Jak dużo danych zbiera bolid? Pierwszy Polak w Formule 1, Marcin Budkowski, opowiada o jej naukowych kulisach

Do Formuły 1 trafił w 2001 r., pięć lat przed Robertem Kubicą. Gdy ten drugi wspinał się na szczyt, Marcin Budkowski pracował już nad aerodynamiką bolidu Michaela Schumachera w Ferrari.

Rozpoczynając studia na École Polytechnique, wiedział, że jego celem jest Formuła 1. Studiował we Francji, dokąd wyemigrował z rodziną na początku lat 80. jako pięciolatek.

– Od dziecka fascynowały mnie samoloty, helikoptery, wszystko, co było w ruchu. Pasję do Formuły 1 odkryłem pod koniec lat 80., oglądając z rodzicami rywalizację Francuza Alaina Prosta z Brazylijczykiem Ayrtonem Senną. Kibicowaliśmy Prostowi. Kto mógł przypuszczać, że poznam go osobiście w dorosłym życiu? – wspomina Marcin Budkowski.

Pierwszą pracę w Formule 1 zdobył właśnie w zespole Alaina Prosta (Prost Grand Prix) zaraz po studiach. Wtedy jednak nie miał bezpośredniego kontaktu z byłym kierowcą, ich relacja rozwinęła się znacznie później, gdy Budkowski pracował w Renault w latach 2017-2022, będąc osobą nr 2 w zespole.

Prost, będący wówczas specjalnym doradcą, zajmował się głównie rozmowami z mediami i kierowcami zespołu. Był to już czas w F1, gdy „nos” byłego wielkiego kierowcy nie miał znaczenia w procesie rozwoju bolidu – główną rolę odgrywały już wielkie serwery.

Wielkie serwery zmieniają Formułę 1… i nie tylko

– Formuła 1 to sport ultra technologiczny. Różnice między zespołami są minimalne, a każdy z nich to około tysiąca ludzi. Praca nad bolidem jest nieustanna. W przeciętnym bolidzie znajduje się około 17 tys. części, z czego połowa zostanie wymieniona w trakcie sezonu, a niektóre nawet pięć czy sześć razy. Rozwój bolidu opiera się na pomysłach, eksperymentach i pracy na torze, w tunelu aerodynamicznym oraz na komputerach. W porównaniu do moich pierwszych lat w F1 różnica jest ogromna, jak dzień i noc. Podczas treningów przed weekendami wyścigowymi bolid przesyła dane z nawet 2,5 tys. kanałów. Czujników jest mniej, ponieważ niektóre mierzą kilka parametrów jednocześnie. W trakcie wyścigów aktywnych kanałów jest około 800, co nadal generuje ogromne ilości informacji. Ludzki mózg nie poradziłby sobie z taką ilością danych, zwłaszcza gdy decyzje muszą być podejmowane błyskawicznie, tuż przed kwalifikacjami czy wyścigiem – wyjaśnia Marcin Budkowski.

Podczas treningów przed weekendami wyścigowymi bolid przesyła dane z nawet 2,5 tys. kanałów.

Takie „szaleństwo” zaczęło się kilkanaście lat temu. Bardzo bogate zespoły Formuły 1 zaczęły błyskawicznie wykorzystywać postęp technologiczny. Marcin Budkowski pracował wtedy w McLarenie, który jako pierwszy utworzył specjalny dział zajmujący się wykorzystaniem zaawansowanych metod analizy danych opracowanych przez zespoły F1 na potrzeby projektów zewnętrznych.

– Presja oraz pieniądze, z jakimi mieliśmy do czynienia w F1, sprawiły, że nasze umiejętności w analizie danych stały się tak zaawansowane, że zaczęły być wykorzystywane w innych dziedzinach życia. Na przykład biomedycyna używała ich do przewidywania zawałów serca czy innych chorób – to, co dziś mamy w zegarkach, wtedy było jeszcze w powijakach. My w F1 byliśmy już na bardzo zaawansowanym poziomie. Zespół Sauber miał kilkanaście lat temu komputer znajdujący się w pierwszej dziesiątce największych na świecie. Pamiętam też współpracę z reprezentacją Wielkiej Brytanii w rugby. McLaren stworzył dla niej specjalne koszulki wyposażone w liczne czujniki analizujące uderzenia, które otrzymywali rugbiści. Dzięki naszym modelom trenerzy wiedzieli, po ilu uderzeniach dany zawodnik zacznie tracić wydajność fizyczną i kiedy należy go zmienić – opowiada Marcin Budkowski.

Budkowski precyzuje, co ma na myśli, używając słowa „komputer”. Mówi o „ogromnych salach z kolumnami komputerów chłodzonych wodą”. Jeden taki serwer kosztuje kilkadziesiąt milionów dolarów i wymaga wymiany co dwa-trzy lata ze względu na postęp technologiczny. To tam odbywa się „data science”.

Np. CFD (Computational Fluid Dynamics, obliczeniowa mechanika płynów), czyli symulacje komputerowe opisujące, jak powietrze opływa bolid (bo powietrze to też płyn). To właśnie aerodynamika – istota Formuły 1, specjalność Marcina Budkowskiego. Wygenerowanie takiego docisku, by jak najszybciej pokonywać zakręty (prędkości na prostych są ważne, ale znacznie mniej). Działy aerodynamiki w zespołach F1 liczą ok. 200 osób i są „zespołami w zespole”. W McLarenie Budkowski był szefem takiego działu, który wtedy liczył 100 osób.

