F1賽車（一級(jí)方程式賽車）是一項(xiàng)最具技術(shù)含量的運(yùn)動(dòng)。沒(méi)有之一。
一百多年來(lái)，賽車運(yùn)動(dòng)堪稱汽車、石油、輪胎技術(shù)的孵化器。如今，新能源、數(shù)據(jù)、智能正驅(qū)動(dòng)F1進(jìn)入更新的極限。
“混合動(dòng)力”革命
為了實(shí)現(xiàn)F1賽事2030年實(shí)現(xiàn)凈零排放，國(guó)際汽車聯(lián)合會(huì)將對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料和電池系統(tǒng)做出變革。
2026年，F(xiàn)1賽車將開(kāi)始全部使用生物質(zhì)燃料，而且將內(nèi)燃機(jī)的能量回收管理系統(tǒng)，從MGU-H切換到MGU-K，讓電池動(dòng)力在其中所占的份額從30%增加到50%，但同時(shí)會(huì)保持不低于1000馬力的功率。
這是更一個(gè)高效的能源轉(zhuǎn)換與利用系統(tǒng)，使用生物質(zhì)燃料，從現(xiàn)在的100公斤減少到大約70-80公斤，相比之下，電力增加了，內(nèi)燃機(jī)與電力的功率之比達(dá)到了50：50。這也符合零碳與電動(dòng)的技術(shù)趨勢(shì)。
（來(lái)源：氣候變化知識(shí)）
F1賽車將可能燃燒“地溝油”。目前，F(xiàn)1要求其賽車使用 E10 燃料，其中至少包含 10% 的第二代乙醇。然而，F(xiàn)1 計(jì)劃在 2026 年前將這一比例提升至 100%。根據(jù)其官方網(wǎng)站的說(shuō)法，F(xiàn)1 希望生產(chǎn)一種“第二代”的“即用型”（drop-in）生物燃料。這種燃料完全由食物殘?jiān)蛏镔|(zhì)廢料制成，可以直接添加到發(fā)動(dòng)機(jī)中使用，無(wú)需進(jìn)行額外改造。
這一重大改變，將激發(fā)新一輪F1賽車混合動(dòng)力的創(chuàng)新，法拉利、梅賽德斯和雷諾已經(jīng)承諾繼續(xù)留在這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)中，本田與紅牛分家，選擇單獨(dú)回歸，而福特將與紅牛動(dòng)力總成合作，奧迪將首次加入。
F1賽事將在2030年實(shí)現(xiàn)零排放，但在F1的巨大碳足跡中，只有大約0.7%的排放量來(lái)自賽道上的汽車本身。更大的部分是物流、運(yùn)輸和F1汽車的生產(chǎn)。如果F1想在2030年實(shí)現(xiàn)零碳排放，還要做出巨大的改變。
F1想了很多辦法，如在運(yùn)營(yíng)比賽的船舶、飛機(jī)和車輛中使用生物燃料，但由于使用了無(wú)數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)，所以很難進(jìn)行監(jiān)管。大多數(shù)車輛與超過(guò)20%的生物燃料混合物不相容，所以它幾乎是無(wú)效的。
改用生物燃料，只能在賽場(chǎng)和電視上最直觀地向公眾傳遞零碳的信息，但不會(huì)對(duì)F1的碳足跡產(chǎn)生明顯的影響。F1比賽要在2030年實(shí)現(xiàn)碳中和，必須與能源與交通的綠色轉(zhuǎn)型系統(tǒng)性地結(jié)合在一起。
2026年，F(xiàn)1賽車敢將變得更加精巧，軸距長(zhǎng)減少到 3400毫米 ，寬度減少到1900毫米 ，重量減少至768公斤 ，在賽車場(chǎng)上更加靈活、更多的超車技巧、更多基于能量轉(zhuǎn)換控制和大數(shù)據(jù)的賽車手策略?？傊?，這項(xiàng)人類與機(jī)器完美融合的競(jìng)技，將達(dá)到更高的境界。
大數(shù)據(jù)轟鳴
F1與奧運(yùn)會(huì)、世界杯合稱世界三大體育賽事，但F1的技術(shù)拔尖，首先體現(xiàn)于轉(zhuǎn)播技術(shù)。
身臨F1賽車場(chǎng)，賽車迷們都是為了體驗(yàn)?zāi)欠N令人興奮的轟鳴所傳遞的速度與激情。每年F1大賽，親臨上海F1賽車場(chǎng)的國(guó)內(nèi)外觀眾和車迷，人數(shù)在20萬(wàn)到30萬(wàn)之間。
