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Neural Concept：從賽車到空中的AI風
Neural Concept：從賽車到空中的AI風
April 15, 2024
重點摘要：
- Neural Concept 公司在僅僅六年內取得巨大進步，從開發世界上最具空氣動力學的自行車到支援 Formula 1 賽車的技術升級。
- 他們的核心技術是「Neural Concept Shape」，一款基於機器學習的系統，提出和推薦空氣動力學建議，對賽車、汽車和航空航天行業都有廣泛應用。
- 該技術不僅幫助 Formula 1 車隊提高性能，還用於開發諸如電池冷卻板之類的產品，以提高能源效率。
新聞內文：
對於基於人力的初次實際應用而言，與賽車相比，這是一個漫長的道路。但這正是基於人工智慧的新創公司「Neural Concept」及其共同創辦人兼執行長Pierre Baqué在短短六年內所取得的巨大進步。在2018年，該公司新興的軟體幫助開發了世界上最具空氣動力學的自行車。如今，10支Formula 1車隊中有4支使用了同樣技術的升級版本。
在這一過程中，Baqué的公司與「空客」和「薩弗朗」等航空航天供應商簽署了合約，在2022年獲得了910萬美元的A輪融資。如今，總部位於瑞士的「Neural Concept」已有50名員工，正在朝著B輪融資的目標邁進，同時其軟體幫助威廉姆斯車隊等歷史悠久的F1車隊重返世界頂級賽車運動的巔峰。
然而，在進入Formula 1賽車領域之前，Baqué的技術的第一個實際應用是基於人力的。
踏板動力
2018年，Baqué正在洛桑聯邦理工學院的計算機視覺實驗室進行研究，致力於將機器學習技術應用於三維問題。
Baqué說：「我與一位領導團隊的人聯繫上了，他們正在設計第六代或第七代自行車，他們的目標是打破自行車速度世界紀錄」。那個人是Guillaume DeFrance，團隊是來自薩瓦大學的IUT Annecy。這個自行車隊已經經歷了半打自行車設計。
Baqué說：「兩天後，我給他們展示了一個幾乎看起來像當時的世界紀錄保持者的形狀」。團隊印象深刻，要求進一步的修改。結果是，根據Baqué的說法，這是「當時世界上最具空氣動力學的自行車」。
這是一個強有力的說法，但在2019年獲得了多項世界紀錄的支持。我們不僅僅談論減少風阻的翼型下管或鍍瓷飛輪。這輛自行車完全被罩住，騎自行車的人在一個複合材料的蛹中汗流浹背，完全遠離風的侵襲。
核心技術是一款名為「Neural Concept Shape」（NCS）的產品。這是一個基於機器學習的系統，提出和推薦空氣動力學建議。它屬於計算流體動力學（CFD）的廣泛範疇，其中高度訓練有素的工程師使用先進的軟體套組進行三維空氣動力學模擬。
CFD比雕刻實體模型並將其放入風洞要快得多。但它也非常消耗系統資源，並且在很大程度上依賴於人類做出明智的決定。
NCS的核心作用是幫助工程師避免潛在的空氣動力學問題，同時引導他們走向可能未曾考慮過的方向。例如，在「副駕駛模式」下，工程師可以上傳現有的3D形狀，提供一個起點。
然後，NCS將深入其神經網絡，提出改進或修改建議，就像在3D的冒險遊戲中選擇自己的道路。然後，人類工程師選擇最有前途的建議，並將其進一步進行測試和改進，透過反復運行的方式實現空氣動力學的輝煌。
不僅僅是「戰勝風」
NCS不僅對賽車有用，而且在汽車和航空航天行業也很有用。Baqué說：「在這些公司中廣泛應用的道路是緩慢的」，談論在相對保守的航空航天行業中工作時的情況。「這就是我們開始更多地與汽車行業合作的原因，那裡的需求有點更緊迫，他們會很快改變」。
Neural Concept與包括博世和馬勒在內的多家全球供應商簽署了合約。在汽車世界，空氣動力學日益關鍵，製造商正在尋找更加節能的汽車，以便從給定大小的電池組中獲得最大的行駛里程。
但這不僅僅是為了作弊。NCS還用於開發諸如電池冷卻板之類的產品，如果更有效，它們可以使電池保持在最佳溫度，而不會在此過程中消耗太多能量。 Baqué說：「可以取得巨大的進步」，意思是行駛更多的里程。
雖然這些技術的最終驗證始終是在路上，但最終的實驗室是「Formula 1」。自1950年以來，F1一直是全球賽車運動的現象。目前，F1正在經歷前所未有的受歡迎程度。
