La pieza más importante de los F1: el software

La nueva-vieja arma secreta, pero no tan secreta, para la F1 de la temporada de 2015 es el software. Todos sabemos que se utiliza mucho, pero que mucho software en la F1. Pero lo que no hemos entendido, es que absolutamente todo está supeditado al software, que tanto la conducción, como la mecánica, como la ingeniería dependen del software. El software no es el suplemento que ayuda a los equipos, es ya el fundamento del que todo depende. Esta revolución, que ha llevado a la victoria a equipos como Red Bull o Mercedes, es la que ha hecho perder a otros como Ferrari o Lotus. Los que no han entendido este giro copernicano o no tienen suficiente presupuesto para tecnología, siguen compitiendo en la Fórmula 1 del siglo XX.

No lo puede disimular, es un campeón

El software en la Fórmula Uno ha ido invadiendo todas las áreas posibles y ya no queda ningún área, que no requiera de él (ya lo empezamos a explica en el post ¿Por qué Ferrari no puede ganar el mundial de F1?).

La incidencia del software se puede dividir en tres áreas principales:

1) Desarrollo técnico del coche: aquí tenemos los conceptos más avanzados de ingeniería, de prototipaje digital, de CAD/CAM/FEA/CFD/DFM/PLM. El coche se diseña con metodologías de software, todo se simula, analiza, se predice, e incluso se realiza ingeniería inversa de los coches rivales. Todo ello es posible hacerlo sin producir una sola pieza. Un coche de F1, antes de que salga el primer prototipo físico de fábrica, se pueden hacer muchos virtuales. Todo depende del tiempo a disposición, que no es mucho. Los coches además, pueden evolucionar con mucha eficiencia. La pasada temporada hemos visto como Red Bull con un motor mucho peor, que los 6 coches con Mercedes, ha sido capaz de ganar carreras y de evolucionar rápidamente a lo largo de la temporada. Eso es debido a su gran capacidad de desarrollo en simulación y software. Red Bull sigue liderando en la aplicación de software, a pesar de la supremacía de los motores Mercedes.

El simulador de McLaren, sólo para Alonsos. Secreto absoluto.

2) Telemetria y Analytics: toda la información recibida desde el coche es ya un big data. Es la ingeniería de pista. Adquisición y análisis de datos. Toda la telemetría mecánica, todo el comportamiento del piloto, y los datos externos de los demás equipos. Todo esto se analiza con herramientas de Business Intelligence y se utilizan algoritmos predictivos para sugerir las estrategias de carrera, que al final se deciden en comités de personal deportivo, ingenieros y pilotos.

El espectacular simulador de Ferrari, igualito que nuestra Play... Aquí se ganan las carreras.

3) Simulación: Este es uno de los aspectos, que está evolucionando más rápidamente en la F1. Los simuladores provienen de la industria área y militar principalmente, ya no sólo para el entrenamiento de los pilotos, sino para probar todo tipo de piezas y estrategias. Hasta que se empezaron a aplicar los simuladores el túnel del viento y las pruebas en pista eran esenciales. Actualmente, aunque se liberara el límite de pruebas en pista, no se dejarían de utilizar los simuladores, son demasiado útiles.

Hoy precisamente, queremos hablar de ésta última herramienta. Es una herramienta de test de coche pilotado en laboratorio. Los pilotos de reserva se pasan la vida en el simulador para desarrollar el coche y los pilotos titulares también tienen que hacer 20/30 vueltas antes de cada gran premio. Los simuladores profesionales para la F1 son máquinas de una sofisticación increíble. Llevan como una especie de airbags en el cockpit, como tienen los astronautas en sus trajes, que aprietan el cuerpo del piloto para imprimirle la misma fuerza G, que tienen en las curvas reales de los circuitos. Todo está cartografiado, hasta los baches. En los primeros test del año, como ha ocurrido en este año Jérez, podemos ver a los coches con extrañas antenas, que permiten transmitir desde el coche, muchísima más información, que durante las carreras. Uno de los trabajos más importantes es la calibración entre el nuevo coche y el simulador. A partir de ahí, el simulador se convierte en una herramienta imbatible. Cuando existe una correspondencia casi completa entre la pista y el coche real y sus respectivos virtuales, todo es posible.

El gamer campeón de Playstation Jann Mardenborough probando el Simulador de Red Bull 

Pare entender como se ganan las carreras en los simuladores pondremos un ejemplo. En Red Bull, en el GP de 2013, durante los entrenamientos del viernes P1 y P2, se dieron cuenta que necesitaban un segundo más, para intentar luchar por la pole. No consiguieron acabar en ninguno de los dos casos, entre los 5 primeros. Se enviaron los datos recogidos por los coches el viernes en pista a la central. Se desarrollaron nuevas piezas para el alerón delantero. El piloto de reserva, Buemi, las probó y evolucionó en el simulador, haciendo 400 vueltas y se enviaron al circuito. En P3 Vettel hizo 3º y en la calificación nuevamente 3º y acabó la carrera 2º.

