مرحبا Giktayms! أقدم لكم ترجمة المقال "
تاريخ موجز للحوسبة في الفورمولا 1 ".
اليوم ، تستخدم فرق الفورمولا 1 الآلاف من أجهزة الكمبيوتر المتطورة لقياس ومراقبة وتحليل جميع جوانب السيارات المستخدمة في سباق الجائزة الكبرى. قام كريس ألكسندر ، مطور برامج فريق ماكلارين ، بتفصيل تاريخ تكنولوجيا الكمبيوتر في الرياضة.من الأجهزة الإلكترونية الخاصة إلى الخوادم الافتراضية التي لا تعد ولا تحصى في مراكز البيانات حول العالم ، انتشرت أجهزة الكمبيوتر في جميع جوانب هندسة الفورمولا 1. ولكن كيف وصلت التكنولوجيا إلى ذلك؟ مثل طبيعة الرياضة ، فإن رحلة أجهزة الكمبيوتر في الفورمولا 1 هي قصة السرعة والقوة.
1950s. كما يمكنك أن تتخيل ، لم تتأثر السنوات الأولى من الفورمولا 1 بشكل كبير بتطوير تكنولوجيا الكمبيوتر. في الواقع ، بدأت كأس العالم في عام 1950 ، وتم اختراع أول جهاز كمبيوتر قبل عام واحد فقط. تم إنشاء
الآلة الحاسبة الأوتوماتيكية لتخزين التأخير الإلكتروني
(EDSAC) في جامعة كامبريدج وتمت برمجتها بشريط مثقب بخمسة ثقوب. نظرًا لاستخدام التقنيات البدائية ، فقد احتل مساحة كبيرة مثل ماكلارين MP4-31s ، واستغرق الأمر عدة ساعات لإكمال أبسط برنامج!
الستينات. استمرت آلات الفورمولا 1 تتكون فقط من الأجهزة الميكانيكية المصممة على لوحات الرسم التقليدية من قبل المهندسين على نطاق واسع ، الذين كانوا مسلحين بأقلام الرصاص الميكانيكية ومجموعات غير عادية من الحكام الفرنسيين.
عندما تسابق بروس ماكلارين وديني هالم بسيارات ماكلارين في أواخر الستينيات ، كان الطيار أداة رئيسية في تحليل أداء الماكينة. يمكن أن يكون خطأ بسيط من الفارس ، أو سوء تقدير في فهمه لما تخبره به السيارة ، نتيجة خروج السباق بسهولة.
على سبيل المثال ، في عام 1967 في سباق موناكو الكبير ، توقف بروس في حفرة ، معتقدًا خطأً أنه بحاجة للتزود بالوقود. أشار جاك برابهام إلى خطأه. بالعودة إلى المعركة ، أنهى في النهاية المركز الرابع.
في سيارات الفورمولا 1 الحديثة ، يتم قياس آلاف المعلمات كل ثانية ، ويمكن للمهندسين على المسار وعلى القاعدة تحليل مشاكل الماكينة ، دون الحاجة إلى التوقف عند نقطة التوقف.
1970s. كان ذلك حتى السبعينيات ، عندما ساهم التقدم في تطوير المكونات الإلكترونية والمعالجات الدقيقة في إدخال ما نسميه اليوم الحواسيب الصغيرة. حدث هذا في عام 1975 ، عندما قدم ماكلارين لأول مرة القياس عن بُعد - جمع البيانات عن السيارة ، ولم تكن في الفورمولا 1 ، بل كانت ميزة الفريق في إنديكار. تم جمع 14 نوعًا مختلفًا من بيانات السيارة يمكن تفريغها في المرآب. لفهم أفضل ، هذا هو نفس الكمية من أنواع مختلفة من المعلومات التي يمكن للهاتف الذكي الحديث حول بيئتها إزالتها.
1980s. في 1980s ، جنبا إلى جنب مع الطفرة في أجهزة الكمبيوتر المنزلية ، بدأ تحسن كبير في التكنولوجيا الإلكترونية على متن الطائرة. نظرًا لحقيقة أن الأنظمة الإلكترونية والتناظرية أصبحت أخف وأصغر وأكثر قوة ، فقد تم استخدام الجوانب الرئيسية لأي معدات مثبتة على سيارات Formula 1 من قبل الفرق ، وخاصة الشركات المصنعة للمحركات ، لتنفيذ أنظمة أكثر تعقيدًا.
