日產(chǎn)如何塑造電動(dòng)方程式賽車的未來?


有一種誤解,即 E 級(jí)方程式在某種程度上比一級(jí)方程式賽車結(jié)構(gòu)更簡單、速度更慢、駕駛更容易。然而事實(shí)并非如此。
與了解如何發(fā)揮內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力相比,電動(dòng)賽車在賽道上需要處理的事情更為復(fù)雜。隨著塞車運(yùn)營成本上限規(guī)定的出臺(tái),電動(dòng)賽車更加注重細(xì)節(jié)上的競爭,日產(chǎn)很清楚這一點(diǎn)。
“我們生產(chǎn)電動(dòng)車已有 70 年的歷史,我們在 11 年前推出了第一款量產(chǎn)的Nissan Leaf。日產(chǎn)生產(chǎn)了 50 萬輛電動(dòng)車,電氣化的領(lǐng)導(dǎo)者和先驅(qū)。對(duì)于我們來說,作為電動(dòng)汽車賽車運(yùn)動(dòng)的頂峰,電動(dòng)方程式是檢測和推廣電動(dòng)車技術(shù)的重要種方式。"日產(chǎn)全球賽車運(yùn)動(dòng)總監(jiān) Tommaso Volpe解釋道?!俺诵麄鳎彩请妱?dòng)車知識(shí)產(chǎn)權(quán)生產(chǎn)和技術(shù)研發(fā)的平臺(tái),對(duì)我們的核心業(yè)務(wù)有促進(jìn)作用?!?/p>
日產(chǎn)正在進(jìn)行一項(xiàng)基于賽車運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)科學(xué)和神經(jīng)科學(xué)項(xiàng)目。
在此之前,簡要說明尼桑除了成功的營銷之外,還從 FE 中獲得了什么。

“要使動(dòng)力轉(zhuǎn)換效率提升至極致,需要做好能源管理”,Tommaso Volpe解釋,“變速箱的熱效率接近 100%?,目前是97%、98%。電機(jī)也是如此。它在 95-100% 之間。我們無法透露數(shù)字,但可以讓您了解我們達(dá)到的效率水平。電動(dòng)方程式中的能源管理軟件非常復(fù)雜,在賽車上積累了很多經(jīng)驗(yàn),我們可以將這些經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)移到我們商業(yè)汽車的開發(fā)中。電動(dòng)方程式是成功的,它具有最佳效率和最復(fù)雜能源管理,這是我們?yōu)楹卧谶@項(xiàng)賽車運(yùn)動(dòng)中花那么多錢的的原因。”
“大致上,我們的每一分錢的投入都用于核心技術(shù)研發(fā)?!?br/>
日產(chǎn)最新的研發(fā)關(guān)注到車手的神經(jīng)系統(tǒng)。
Brain to Performance 項(xiàng)目在經(jīng)過數(shù)月的規(guī)劃后于 7 月宣布,其宣稱:“使用先進(jìn)的大腦成像和分析來剖析車手的動(dòng)作細(xì)節(jié)。該計(jì)劃旨在制定優(yōu)化訓(xùn)練,加強(qiáng)與駕駛賽車相關(guān)的大腦功能的研究?!?br/>
該項(xiàng)目的首要研究對(duì)象是日產(chǎn)的電動(dòng)方程式賽車手 Sebastien Buemi 和 Maximilian Gunther。
19世紀(jì)90 年代邁克爾·舒馬赫提高了賽車手的健康標(biāo)準(zhǔn),在20世紀(jì)出賽車手們用模擬器來提升訓(xùn)練質(zhì)量,然后在20世紀(jì)10年代越來越多的人聘請(qǐng)了心理咨詢師。而在接下來的十年里,日產(chǎn)會(huì)在性能科學(xué)方面邁出下一步。