Los simuladores del tipo de los llamados human in the loop testing (HIL), que utilizan las escuderías, están compuestos de los siguientes elementos:

1. Cabina: 6 grandes brazos hidráulicos (los mejores tienen hasta 8), permiten todo tipo de movimientos con gran precisión sincronizados con el software.
2. Servidores: 10 servidores multiprocesador con 60 GB de RAM y 5GB de datos nuevos por día se encargan de procesar toda la información y realizar los cálculos necesarios.
3. Módulo de base de datos de circuitos: actualizada constantemente. Existen empresas independientes que ofrecen estos datos.
4. Módulo de visualización multicanal: normalmente hablamos de una pantalla envolvente de 180º, donde recibe cinco señales de vídeo provenientes de cinco canales independientes sincronizados, desde cinco proyectores diferentes. Este módulo se dedica a la getstionar la visualización en función del comportamiento del coche y su conducción.
5. Módulo de audio: responde al comportamiento del motor y la pista para dar una mayor realismo a la simulación de 3.500 watios, 7.1 Dolby Sorround System.
6. Módulo de red: La comunicación entre todos los elementos software y hardware con un ancho de banda grande y baja latencia.
7. Módulo del prototipo del coche: este módulo de software es en el que están todas las características, lo que se denomina modelaje del vehículo, que provienen directamente del software de ingeniería. De esta manera, cada cambio en el desarrollo se refleja inmediatamente en el simulador en una integración continúa.
8. Modulo de motor: igual que el anterior, cualquier modificación el motor se 
9. Módulo de calibración y análisis: es el módulo en que sirve para sincronizar los desajustes entre los datos reales de pista y el comportamiento del simulador. Una vez está calibrado todo se analiza para saber si el coche hace mejores tiempos y las piezas no tienen efectos negativos colaterales.
10. Integración con hardware: todos los módulos de software tienen una capa de abstracción para gestionar los elementos de la cabina y el uso del hardware.
11. Estación de trabajo de los ingenieros: los ingenieros tienen una consola, normalmente con capacidad para 3, desde la que pueden asistir a la simulación analizando y realizando los cambios pertinentes, comunicándose por radio con el piloto.  

El simulador de este tipo de Ferrari es de la empresa Moog. Esta empresa trabaja en el tema desde 1982. Todo está parametrizado. Se pueden definir cosas tales como el grip de la pista. Ahora bien existen muchos tipos de simuladores, que no necesitan al piloto, como por ejemplo los de test de consumo de gasolina o de partes estructurales del coche. Además de los ya citados programas de simulador de piezas.

La consola de ingenieros del simulador de McLaren

Red Bull ha ganado muchas carreras en el simulador. Las carreras se simulan lo necesario. Vettel y todo el equipo ya sabían que iban a ganar, sólo tenían que copiar el set-up que había en el simulador y conducir de la misma manera. Y repetir lo que ha hecho en el simulador, en vez de improvisar, eso el alemán siempre lo ha hecho muy bien. Casi siempre que ganaba corría solo, como en el simulador, desde la pole hasta la victoria. Y si no, recordemos el ultimo GP de la temporada del 2012 en Brasil, cuando Vettel hizo un trompo al chocar con Senna, lo que le retrasó muchas posiciones. Vettel iba absolutamente perdido en la carrera, haciendo el ridículo y los ingenieros tenían, que explicarle constantemente por radio donde estaba y que tenia que hacer. Al final, acabó cuarto y por puntos ganó el mundial contra Alonso. Vettel es un piloto de simulador, el caos de la realidad se le atraganta, corre contra si mismo. No como Raikkonen que no quiere ni subirse a uno o como Alonso o Hamilton, que se motivan en la pista contra otros pilotos y hacen milagros. Vettel es un gran interprete del guión trazado por el equipo, Alonso es un creador de carreras. La precisión del simulador llega hasta 10 centésimas de segundo (5 centésimas más o menos, en el tiempo por vuelta). Cuando Alonso antes de una carrera dice la posición a la que puede aspirar, no sólo lo dice por una estimación genérica de su potencial, sino porque sabe exactamente el tiempo teórico por vuelta, que puede hacer en calificación y en carrera. Sabemos que McLaren tiene probablemente el mejor simulador, porqué es una empresa que también se dedica a desarrollar simuladores. Veremos si este año tiene las demás piezas del puzzle para hacer una buena temporada. Curiosamente Mercedes fue el último gran equipo en implementar un buen simulador.

Correr en un simulador es ya lo mismo, que correr en pista. Eso no es bueno ni malo, es. Playstation y Nissan iniciaron un programa  de desarrollo de pilotos, en el que querían llevar a un ganador de Play, a la competición real de coches. Fue el caso de Jann Mardenborough, que ganó el campeonato de la Nissan's GT Academy en 2011 jugando contra 90.000 gamers y acabó compitiendo en GP3. Por si alguien tenía dudas. Ya no hay diferencia entre lo real y lo virtual.

Jann Mardenborough compitiendo en la Nissan's GT Academy

De hecho, los ingenieros de software compiten con sus coches construidos y gestionados con sofisticadas aplicaciones, de las cuales mecánicos e ingenieros industriales son meros apéndices. Y que decir de los pilotos, si seguimos así, podríamos sustituirlos por chimpancés. Al menos, sería mucho más divertido. La F1 se parece hoy más a las carreras de coches radiocomandados con las que Pedro de la Rosa inició su carrera, que a la F1 mítica, de gasolina de mezcla que embriagaba, de motores de más de 1.000 CV, de cambio de marcha manual y de ruedas traseras enormes y no alineadas con las anteriores. Una cierta nostalgia si tiene uno, de cuando tenía seis años e iba a ver al admirado Jackie Stewart al circuito de Montjuich entre guad rails y balas de paja.

¿Bernie, vas a hacer algo al respecto?