Acronis, proveedor de datos del equipo NIO Formula E Team, ha desarrollado una herramienta de software inteligente y aprendizaje automático para reconocer las señales de los sensores defectuosos de los coches de competición, y así ampliar la seguridad y su tecnología.
Imagínese que un paciente está conectado a un monitor cardíaco. Está vivo, sano y se comporta de manera completamente normal, pero la imagen del monitor, una línea recta, indica un problema terminal. “Esto es lo que ocurre si hay un problema con uno de los sensores de nuestros coches”, explica Dave Chen, Jefe de Software de pista de la escudería NIO Formula E Team.
Chen añade: “Ese sensor podría ser crítico para el funcionamiento del coche. Si un sensor no funciona, podríamos ver solamente una línea recta. O peor todavía, podría estar dando mediciones contradictorias. Necesitamos llegar al origen del problema rápidamente”. Aquí entra el proveedor de soluciones de datos Acronis, que ha utilizado su experiencia para desarrollar una herramienta de software de inteligencia artificial/aprendizaje automático (IA/AA) para reconocer las señales de los sensores defectuosos.
Se recopilaron enormes cantidades de datos históricos de los sensores repartidos por todo el coche, se etiquetaron como «buenos» o «malos», para incorporarlos a los algoritmos de aprendizaje. Esta información incluía fallos de sensores complejos, como caídas de señal, datos «ruidosos» y calibración incorrecta. El resultado fue una sofisticada computadora que ha aprendido a identificar cuáles pueden ser los datos problemáticos. A partir de ahí, la herramienta señala los problemas de los sensores a los ingenieros de NIO.
Lo explica Dave Chen: «Nos permite detectar los problemas en los sensores y evita que perdamos tiempo en el análisis de información incorrecta». Los sensores para coches son parte integral de los coches de carreras del siglo XXI. Y podría decirse que en la Fórmula E son incluso más importantes que en otras competiciones de carreras de coches. Esto se explica porque las normas de la Fórmula E limitan a solo 20 las personas que pueden formar parte del equipo de pista. De ellos, unos 10 ingenieros (cinco por coche) intentarán mejorar los tiempos por vuelta analizando las montañas de datos que les envían los sensores de los coches.
Estos sensores se utilizan para medir toda clase de información: temperaturas, presiones y velocidades. Los sensores de los muelles y amortiguadores informan a los ingenieros de la dureza con la que está trabajando la suspensión y les da una idea de si una configuración distinta podría traducirse en un aumento de la velocidad.
Algunos sensores leen energía infrarroja para deducir la temperatura que alcanzan los frenos. Otros utilizan la velocidad de desaceleración para detectar si el coche ha sufrido un accidente. En ese caso desconectan el interruptor de potencia de la batería para aislarla y asegurarse de que los comisarios de pista no corren el peligro de sufrir una descarga eléctrica. Hay incluso siete sensores en los guantes de los pilotos para medir su frecuencia cardíaca y los niveles de oxígeno en sangre.
Los coches que utilizan los equipos de Fórmula E para las pruebas pueden llevar unos 150 sensores. Pero para controlar el gasto, garantizar una cierta paridad de rendimiento y, por lo tanto, carreras más ajustadas, los coches que compiten en la Fórmula E tienen limitado el número de sensores y solo pueden llevar entre 50 y 60.
Con un peso de entre 15 y 30 gramos cada uno, estos sensores tienen un tamaño equivalente a la mitad de una pila AA. A pesar de su pequeño tamaño, cada uno genera múltiples canales de datos. Los sensores repartidos por todo el coche envían la información a través de 2 km de cable a un registrador de datos que tiene el tamaño de una tablet, pero el grosor de un libro de bolsillo pequeño. Cuando el bólido se detiene en boxes, se descarga la información; cada coche genera alrededor de 200 MB de datos en la clasificación, y 1 GB durante la carrera.
Un factor diferenciador entre la Fórmula E y la Fórmula Uno es que la telemetría en «vivo» es extremadamente limitada. Por lo tanto, los ingenieros de la Fórmula E no pueden ver cómo se comporta un bólido en pista y considerar ajustes antes de poner las manos sobre él. Dave Chen, de NIO, explica: «Eso significa que tenemos que procesar los datos y hacer los cálculos más rápidamente para poder hacer los cambios físicos necesarios al coche. Los fallos en los sensores pueden hacernos perder un tiempo muy valioso».
Y aunque son vitales, la realidad es que los sensores fallan. «Son susceptibles al calor y a las vibraciones, en particular en la Fórmula E, donde las carreras se desarrollan en circuitos callejeros, que pueden tener bordillos agresivos en comparación con los circuitos construidos al efecto», añade Chen.
NIO no es ajeno al uso de inteligencia artificial/aprendizaje automático para resolver problemas. En su negocio de coches de carretera, los científicos e ingenieros de software de IA/AA de la empresa trabajan en problemas como la toma de decisiones, la predicción del comportamiento y la detección de eventos extraños para fabricar coches automáticos más competentes y seguros. Y la inteligencia artificial/aprendizaje automático ya se utiliza en coches de producción de NIO: los modelos ES8 y ES6 cuentan con NOMI, un asistente personal para coche que emplea IA para «aprender» los hábitos de los usuarios.
Para el equipo NIO Formula E Team, el uso de IA/AA se ha convertido en un componente igualmente fundamental. Según Dave Chen: «Pasamos casi todos los días examinando los datos que recopilamos de una forma casi forense. Estos coches están muy igualados en cuanto a los tiempos que consiguen por vuelta. Tienes que trabajar mucho para comprender cómo se comporta tu coche para mejorarlo. No detectar un sensor defectuoso y las pistas falsas que puede enviarnos nos hace perder oportunidades de mejorar el rendimiento del coche. A este nivel esto es algo que no podemos permitirnos».