تم استخدام الإلكترونيات الأولى للقيام بمهام التحكم ، بالإضافة إلى القياس عن بعد ، من أجل تحسين موثوقية وتشغيل السيارة. أنظمة التحكم هذه هي رائدة الأنظمة التي يمكنك العثور عليها في جهازك الحديث. لقد ساعدوا في تحسين كفاءة المحرك وموثوقيته من خلال إجراء عمليات التشخيص والتتبع.
في الفورمولا 1 ، كانت الأنواع الأولى من هذه الأنظمة الإلكترونية على متن الطائرة فقط ، وكان عيبها هو عدم القدرة على نقل البيانات إلى المرآب. بدلاً من ذلك ، احتاج الفنيون إلى تنزيل البيانات من الذاكرة الموجودة على متن الطائرة فقط عندما كانت السيارة في المرآب. في البداية ، كانت هناك ذاكرة كافية فقط للفة واحدة ، لذلك تم إعطاء الطيار إشارة إضافية لتشغيل القياس عن بعد في اللفة المحددة ، وتم أخذ البيانات من السيارة عند العودة إلى المرآب. بدأت أجهزة الكمبيوتر الطويلة والمثبتة على الرف تشغل مساحة في المرائب ، بجوار الأدوات الميكانيكية التقليدية.
كانت هذه هي الخطوات التي ميزت بداية عصر المعلومات في الفورمولا 1.
ظهرت أنظمة التحكم الإلكترونية في المحرك أيضًا في أوائل الثمانينيات. عندما قدمت ماكلارين محرك TAG Turbo لـ
MP4 / 1E في عام 1983 ، تم تجهيزه بنظام بوش المتقدم الذي يجمع بين التحكم في الوقود والإشعال في نفس الوقت. سمح هذا للإلكترونيات بالتحكم في الطاقة والمناولة وكفاءة الوقود بدرجة أكبر بكثير مما كان ممكناً في السابق.
كان استخدام الوقود مسألة مهمة يجب معالجتها. في عام 1985 ، اقتصرت السيارات على 220 لترًا من الوقود دون التزود بالوقود. في عام 1986 تم تخفيض هذا الرقم إلى 195 لترًا ، مما يعني أن الاستخدام الدقيق والفعال للوقود أصبح مهمًا للغاية.
كانت
MP4 / 2B 1985 أول سيارة ماكلارين مجهزة بقارئ وقود إلكتروني متبقي في قمرة القيادة. باستخدام هذه التكنولوجيا ، كان آلان بروست أول من عبر خط النهاية في سباق سان مارينو الكبير ، بعد أن ذهب أيرتون سينا إلى لوتس وستيفان جوهانسون إلى فيراري ، الذين كانوا في المقدمة ، لكن نفد الوقود (في وقت لاحق تم استبعاد بروست عندما تبين أن سيارته كتلة دون المعدل الطبيعي).
ومع ذلك ، ظل النظام غير موثوق به. من المعروف أن بروست أهمل كل التحذيرات وفاز بلقبه العالمي الثاني في أديليد في عام 1986 ، على الرغم من حقيقة أن مؤشر الوقود كان عند علامة حمراء. لحسن الحظ بالنسبة للفرنسي ، كان المؤشر خاطئًا!
من المعروف أنه في جميع عناصر الفورمولا 1 ، تعد السرعة هي العامل الأكثر أهمية ، وانتظار تنزيل البيانات الفعلية من الجهاز استغرق الكثير من الوقت. في النصف الثاني من الثمانينيات ، أصبحت تدفقات البيانات الأولى متاحة في المرآب قبل أن تعود السيارة إلى الطائرة.