為了給觀眾帶來(lái)身臨其境的立體聲體驗(yàn)，每場(chǎng)F1比賽都會(huì)部署120個(gè)攝影機(jī)位，包括90多個(gè)車載攝像機(jī)、28個(gè)賽道攝像機(jī)等，用于采集比賽全景、車手近景、過(guò)彎攻防、維修區(qū)換胎等不同視角的精彩畫(huà)面。賽道周圍還會(huì)部署140多個(gè)定制麥克風(fēng)，還有20個(gè)賽車排氣管麥克風(fēng)的音頻信號(hào)，為觀眾提供每輛賽車的立體聲音頻。
上百路音視頻信號(hào)收進(jìn)導(dǎo)播中心，不僅對(duì)于導(dǎo)播本人是個(gè)巨大的考驗(yàn)，如此龐大的數(shù)據(jù)傳輸也對(duì)賽事技術(shù)提出了挑戰(zhàn)。
每個(gè)比賽周末共產(chǎn)生約500TB的數(shù)據(jù)，賽季內(nèi)會(huì)生產(chǎn)超過(guò)400個(gè)小時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)直播和超200小時(shí)的后期制作內(nèi)容，供全球180個(gè)地區(qū)的廣播公司向十多億觀眾直播與轉(zhuǎn)播。
但F1完全不借助賽事舉辦地支援，全部動(dòng)用自主團(tuán)隊(duì)，因?yàn)镕1組織者擁有全球最先進(jìn)的轉(zhuǎn)播技術(shù)和合作伙伴。
在賽道上收集的所有內(nèi)容信號(hào)，會(huì)首先回傳到比賽現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)搭建的導(dǎo)播中心——賽事技術(shù)中心ETC（Event Technical Center）。這里的工作人員負(fù)責(zé)監(jiān)控所有賽車的畫(huà)面、聲音和數(shù)據(jù)，再通過(guò)這個(gè)樞紐傳回到英國(guó)M&TC（Media & Technology Centre）媒體與技術(shù)中心團(tuán)隊(duì)，由他們接棒完成畫(huà)面的實(shí)時(shí)切換、包裝和轉(zhuǎn)碼分發(fā)等直播任務(wù)，最后把信號(hào)傳輸給全球180個(gè)地區(qū)的60個(gè)不同的廣播公司，整個(gè)過(guò)程延遲不會(huì)超過(guò)0.15秒。
（來(lái)源：Lenovo）
聯(lián)想為F1提供了全球移動(dòng)部署的轉(zhuǎn)播技術(shù)支持，在大數(shù)據(jù)的賽道上，全程參與了“速度與激情”的競(jìng)技。全年下來(lái)，各大洲24個(gè)城市的比賽，每個(gè)比賽周，賽道旁都會(huì)部署聯(lián)想的邊緣計(jì)算設(shè)備，快速采集并存儲(chǔ)所有數(shù)據(jù)。
風(fēng)馳電掣的賽車，顯示到屏幕上，就是那些精確到讀秒小數(shù)點(diǎn)后三位的賽車計(jì)時(shí)。賽道布下了地面導(dǎo)線，賽車輪子一旦壓過(guò)，車身上的位置雷達(dá)收發(fā)器就會(huì)記下數(shù)據(jù)。賽道信號(hào)的收集和傳輸，通過(guò)部署在臨近賽道的最小工作站Thinkstation P3 Tiny，實(shí)時(shí)將F1計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)的畫(huà)面?zhèn)鬏斀o各車隊(duì)、FIA（國(guó)際汽車聯(lián)合會(huì)）、廣播公司和評(píng)論員。
F1技術(shù)團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)直播數(shù)據(jù)的采集和處理包裝，使得觀眾直播畫(huà)面上會(huì)呈現(xiàn)這些瞬息萬(wàn)變的數(shù)據(jù)，比如賽車速度、賽手排名、賽道信息、疊層跟蹤、AR特效等。
這些數(shù)據(jù)傳到ETC，聯(lián)想的高性能工作站支持CAD設(shè)計(jì)、圖形創(chuàng)建和編輯，使F1賽事的實(shí)時(shí)建模轉(zhuǎn)播更加快速高效，一幀畫(huà)面在16.7毫秒內(nèi)就可以完成渲染。疊層的渲染來(lái)自場(chǎng)上的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，有的來(lái)自賽道、有的來(lái)自遙測(cè)、還有AR跟蹤特效顯示賽車狀態(tài)……這些數(shù)據(jù)以60Hz回傳到英國(guó)M&TC完成動(dòng)態(tài)渲染，再與實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面疊加，就形成了跳動(dòng)閃爍、快速切換的賽事屏幕，最多的時(shí)候15-20個(gè)畫(huà)面同時(shí)展示在同一瞬間的屏幕上。
