haben, um zu entscheiden, was wir für Samstag und Sonntag tun, was wir dem Fahrer mitteilen und was wir mit dem Motorrad machen“, erklärt Nicolò Mancinelli, Leiter der Fahrzeugentwicklung bei Ducati Corse.

Zusätzlich zu den leistungsstarken On-Track-Servern von Lenovo ist es auch wichtig, externe Experten zu haben. Dieses in Italien ansässige Team nahm aufgrund der Komplexität von Reisen und Transport während der Pandemie seine Arbeit auf. Seitdem haben diese Ingenieure vollen Zugriff auf die vom Motorrad erfassten Daten und unterstützen das Streckenteam bei der Entscheidungsfindung. „Von hier aus können wir auf eine Menge Daten zugreifen, aber sie erledigen die Arbeit über Nacht, sodass wir am nächsten Morgen zuverlässige und wertvolle Informationen haben“, fügt Mancinelli hinzu.

Und was kann man nach der Datenanalyse an einem Motorrad ändern? In den Tagen vor dem Rennen können zwischen 20 und 30 Parameter wie die Motorleistung in jeder Kurve oder die Geometrie des Motorrads angepasst werden , um es an eine bestimmte Strecke oder den Fahrstil eines bestimmten Fahrers anzupassen. Ein weiterer wichtiger Aspekt, der auf Grundlage der Daten entschieden wird, sind die Reifen, die als Komponente, als weiteres technologisches Element verwaltet werden.

Darüber hinaus ist der Einsatz künstlicher Intelligenz bei diesen Sensoren seit mehreren Jahren von grundlegender Bedeutung. Konkret nutzt Ducati kausales Lernen in Bereichen, die mit physikalischen Modellen nicht erreicht werden können. Wenn dies nicht möglich ist, wie etwa beim menschlichen Körper, wo es sehr schwierig ist, einen echten digitalen Zwilling zu erstellen, nutzen wir maschinelles Lernen. Manchmal können wir beispielsweise die Temperatur eines Reifens nicht direkt messen. Daher verwenden wir Sensoren und künstliche Intelligenz, um diese Informationen abzuschätzen. Dies ist ein neues technologisches Unterfangen für uns, da unser Kerngeschäft Motorräder und nicht Computer sind. Die Zusammenarbeit mit Partnern wie Lenovo hat uns daher wirklich dabei geholfen, uns in dieser neuen Welt zurechtzufinden“, fügt er hinzu.

Video

Eine weitere Technologie, die MotoGP-Teams nutzen, um sich mit jeder Runde zu verbessern, ist die Videoanalyse. Ducati hat an den Kurven der Rennstrecken mehrere Kameras platziert, die sowohl die eigenen Fahrer als auch die Fahrer anderer Teams während des Trainings aufzeichnen. „Jeder im Fahrerlager führt diese Art von Analyse durch, aber der Unterschied liegt darin, wie gut und wie schnell man diese Informationen verarbeitet. Das ist der Schlüssel. Wir sammeln alle 10 Minuten Hunderte von Datenpunkten, und diese sind sehr komplex. Deshalb brauchen wir leistungsstarke Maschinen, die sie schnell verarbeiten und rechtzeitig für die technischen Besprechungen, die wir jeden Nachmittag haben, nützliche Informationen generieren können“, erklärt Mancinelli.

Durch den Einsatz maschinellen Lernens zur Bildanalyse können sie den Fahrstil und die Leistung der Fahrer vergleichen. „Wenn wir sehen, dass jemand in einer bestimmten Kurve Zeit gewinnt, konzentrieren wir uns darauf, herauszufinden, warum: Liegt es an seinem Fahrstil oder an der Abstimmung des Motorrads? Dann vergleichen wir diese spezielle Kurve, ihren Verlauf und die Leistung des Fahrers an diesem Punkt. Diese Informationen nutzen wir dann, um sie anderen zu zeigen. Natürlich ist es sehr schwierig, Marc Márquez zu sagen, wo er sich verbessern kann; man muss sich stark auf seine Daten und Analysen verlassen , aber ohne Zweifel hat sich das in den letzten Jahren ausgezahlt; sie fangen an, dem zu vertrauen, was sie sehen“, sagt der Leiter der Fahrzeugentwicklung von Ducati Corse.

Márquez wiederum ist sich der Macht der Technologie bewusst, lässt sich jedoch zum Teil von seinem Instinkt leiten. „Alle Ducati-Fahrer haben Zugriff auf die Daten der anderen. Sogar Alex, mein Bruder, der im Ducati-Satellitenteam ist, hat meine Daten und ich habe seine. Das ist auch einer der wichtigsten Punkte, um uns weiter zu verbessern. Die Idee ist, das Motorrad so komplett und wettbewerbsfähig wie möglich zu machen, damit der Fahrer den Unterschied ausmachen kann“, erklärt der Spanier.

Ein Roboter, um die Strecke besser zu verstehen

Wie erwartet wird das Ducati Lenovo Team beim nächsten Großen Preis von Ungarn, der im August dieses Jahres stattfindet, ein neues Mitglied haben: einen autonomen Roboter, der von dem Technologieunternehmen entwickelt wurde und es den Ducati-Ingenieuren ermöglichen wird, mit einem exakten 3D-Digitalzwilling der Rennstrecke zu arbeiten. Es handelt sich um ein detailliertes virtuelles Modell, das die Kurven der Strecke mithilfe von 200 GB Daten pro Rundkurs genau abbildet.

Der Roboter, der auf den ersten Blick einer kleinen Kiste mit vier Rädern ähnelt, verfügt über hochauflösende LIDAR-Sensoren (Light Detection and Ranging) und eine Lenovo ThinkStation P360 Ultra-Workstation.

Ducati wird seinen Roboter zum ersten Mal beim Großen Preis von Ungarn vorstellen, da das Unternehmen auf dieser Strecke seit drei Jahrzehnten nicht mehr gefahren ist. Geplant ist jedoch, ihn nach und nach auf allen Rennstrecken einzusetzen. Nachforschungen des Teams gehen davon aus, dass durch die Verwendung äußerst realistischer Daten zur Speisung der Simulationsalgorithmen und die Kombination mit Hochleistungstechnologie zur Durchführung komplexer Datenanalysen pro Rennen zwischen zweieinhalb und drei Sekunden eingespart werden können , was einem Vorsprung von 300 Metern am Start entspricht.