日產(chǎn)的高級(jí)創(chuàng)新研究員 Lucian Gheorghe 博士是這項(xiàng)研究的領(lǐng)導(dǎo)者,他發(fā)表了20余 篇關(guān)于解剖大腦研究、腦機(jī)接口和駕駛行為的文章。他希望人車間的聯(lián)系能更加密切。
首先,他率先將大腦活動(dòng)監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用于汽車駕駛,監(jiān)測實(shí)時(shí)大腦活動(dòng),并通過算法預(yù)測駕駛員接下來在駕駛中會(huì)做什么,然后告訴汽車為該輸入做好功能準(zhǔn)備。
Brain to Vehicle 專注于大腦皮層活動(dòng)——當(dāng)我們做動(dòng)作我們的身體時(shí)會(huì)發(fā)生什么,以及該活動(dòng)在大腦中的哪個(gè)位置產(chǎn)生反應(yīng)。
“當(dāng)我們的期望沒有得到滿足時(shí),我們的大腦中有一些神經(jīng)都以相同的方式激活,”Gheorghe 解釋道。“因此,我們可以通過神經(jīng)活動(dòng)標(biāo)記賽車的活動(dòng)。通過導(dǎo)航提出建議,詢問是否制動(dòng)或加速,然后駕駛員選擇同意或不同意該行動(dòng)。
“然后我們可以看到大腦皮層在做動(dòng)作之前的變化。我們可以看到車手對(duì)不同的賽車契合差異而產(chǎn)生的神經(jīng)反應(yīng)。

“希望能在剎車方式、剎車位置差異中找到一些模型或一些細(xì)節(jié),設(shè)立響應(yīng)的訓(xùn)練計(jì)劃,以更好地控制速度等?!?br/>
“Brain to Performance 基本上是利用我們在長期研究項(xiàng)目中開發(fā)的工具,并嘗試開發(fā)新工具,這些工具首先有望幫助我們的 FE 車手提高他們的能力。也許在未來的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)將幫助我們的大多數(shù)客戶更好地駕駛。”
但要使研究數(shù)據(jù)有意義以便得出結(jié)論,關(guān)鍵是要有廣泛且具有代表性的樣本,并且長期監(jiān)測。目前,只有 2 名車手參與項(xiàng)目,而且日產(chǎn)也不可能將海量的商用汽車駕駛員納入其中。數(shù)據(jù)保護(hù)相關(guān)法規(guī),使任何試圖擴(kuò)大研究對(duì)象的嘗試變得非常困難。

“我不得不要求所有電動(dòng)方程式團(tuán)隊(duì)加入該計(jì)劃,使用統(tǒng)計(jì)工具可以顯示大腦之間的差異。比較哪個(gè)大腦的某些區(qū)域比另一個(gè)更發(fā)達(dá)。為了制定訓(xùn)練計(jì)劃,我們將涉及解剖學(xué),比較發(fā)揮非常好的車手與普通車手大腦形狀的差異。然后嘗試制定基于這種形狀的訓(xùn)練計(jì)劃,而不僅僅是神經(jīng)活動(dòng)?!?/p>
“大腦的神經(jīng)活動(dòng)和血流是相連的,利用功能性磁共振成像技術(shù)檢測大腦內(nèi)的血流,能顯示哪些區(qū)域正在使用更多的氧氣進(jìn)行活動(dòng)。不過,要對(duì)此進(jìn)行監(jiān)測,需要一臺(tái)巨大的機(jī)器,參與者必須在其中躺幾個(gè)小時(shí)一動(dòng)不動(dòng)。因此阻止他們參加許多其他活動(dòng)......”
“在 F1 和 FE 比賽之前,在發(fā)車位上車手會(huì)閉上眼睛,在腦海中回顧這賽道。我們也能明顯看到大腦運(yùn)動(dòng)皮層觸發(fā)和比賽時(shí)類似的神經(jīng)活動(dòng)?!?/p>
“我們將對(duì)普通司機(jī)使用類似的流程,然后對(duì)我們擁有的兩個(gè)車手使用類似的流程。然后,我們將與學(xué)生一起長期觀察他們在一段時(shí)間內(nèi)如何適應(yīng)學(xué)習(xí)新賽道等?!?/p>
“未來甚至可以通過思想移植將普通車手變成賽車手,然后看看這是否適用于實(shí)際賽道,這是一個(gè)令人著迷的領(lǐng)域。然后我們的想法是根據(jù)車手的具體情況制定個(gè)性化的訓(xùn)練方案,專注于未激活但應(yīng)該激活的領(lǐng)域。”
“這是賽車手的又一次勝利,因?yàn)槿绻梢愿斓貙?shí)現(xiàn)優(yōu)化,測試時(shí)間可能會(huì)減少,日產(chǎn)可能正在創(chuàng)造更高效的駕駛而不是更快的駕駛?!?/p>
近年來,駕駛員首先在模擬器中學(xué)習(xí)賽道,然后在賽道上駕駛。但是日產(chǎn)的訓(xùn)練方法是非常靜態(tài)的。