針對(duì)復(fù)雜的后期制作、AR技術(shù)包裝等挑戰(zhàn)，聯(lián)想ThinkStation P620擁有64個(gè)CPU核心，通過(guò)業(yè)界領(lǐng)先的128條PCIe 4.0通道，支持2個(gè)頂級(jí)專業(yè)GPU顯卡，可極大縮短渲染合成時(shí)間，保障圖像和數(shù)據(jù)無(wú)延遲融合，給觀眾帶來(lái)更多樣的觀賽體驗(yàn)。在F1直轉(zhuǎn)播中延時(shí)可以做到小于170毫秒，直接與普通直播拉開(kāi)20多倍的差距。
聯(lián)想集團(tuán)董事長(zhǎng)兼CEO楊元慶表示：“聯(lián)想集團(tuán)將為人類歷史上規(guī)模最大的體育和娛樂(lè)賽事提供支持——這些賽事將擁有更多受眾、參賽國(guó)家，以及前所未有的全球數(shù)據(jù)處理和技術(shù)需求?！?/p>
AI賽道
把F1賽車的速度與激情推到新的極致，還得靠AI。
每個(gè)車隊(duì)長(zhǎng)得越來(lái)越像一家AI賽車初創(chuàng)企業(yè)，都要有一名首席技術(shù)官或者信息官，一名數(shù)據(jù)科學(xué)家及分析團(tuán)隊(duì)，還有一個(gè)用來(lái)模擬的數(shù)字孿生系統(tǒng)，他們也要訓(xùn)練自己的模型，然后把它應(yīng)用到訓(xùn)練和比賽當(dāng)中。對(duì)于每個(gè)車隊(duì)來(lái)說(shuō)，封閉的賽車場(chǎng)，也是其數(shù)據(jù)訓(xùn)練與反饋的閉環(huán)。
每輛 F1 賽車都包含 300 個(gè)傳感器，這些傳感器每秒鐘能生成從汽車傳輸?shù)骄S修站的 110 萬(wàn)個(gè)遙測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)在云上75年的歷史比賽數(shù)據(jù)相結(jié)合，為賽車手提供比賽策略，也為車迷和觀眾創(chuàng)造了更加豐富生動(dòng)的體驗(yàn)。
威廉姆斯車隊(duì)已經(jīng)招募了一支團(tuán)隊(duì)來(lái)研究AI和機(jī)器學(xué)習(xí)，負(fù)責(zé)人詹姆斯·沃爾斯 (James Vowles)認(rèn)為，F(xiàn)1賽車使用AI技術(shù)，是一種現(xiàn)實(shí)的選擇：“數(shù)據(jù)正在呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，人類已經(jīng)無(wú)法吸收一輛車傳來(lái)的所有數(shù)據(jù)，” AI能減少?zèng)Q策過(guò)程中的冗余信息，減少工作量，并最大限度地減少浪費(fèi)。
法拉利車隊(duì)試圖用AI來(lái)模擬車上的速度傳感器，每個(gè)成本約為 10,000 美元，每個(gè)賽季更換數(shù)次。虛擬化這些傳感器不僅可以節(jié)省預(yù)算，還可以減輕汽車重量，同時(shí)仍可收集優(yōu)化駕駛員和汽車性能所需的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。AI還可以分析大獎(jiǎng)賽期間車內(nèi)的車載錄像，F(xiàn)1 向所有車隊(duì)開(kāi)放這些錄像，一個(gè)深度學(xué)習(xí)模型可以估算轉(zhuǎn)向角度，就能分析車手在轉(zhuǎn)彎中的平衡行為，還可能發(fā)現(xiàn)與對(duì)手之間的差距。
工程師們將人工智能與計(jì)算流體力學(xué)（CFD）結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了更精確的模擬效果，幫助國(guó)際汽聯(lián)做出了一項(xiàng)重要的規(guī)則修改，讓比賽中的超車增加了 30% ，更具觀賞性。
最重要的是幫助車手在瞬息萬(wàn)變中決定比賽策略。例如進(jìn)站時(shí)機(jī)和輪胎選擇等，這些每場(chǎng)比賽中都必須做出的決定，往往決定比賽的勝負(fù)?！斑@是一場(chǎng)相當(dāng)復(fù)雜的博弈，涉及許多不同的變量，”法拉利和威唐廉姆斯車隊(duì)的前工程利斯梅德利（Rob Smedley）認(rèn)為，“而其中可能會(huì)出現(xiàn)一個(gè)觸發(fā)變量，比如一次進(jìn)站或安全車的出現(xiàn)，會(huì)徹底改變局勢(shì)。AI在這里非常重要，它能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行整合和理解，從而影響全局?！?/p>