Wielkie „kolumny komputerów” stopniowo zmniejszyły wagę tuneli aerodynamicznych. Dzięki komputerom i CFD aerodynamicy mogli jeszcze lepiej rozumieć sposób opływu powietrza wokół pojazdu, ergo: jeszcze lepiej rozumieli, co i gdzie należy zmienić. W tunelach czujniki zakłócały przepływ, natomiast komputer pozwalał tego uniknąć. Wprowadza się do niego model geometrii bolidu z danymi, a następnie, używając równań rządzących aerodynamiką, przeprowadza symulacje.

Aż konieczny był interwencjonizm

Użyliśmy wcześniej słowa „szaleństwo” nie bez powodu. Rywalizacja w F1 w zakresie analizy danych stała się tak zacięta, że władze tej dyscypliny wprowadziły ograniczenia, aby bogatsze zespoły nie zyskiwały jeszcze większej przewagi nad biedniejszymi.

– Kiedyś Toyota miała dwa tunele aerodynamiczne, oba pracowały siedem dni w tygodniu, 24 godziny na dobę… Taka praca generowała gigantyczne koszty. Wprowadzono więc ograniczenia dotyczące liczby symulacji w tunelu aerodynamicznym i tych numerycznych na komputerach, które zespoły mogą prowadzić – wszystko po to, aby zapobiec dalszemu rozwarstwieniu stawki. Mówiłem już o tym, ile kosztuje jeden serwer i jak szybko trzeba je wymieniać… Wprowadzono także zasadę, według której zespoły znajdujące się niżej w tabeli otrzymują więcej czasu na pracę w tunelu aerodynamicznym i na symulacje komputerowe – tłumaczy Marcin Budkowski.

Wprowadzono ograniczenia dotyczące liczby symulacji w tunelu aerodynamicznym i tych numerycznych na komputerach, aby zapobiec dalszemu rozwarstwieniu stawki.

Pracował w McLarenie do 2014 r., a następnie na pomysły zespołów F1 patrzył jako ekspert w FIA, Międzynarodowej Federacji Samochodowej. Gdy dany zespół miał pomysł na techniczne udoskonalenia bolidu, zwracał się do Marcina Budkowskiego, aby ten wydał opinię, czy dane rozwiązanie będzie zgodne z przepisami F1. Poznał blisko najważniejszych ludzi tego sportu, zbudował sieć kontaktów i wzmocnił nazwisko.

W Renault Budkowski stał się osobą numer dwa w zespole. Odpowiadał za wszystkie departamenty techniczne, produkcję oraz decyzje inwestycyjne w fabrykach zespołu. Odszedł w 2022 r., nie dogadując się z nowymi władzami zespołu.

– Przepracowałem w F1 21 lat. Bardzo ciekawych lat, ale też bardzo wycieńczających. Właściwie trzeba poświęcić wszystko inne, pracuje się bez przerw. Nawet jeśli zdarzył się wolny weekend, to normą było odpisywanie na maile w soboty około północy. Im wyżej, tym więcej presji – mówi Marcin Budkowski.

Polska kontra Francja bolidami Budkowskiego?

Nie ma go już w Formule 1, ale od intensywnego rytmu pracy trudno mu się uwolnić – tak przynajmniej można pomyśleć, słuchając o jego planach i realizowanych projektach.

Próbuje stworzyć nową serię wyścigową, coś w rodzaju narodowych mistrzostw świata – bolidy byłyby jednakowe i zaprojektowane m.in. przez Marcina Budkowskiego.

– Nie byłoby McLarena czy Renault, tylko np. Polska, Francja itd. Bolidy byłyby nieco wolniejsze od F1, ale szybsze od tych z innych serii. Taki projekt wymaga jednak ogromnych pieniędzy i na razie wszystko trochę się zatrzymało, bo nie mamy tak potężnych inwestorów – tłumaczy Marcin Budkowski.

Jest ekspertem stacji Eleven Sports i menedżerem kilku młodych polskich kierowców. Doradza im, znajduje zespoły, negocjuje kontrakty i pomaga szukać sponsorów. Firmę zajmującą się opieką nad wschodzącymi talentami założył razem z Anthonym Kumpenem, wujkiem Maxa Verstappena, mistrza świata F1. Planuje również założyć fundację w Polsce, której celem będzie rozwój motorsportu.

– Pracujemy nad organizacją szkółek kartingowych w kraju, aby udostępnić wyścigi młodym kierowcom i znajdować nowe talenty. Chciałbym także zorganizować programy edukacyjne w szkołach, które opowiadałyby o motorsporcie – mówi Marcin Budkowski.

Sztuczna inteligencja a Formuła 1

Zastanawiamy się, do jakiej Formuły 1 trafią młodzi kierowcy, którym Marcin Budkowski pomaga rozwijać karierę. Jasne jest, że rozwój sztucznej inteligencji będzie miał ogromny wpływ na tę dyscyplinę sportu.

– Opowiem o czymś bliżej związanym ze ściganiem, czyli o strategii kierowców na dany wyścig: na którym okrążeniu zmienić opony, na jaki zestaw się zdecydować. Teoretycznie sztuczna inteligencja mogłaby podejmować te decyzje za człowieka. Ten proces decyzyjny już teraz jest bardzo skomplikowany, czego nie wszyscy kibice są świadomi. Po każdej jednej trzeciej okrążenia przeprowadzanych jest ok. 1,5 tys. symulacji Monte Carlo, aby przewidzieć, co może wydarzyć się dalej. Uwzględnia się mnóstwo danych, wprowadza do modelu to, co już miało miejsce w wyścigu, a system generuje różne scenariusze. Stratedzy zespołu wybierają kilka z nich i podejmują decyzję. Sztuczna inteligencja mogłaby jednak korzystać z danych pochodzących ze wszystkich rozegranych wyścigów w historii F1 i samodzielnie podejmować decyzje – wyjaśnia Marcin Budkowski.

Znów potrzebne mogą być specjalne regulacje.