“用靜態(tài)駕駛模擬器,開發(fā)將更多地涉及視覺皮層與運(yùn)動(dòng)皮層的連接等等,我們將專注于駕駛的這一部分。我們正在研究的另一個(gè)方面是我們?nèi)绾问褂媚X電刺激。有了這個(gè),至少你可以激活應(yīng)該反復(fù)激活的大腦區(qū)域。因此,即使您執(zhí)行的任務(wù)本身不包括內(nèi)耳活動(dòng)和加速度,純物理加速度檢測,您也可以加強(qiáng)這個(gè)循環(huán),看看用外部輸入加強(qiáng)它會(huì)產(chǎn)生什么影響。這就是我們?nèi)绾卧诖竽X內(nèi)創(chuàng)建更好的網(wǎng)絡(luò),如果這些網(wǎng)絡(luò)可以通過刺激來建立,那么最終的結(jié)果將是整體上更好的技能組合?!?/p>
賽車手不僅在賽道上與他們的汽車和他們周圍的環(huán)境互動(dòng),他們還在與他們的工程師交談,并可能用他們的第二或第三語言進(jìn)行交談。不僅如此,所使用的術(shù)語通常需要額外的學(xué)習(xí),并且可能因團(tuán)隊(duì)而異。
額外的信息處理,以及車內(nèi)多任務(wù)處理的需要如何改變大腦生理結(jié)構(gòu),是否也會(huì)被納入研究?
“這將在稍后進(jìn)行,我們肯定會(huì)去研究,以便更好地在駕駛時(shí)與您的工程師交談,或者更好地閱讀駕駛時(shí)儀表板上的電池?cái)?shù)據(jù)。老實(shí)說,這并不是研究項(xiàng)目的首要任務(wù)?!?br/>

“開車,看衛(wèi)星導(dǎo)航,和人交流等等。速度快了很多,在 FE 中濃縮了很多,但都是一樣的過程。所有任務(wù)相關(guān)的大腦活動(dòng)在 FE 完全駕駛?cè)蝿?wù)中應(yīng)該更加突出。項(xiàng)目將了解賽車手如何學(xué)會(huì)協(xié)調(diào)工程師與他們自己的駕駛交流,未來商用車會(huì)引入了更復(fù)雜的語音功能?!?/p>
這些技術(shù)已經(jīng)以類似的方式應(yīng)用于梅賽德斯F1團(tuán)隊(duì),在那里,撥片和方向盤開關(guān)的位置、厚度和顏色都針對(duì)駕駛員的反應(yīng)時(shí)間和期望進(jìn)行了優(yōu)化。在日產(chǎn),它一直致力于優(yōu)化車載顯示器以滿足駕駛員大腦的需求。掃描完成后,您就可以知道要為大腦顯示多少信息以盡可能有效地處理它,視覺皮層在認(rèn)知方面的密度有多大,以及在駕駛過程中需要顯示的信息,以免影響駕駛時(shí)其他部分大腦的功能。
這種細(xì)節(jié)聽起來很瘋狂,但如果 Brain to Performance 能夠向電動(dòng)方程式冠軍 Buemi 和他的后起之秀隊(duì)友 Gunther 證明其價(jià)值,那么到本十年末它很可能成為賽車運(yùn)動(dòng)的利器,并且一旦推廣zhi毫無疑問,屆時(shí)將滲透到任何初級(jí)單座系列賽中。

競爭對(duì)手是否必須像日產(chǎn)那樣在研發(fā)上投入那么多?可能不是。如果我們確實(shí)有一個(gè)足夠嚴(yán)肅的數(shù)據(jù)集來圍繞這個(gè)領(lǐng)域?qū)懸黄浅?yán)肅的論文”,那么日產(chǎn)也會(huì)為了公共利益而發(fā)布它。
但是現(xiàn)在知識(shí)的共享將更多地實(shí)時(shí)發(fā)生,而不是在幾年后發(fā)表的學(xué)術(shù)論文中發(fā)生。目前需要通過更多數(shù)據(jù)來找到相關(guān)點(diǎn)。大腦處理和頂級(jí)賽車運(yùn)動(dòng)都以驚人的速度創(chuàng)建了千兆字節(jié)的數(shù)據(jù),如果日產(chǎn)試圖將超級(jí)計(jì)算機(jī)的訪問權(quán)帶到這兩個(gè)領(lǐng)域,它可以在處理數(shù)據(jù)的挑戰(zhàn)方面取得進(jìn)展。
在賽道上,日產(chǎn)以看似奇怪而實(shí)際高明的方式尋求性能的提升。