Na pierwszy rzut oka Formuła 1 wydaje się skrajną fanaberią współczesnego świata. Wydatki liczone w setkach milionów dolarów, gigantyczne zespoły inżynierów i wyścig o ułamki sekund, których przeciętny widz nawet nie jest w stanie dostrzec. Jednak to właśnie w tym środowisku ekstremalnej presji, w którym każdy błąd jest natychmiast obnażany przez stoper, dojrzewają rozwiązania, które później cicho i bez fajerwerków wchodzą do naszego codziennego życia.
Ostatnio zresztą Toto Wolff, szef zespołu Mercedes, trafnie określił bolidy Formuły 1 mianem “najszybszym laboratorium na świecie”. Nie jest to przesada, bo gdy inwestuje się gigantyczne środki w poszukiwanie minimalnych zysków sprawności, niemal przy okazji powstają technologie, które później trafiają do drogich supersamochodów, miejskich autobusów, sklepów spożywczych, a nawet na oddziały intensywnej terapii.
Od łopatek zmiany biegów po odzyskiwanie energii z hamowania
Przed 1989 rokiem kierowcy F1 operowali manualną skrzynią biegów i sprzęgłem. Ten stan rzeczy zmienił John Barnard, projektując Ferrari 640 wyposażone w półautomatyczną skrzynię biegów sterowaną łopatkami za kierownicą. To był przełom, który pozwolił pilotom skupić się wyłącznie na prowadzeniu, a zmiany biegów stały się niemal natychmiastowe. Technologia bardzo szybko wyszła poza tor, bo już w 1997 roku trafiła do drogowego Ferrari F355 F1, by później stać się standardem w samochodach sportowych na całym globie.
Czytaj też: Realna żywotność akumulatorów w samochodach elektrycznych. Nowe liczby zaskoczą kierowców
Kolejnym kamieniem milowym było wprowadzenie w sezonie 2009 systemu odzyskiwania energii kinetycznej, znanego jako KERS. Pozwalał on magazynować energię z hamowania i używać jej do dodatkowego przyspieszenia. Dziś zaawansowane, pochodne tego systemu napędzają najdroższe i najszybsze hipersamochody, takie jak Mercedes-AMG One. Trudno nie dostrzec tu ewidentnego przelewu technologii. Zresztą przykład systemu KERS opartego na kole zamachowym, który nie sprawdził się w bolidach, a potem przyniósł nawet 30 procent oszczędności paliwa w londyńskich autobusach, jest tu idealny. Rozwiązanie odrzucone przez sport z powodów czysto wyścigowych (masa, złożoność, ograniczenia regulaminowe) w realiach komunikacji miejskiej okazało się wręcz idealne.
Wielkie osiągnięcia, których nie widać
Można zresztą odnieść wrażenie, że to, co trafia do samochodów drogowych, jest tylko najbardziej widoczną częścią tego transferu wiedzy. Jednak zaprojektowanie skutecznej półautomatycznej skrzyni biegów czy zaawansowanego układu hybrydowego wymagało równoległego rozwoju całego otoczenia: oprogramowania sterującego, systemów diagnostycznych, czujników i infrastruktury do zbierania danych. To właśnie te “niewidzialne” komponenty, bo algorytmy, logika sterowania, sposób przetwarzania informacji, stały się później fundamentem dla wielu innych zastosowań, które z motoryzacją mają niewiele wspólnego.
Czytaj też: Wyśmiali generatory spalinowe w samochodach i oddali całą kontrolę w ręce AI
Warto także pamiętać, że niemal każdy obszar współczesnej F1 jest podparty zaawansowaną analityką danych. Telemetria zbierająca tysiące parametrów na sekundę, modele symulacyjne, które pozwalają przewidywać zachowanie samochodu w danym zakręcie, czy narzędzia do zarządzania ryzykiem strategicznym – to dokładnie te same klasy narzędzi, które później trafiają do energetyki, logistyki, medycyny czy zarządzania transportem miejskim.
Nie tylko samochody. Aerodynamika w supermarketach i telemetria w szpitalach
Dział technologiczny zespołu Williams, Williams Advanced Engineering, wykorzystał swoją wiedzę z zakresu aerodynamiki w nietypowym projekcie. Zaprojektował specjalne osłony dla otwartych lodówek chłodniczych w supermarketach. Problemem była gigantyczna utrata zimnego powietrza do alejek, co generowało ogromne koszty energii, sięgające milionów dolarów (dziesiątek milionów złotych) rocznie. Inżynierowie, używając tych samych narzędzi do obliczeniowej mechaniki płynów, co przy projektowaniu bolidów, stworzyli rozwiązanie znacząco redukujące te straty.
Jeszcze ciekawszy jest projekt McLaren Applied Technologies z 2012 roku. Zespół analizował procesy podczas postojów w boksach, używając uczenia maszynowego i sztucznej inteligencji do optymalizacji każdego ruchu mechaników. Ktoś wpadł na pomysł, że te same algorytmy mogą monitorować pacjentów. We współpracy z Birmingham Children’s Hospital powstał system RAPID. Zaadaptowano telemetrię, znaną z monitorowania parametrów bolidu w czasie rzeczywistym, do ciągłego, zdalnego śledzenia funkcji życiowych niemowląt. Dało to lekarzom narzędzie do natychmiastowej reakcji w sytuacjach zagrożenia życia, co w tej skali jest trudne do przecenienia, choć oczywiście nawet taka technologia sama w sobie nie zastąpi ludzkiej czujności.
Więcej niż widowisko. Innowacje, które zmieniają świat
Jeśli spojrzeć na Formułę 1 z tej nietypowej perspektywy, to staje się jasne, że nie jest to tylko efektowny spektakl dla najbogatszych kibiców. Jest to bardziej złożony ekosystem, w którym prywatne pieniądze, ambicja koncernów i sportowa rywalizacja napędzają rozwój technologii, jakiego nie udałoby się zorganizować w ramach klasycznego programu badawczego. Każdy sezon to setki tysięcy godzin pracy inżynierów, z których tylko niewielka część jest bezpośrednio widoczna na ekranie telewizora. Reszta żyje w postaci dopracowanych algorytmów sterowania, wydajniejszych napędów, bezpieczniejszych konstrukcji i sprytniejszych rozwiązań w zarządzaniu energią. To, że później trafiają one do samochodów, sklepów czy szpitali, jest naturalnym skutkiem ubocznym tej gonitwy za ułamkami sekund.
Czytaj też: Samochód hybrydowy na sterydach. Czy Chiny przekroczyły granicę szaleństwa?
Nie oznacza to oczywiście, że każdy pomysł zrodzony w padoku znajdzie swoje miejsce w codziennym życiu. Część rozwiązań pozostanie na zawsze domeną sportu, a inne okażą się zbyt kosztowne lub zbyt skomplikowane. Jednak historia półautomatycznych skrzyń biegów, hybrydowych układów napędowych, systemów odzyskiwania energii, supermarketowych lodówek czy szpitalnej telemetrii pokazuje jedno: inwestycje w tak ekstremalne laboratorium, jakim jest Formuła 1, mają nieoczywisty, ale realny zwrot społeczny.