لقد كانت طفرة في القياس عن بعد - يمكن للسيارة استخدام الإشارات اللاسلكية لنقل البيانات الرئيسية حول مرور كل دائرة إلى المرآب. أصبحت هذه العينات الصغيرة من المعلومات متاحة للمهندسين قبل بضع دقائق من دخول السيارة إلى المرآب ، وبعد ذلك أصبحت الصورة الكاملة للبيانات المسجلة واضحة.
التسعينات. على الرغم من التقدم الذي حققته هذه الرياضة في الأربعين عامًا الأولى ، إلا أن التسعينات أصبحت "انفجارًا" في قدرات الحوسبة - سواء على الجهاز نفسه أو في الفريق بأكمله.
في عام 1993 ، ساهم نمو الحوسبة في استخدام تقنية "التحكم النشط" في الآلات. لقد كان عصر استخدام أنظمة تحكم إلكترونية أكثر من السيارات الحديثة: التعليق النشط زاد من استقرار الآلات. ساعد التوجيه المعزز الطيار ؛ يعمل نظام تعزيز الفرامل على تحسين الجر في الزوايا ، ويسهل نظام التحكم في الجر الخروج الأكثر سلاسة من الزوايا.
أصبح من الضروري جمع المزيد من البيانات من الجهاز وتحليلها بتردد أكبر من ذي قبل. تم تكليف هذا العمل بعدد من الحواسيب الأكثر قوة وعالية السرعة. مع نمو التقنيات على متن الطائرة ، بدأت تكنولوجيا تحميل وتفريغ البيانات في المرآب في التقدم. في المقابل ، أصبحت أنظمة الكمبيوتر في المصانع أكبر وأسرع.
في حين بدأ تنظيم استخدام التكنولوجيا المساعدة في السيارات ، ساهمت الرياضة في زيادة استخدام أجهزة الكمبيوتر في مناطق أخرى. كانت بداية إعادة هيكلة الرياضة ملحوظة.
في الوقت الحاضر ، تعتمد الفورمولا 1 على استخدام الإنترنت لنقل كل شيء - من القياس عن بعد إلى التلفزيون - في جميع أنحاء العالم ، بسرعة أكبر عشر مرات من الاتصال بالمنزل المعتاد.
في الستينيات ، عندما بدأ استخدام الأنظمة الإلكترونية للتو في الفورمولا 1 ، لم يتم اختراع الإنترنت بعد ؛ في عام 1969 ، قامت
ARPANET ، وهي أول شبكة واسعة النطاق ، بتوصيل أربعة أجهزة كمبيوتر في جامعات أمريكا. وفقًا لمعايير اليوم ، كانت هذه الشبكة بطيئة جدًا بحيث استغرق الأمر أكثر من خمس ساعات لنقل ملف موسيقي مدته ثلاث دقائق من جهاز إلى آخر.
في عام 2018 ، يمكنك نقل نفس كمية البيانات من حلبة سباق الجائزة الكبرى الأسترالية إلى حرم ماكلارين للتكنولوجيا في مائة ثانية فقط!
نظرًا لقيود عدد الأفراد المسموح لهم بحضور الأحداث وعدد المعدات التي يمكن نقلها حول العالم ، أصبح بإمكان الفرق الهندسية في كل قاعدة الوصول إلى نفس البيانات مثل زملائهم على المسار.
يتم إرسال بيانات القياس عن بُعد في الوقت الفعلي عندما تكون السيارة على المسار ، مما يمنح المهندسين الفرصة للعمل معًا لتحليل المعلومات التي تم جمعها ، وكذلك مشاركة البيانات بين المصنع والمسار. السرعة في هذه العملية مهمة جدًا لجمع أكبر قدر ممكن من البيانات المفيدة لجلسات التدريب القصيرة والمكثفة التي تقام قبل سباق الجائزة الكبرى.
أجهزة الكمبيوتر المستخدمة في الفورمولا 1 الحديثة هي بلا شك واحدة من الأفضل.
تتيح أجهزة الكمبيوتر المحمولة فائقة الحمل للمهندسين الوصول إلى أدوات البيانات والنمذجة والتحليل اللازمة لتحسين أداء الماكينة للحدث التالي. تمكن محطات العمل عالية الأداء الفرق القائمة على النظام من معالجة المواقف المعقدة والمعقدة بسرعة باستخدام البيانات من مصادر مختلفة. تسمح البرامج الخاصة مثل
SAP HANA للمهندسين بمعالجة آلاف دوائر البيانات عن طريق جلب المعلومات التي يمكن أن تساعد في تحسين أداء سيارة سباق في عطلة نهاية الأسبوع.