Netflix的力量
Netflix系列《Formula 1：勇往直前》將F1的興奮帶給了全新的觀眾。雖然該系列聚焦於車隊之間的內部政治和戲劇性，但在賽道上的成功更多地與空氣動力學有關。這就是Neural Concepts的作用。
在Reed Hastings的腦海中甚至還沒有出現Netflix之前，Baqué就開始觀看Formula 1。「自從David Coulthard和Michael Schumacher的時代，我一直都在看」。
今天，使用其公司軟體幫助開發的零件正在這個全球賽車運動的頂點上運行。 Baqué說：「這是一種巨大的成就感」。「當我創立公司時，我視這為一個里程碑。不僅僅是Formula 1，而是只要有零件是由軟體設計的就行。而且，是的，每次發生這種情況時，都是一種極大的成就感」。
Formula 1也是一個極度神秘的運動。與Neural Concept合作的四支車隊中，只有一支願意被識別為客戶，而即使是這一支也對整個過程保持了嚴格的保密。
威廉姆斯車隊是Formula 1中最著名的車隊之一。這個車隊於1977年由賽車傳奇人物法蘭克·威廉姆斯創立，他的車隊在1990年代非常占上風，包括從1992年到1994年連續三年，共贏得了五次車隊世界冠軍。
但與大多數體育運動一樣，對於Formula 1車隊來說，成功是循環的，現在，威廉姆斯正處於重建階段。該車隊在2022年賽季中完全垫底，去年僅上升至第七名。
NCS是幫助威廉姆斯重拾競爭優勢的工具之一。威廉姆斯的空氣動力技術負責人Hari Roberts說：「我們以各種方式使用這項技術，其中一些方式可以改善我們的模擬，而我們正在研究的其他方法將幫助我們第一次以CFD取得更好的結果」。
CFD模擬是耗時且昂貴的，這種情況被Formula 1的規定加劇了，該規定限制了車隊進行測試的能力。風洞中的實際時間受到嚴格限制，而且每個車隊還對他們可以用於開發車輛的計算時間的預算有限。
任何可以幫助車隊快速將其空氣動力設計成型的工具都是一個潛在的優勢，而NCS確實非常快。Baqué估計，通常需要一個小時的完整CFD模擬，通過NCS可能只需20秒。
並且，由於NCS並非運行實際的基於物理的計算，而是根據其空氣動力學學習的神經網路進行AI驅動的猜測，因此它在很大程度上免受F1的嚴格限制。 Roberts說：「我們可以做任何可以幫助我們提取更多知識，從而獲得更多性能的事情」。
但是車隊仍然必須為此支付費用。Baqué表示，NCS的成本因車隊的規模和訪問類型而異，但通常在10萬歐元至100萬歐元之間。考慮到F1車隊還在每年1350萬美元的年度成本上限下運作，這是一個相當大的承諾。
威廉姆斯的羅伯茨不願指出由於NCS軟體而帶來的任何具體部件或圈速提高，但表示它影響了他們車輛的性能：「這項技術是我們開發汽車空氣動力學的工具組的一部分。因此，我們無法直接將圈速歸因於它，但我們知道它幫助我們的相關性以及我們能夠調查新的空氣動力條件的速度」。
超越空氣動力學
人工智慧的不斷發展不會止步於此。有人提出讓人工智慧在賽事策略和甚至是車輛配置上發號施令。
Roberts說道：「隨著AI / ML行業的增長呈指數級增長，這是一個令人著迷的時刻」。「然而，這也是今天參與任何技術的人所面臨的一個真正挑戰。我們應該將時間花在探索、開發和採用哪些新工具上？」
這不是普通的「勇往直前」觀眾所感興趣的事情，但對許多F1粉絲來說，賽車背後的比賽才是真正引人入勝的劇情。
至於Neural Concept，該公司正在繼續深入發展汽車行業的非賽車方面，致力於開發更高效的電動馬達，優化車廂供暖和冷卻，甚至涉足碰撞測試領域。
Baqué表示，該公司的軟體可以幫助工程師優化汽車的抗撞性，同時去除不必要的重量。但是，目前，該公司只能對單個組件進行碰撞模擬，而不能對整個汽車進行模擬。他說：「這是我們幾乎達到性能極限的少數應用之一」。
也許EU不斷增長的AI超級計算平台的另一個應用？
新聞原址： https://techcrunch.com/2024/04/14/how-neural-concepts-aerodynamic-ai-is-shaping-formula-one/