F1在世界各地?fù)碛?億粉絲，15億觀眾，全年收視達(dá)600億次。F1 為全球24條賽道制作電視轉(zhuǎn)播畫(huà)面，越來(lái)越依賴AI，應(yīng)用范圍從視頻回放的鏡頭選擇，到剪輯素材用于實(shí)時(shí)發(fā)布到社交媒體等方方面面。AWS和Salesforce在合作，為不同地區(qū)和年齡等人群，制作和提供個(gè)性化的內(nèi)容。在獲得年輕粉絲和女性粉絲方面已經(jīng)取得了成功。
（來(lái)源：AWS）
“轉(zhuǎn)播F1最難的地方在于：我們要同時(shí)跟蹤的是場(chǎng)地范圍極大的賽道上20輛賽車，它們以每小時(shí)350公里的速度你追我趕，這與體育場(chǎng)中的比賽完全不同，后者的所有動(dòng)作都發(fā)生在你眼前，”F1轉(zhuǎn)播與媒體總監(jiān)迪恩·洛克（Dean Locke）表示?！氨荣愡M(jìn)行中以及剛結(jié)束時(shí)，觀眾對(duì)內(nèi)容的渴望非常強(qiáng)烈，”他補(bǔ)充說(shuō)，“機(jī)器學(xué)習(xí)可以在敘事和圖形展示等方面真正幫助我們?！?/p>
例如，最近推出的一項(xiàng)電視圖形功能，可以顯示車手在某個(gè)彎道因失誤而損失的時(shí)間；另一個(gè)則能預(yù)測(cè)兩位車手之間即將展開(kāi)纏斗的時(shí)間點(diǎn)。
海量的數(shù)據(jù)不僅來(lái)自內(nèi)容，而且來(lái)自輪胎數(shù)據(jù)、天氣信息、賽道條件，這些都可以用來(lái)預(yù)測(cè)和實(shí)時(shí)分析來(lái)規(guī)劃最佳決策方案。例如，如果風(fēng)向發(fā)生了變化，這會(huì)如何影響空氣動(dòng)力學(xué)性能？可以對(duì)賽車進(jìn)行哪些改變來(lái)緩解這種影響？或者賽道配置的變化會(huì)如何影響燃油消耗？動(dòng)態(tài)分析大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以主動(dòng)強(qiáng)調(diào)比賽策略，越來(lái)越成為各車隊(duì)的必備技術(shù)。
阿斯頓馬丁阿美公司已經(jīng)開(kāi)始用機(jī)器學(xué)習(xí)算法融合輪胎、天氣和軌道狀況的數(shù)據(jù)，通過(guò)預(yù)測(cè)分析來(lái)優(yōu)化決策。
F1科技正引領(lǐng)智能在整個(gè)體育賽事中的應(yīng)用。聯(lián)想集團(tuán)已經(jīng)成為FIFA官方技術(shù)合作伙伴，將幫助FIFA提升其IT系統(tǒng)及智能化水平，服務(wù)賽事包括在加拿大、墨西哥和美國(guó)舉辦2026年FIFA世界杯，以及將在巴西舉辦的2027年FIFA女足世界杯。
F1科技代表了低碳化與智能化的趨勢(shì)，也許會(huì)有更多中國(guó)的汽車廠商和科技公司，將參與其中。
參考：
https://aws.amazon.com/sports/f1/?nc1=h_ls
https://www.wired.com/sponsored/story/every-second-counts-inside-scuderia-ferraris-ai-and-data-tech/
https://www.formula1.com/en/latest/article/explained-2026-power-unit-regulations-fia.68izKQ2tn1voQPWvgLVMXN
https://www.ft.com/content/3586067f-27c3-4f62-946d-670585ae830d
https://www.greencarcongress.com/2014/01/20140122-f1.html
https://global.honda/en/tech/motorsports/Formula-1/Powertrain_MGU-H_MGU-K/
https://allf1.in/top-10-things-about-2026-engine-regulation/
熱門跟貼