أيضًا ، مجموعات الأجهزة المصممة خصيصًا - مجموعات من عشرة إلى مئات أجهزة الكمبيوتر التي تعمل معًا في حل المشكلات الرياضية المعقدة - أنظمة CFD المستخدمة لتحسين المكون الديناميكي الهوائي للسيارة ، وكذلك استخدام جهاز محاكاة يسمح لك بتطوير السيارة عندما لا يكون السائق على الطريق الصحيح .
بالإضافة إلى أجهزة الكمبيوتر المادية ، تستخدم جميع الفرق الحوسبة السحابية: على عكس أجهزة الكمبيوتر التقليدية ، تعد أجهزة الكمبيوتر السحابية افتراضية تمامًا ، وتعمل في مراكز البيانات الضخمة الموجودة حول العالم ، ويتم الوصول إليها عبر الإنترنت.
عندما يحتاج فريق من المهندسين إلى حل مشكلة معقدة ، أو تحليل كميات كبيرة من البيانات ، يمكن أن توفر السحابة الآلاف من أجهزة الكمبيوتر الافتراضية هذه لحل المشكلة بسرعة. توفر هذه التقنية سرعة هائلة ونطاق ترددي مع قدرة حوسبة لا يمكن مقارنتها بأجهزة الكمبيوتر في مصنع أو على مضمار. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تنظيم اتصالات خاصة عبر الإنترنت ، مما يسمح بتوفير نقل بيانات عالي السرعة بين الفريق والخوادم السحابية ، بالإضافة إلى حماية من الدرجة الأولى للمعلومات الحساسة.
يستخدم مهندسو الفورمولا 1 برامج خاصة متطورة لا يمكن العثور عليها على أجهزة الكمبيوتر المنزلية والمكتبية.
في McLaren ، قمنا بتطوير نظامنا الأساسي لتحليل البيانات وتعديلها الذي يمنح كل مهندس في الفريق إمكانية الوصول إلى بيانات النظام. تجمع هذه المنصة بين الوصول إلى مجموعة كبيرة ومتنوعة من البيانات ، من السيارات على مسار سباق الجائزة الكبرى ، إلى الدوائر التي يمر بها طيارو الاختبار على جهاز المحاكاة ؛ من البيانات الديناميكية الهوائية المتولدة في نفق هوائي إلى اختبارات المعدات المتخصصة لمكونات الماكينة الفردية ، مثل القابض أو المكابح.
نظرًا لحقيقة أنه يمكن الوصول إلى جميع هذه البيانات بنفس الطريقة ، يمكن تطوير أدوات بحثية وتحليلية جديدة بسهولة لتلبية احتياجات الطوارئ التي يمكن أن تظهر في البيئة سريعة التغير في الفورمولا 1. كما توفر هذه المنصة أساسًا قويًا للعديد من التطبيقات المتخصصة عالية الأداء. مصممة لتخصصات هندسية محددة. تقريبا كل مجموعة هندسية في الفريق - من التعليق ، المكابح والهيكل إلى مهندسي السباقات - لديها مجموعة خاصة بها من أدوات البرمجيات التي تساعدهم على تحليل البيانات الأكثر أهمية بالنسبة لهم.
لقد أدى استخدام أجهزة الكمبيوتر في الفورمولا 1 إلى تغيير وجه الرياضة وقد ساهم بشكل لا يُقاس في العملية الهندسية لتطوير السيارات السريعة. تستمر الفرق في دفع حدود تقنيات التعديل والتطوير والتحليل ، وتتسابق مع الآلات المضبوطة والمحسنة بشكل صحيح.
الفورمولا 1 ، مثل تكنولوجيا الكمبيوتر والبرمجيات المستخدمة فيه ، تتطور بسرعة هائلة لتلبية مهام التصميم والهندسة المتغيرة باستمرار.