決戰終點線!賽車科技的前世今生
專題故事

賽車,一項刺激又讓人著迷的極限運動,無疑也是全世界最燒錢、科技含量最高的極限運動,其發展與科技相輔相成,從1960年代起的動力與輪胎技術,再到大數據監測車輛狀態、擬定作戰策略。未來,隨著綠能趨勢崛起,亦將掀起另一波電動賽車革命。VR、AR的發展、無人駕駛賽車的出現,能為觀眾帶來什麼嶄新的觀賽體驗?科技,又會將賽車帶向什麼樣的未來?

1 為速度而生!一窺賽車科技的前世今生

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賽車,一項刺激又讓人著迷的運動,無疑是全世界最燒錢、同時也是科技含量最高的極限運動。
越接近死亡,越感覺到活著,越感覺活著,別人越能看見和感覺你的存在。(The closer you are to death , the more alive you feel. It's a wonderful way to live. It's the only way to drive.)
電影《決戰終點線》

2013年上映的一部賽車電影《決戰終點線》,重現了1970年代兩位明星車手詹姆斯・亨特(James Hunt)與尼可拉斯・勞達(Nikolaus Lauda)的瑜亮情結,以及在賽車場上疾速奔馳時,那份榮耀超越生命的執著。

賽車,就是這麼一項刺激又讓人著迷的運動。誕生於1895年,已有100多年歷史的賽車,更無疑是全世界最燒錢、同時也是科技含量最高的極限運動,賽車挑戰車手的體能極限、挑動觀者的感官刺激,每一次的勝負,取決不到一秒之間。

賽車產業已有百年歷史,科技應用也隨之不斷演進。
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除了速度快之外,一直以來,賽車在科技上的應用也都走在最前端,100多年來在技術上的革新都沒有停下腳步過。賽車科技的演進,也連帶推動汽車產業的進展,製造商造出速度最快、性能最高的車輛,好用來在賽車場一較高下,而不少源自於賽車的新興技術,也已經被車廠商業化,量產成為路上你我常見的家用車款。

例如,高性能的超級跑車邁凱倫Mclaren P1與法拉利Laferrari就是兩個例子,兩者採用了與F1在2009年起開始研發的賽車動力回收系統(ERS)系統相似的科技,以提升加速度,並大幅改善了空氣動力學的設計與車體材料。

家用車款亦然,車輛的前包、後包、側裙、尾翼等設計,概念同樣移植自F1賽車的空力套件,用以提升車輛的穩定度與安全性。另外像是在1980年,保時捷推出956賽車,採用了全新的渦輪增壓發動機和雙離合變速箱,而到了2003年,大眾旗下性能車R32也首度搭載了DSG雙離合變速箱,是首款民用車使用已量產的雙離合變速箱。放眼現在的車市,也已有許多家用轎車搭載這樣的設計。可以說,現在舉凡數十萬的家用車,到要價千萬起跳的超級跑車,背後都有源自賽車的先進技術。

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科技,也逐漸重塑賽車產業的樣貌。從1960年代起的動力與輪胎技術,再到目前車隊透過大數據監測車輛狀態、擬定作戰策略。2014年,隨著綠能趨勢崛起,也掀起另一波電動賽車革命。未來,VR、AR的發展,無人駕駛賽車的出現,能為觀者帶來什麼嶄新的觀賽體驗?科技又可能將賽車帶向什麼樣的未來?

數據:擬定策略的基礎

「數據」,無疑在以速度著稱的賽車產業中扮演重要角色,在每場賽事進行的當下,透過安裝在賽車底盤、輪胎、引擎各個部位的傳感器(sensor)所傳輸回的數據,擬定包括換胎時間與超車時間等策略。而在賽事結束,都有超過TB級的數據會回傳到資料庫,供車隊的工程團隊深入分析運用。

「在比賽中,我們會測量需要管理的一切事物,然後進行建模,再對賽車之後的表現進行智能預測。」邁凱倫應用技術首席創新長傑夫•麥格拉斯(Geoff McGrath)在去年接受《FORTUNE》訪問時說道。

數據的建模,為車隊帶來的是更多的後續效益。例如,F1索伯車隊就利用實時數據捕捉與分析技術,改善之後的車型設計。F1邁凱輪車隊更進一步將數據應用到醫療領域,讓研究者藉此分析身體訊息、健康狀態等。

賽車擁有的寶貴數據,也吸引了科技巨頭的注意。今年9月,蘋果新的收購目標,傳出瞄準了英國超跑製造商邁凱倫(Mclaren),這個投資標的看似出乎意料,但對於一向有意研發自駕車的蘋果而言並不意外,他們看中的同樣是邁凱輪集團的感測與數據分析技術,因為這些從車手以及外部環境而得來的精細數據,將有助於未來遠端訊息技術與自動化汽車的發展。

3D列印:加快開發流程

這幾年蔚為產業風潮的3D列印如何革新賽車產業?賽車的製造生產,包含了概念形成、風洞測試、材料準備,再到製造、組裝等主要環節,製造商會根據每次比賽中不同的賽道,製造相對應的車款,意即賽車手每次出賽,幾乎都是用了一台全新的車輛。

3D列印,最主要的功能在於加速了賽車的開發進程,例如賽車相關零件非常複雜不易設計,過去傳統零組件的製作方式必須透過五軸加工機,在長時間下謹慎運作,3D列印除了能提升設計開發的速度外,也同步降低預算。比利時一個工程團隊,甚至與3D列印公司Materialise合作,在2012年推出時速可達140公里的世界首輛3D列印賽車。

不過,目前車隊在3D列印的應用,多僅是用來製造試驗性的零件,開發原形樣品或是生產小型零件,因為透過3D列印生產出來的零件,距離符合比賽標準的高強度頂級零件,還有很大一段距離。但隨著3D列印技術不斷演進,未來的應用也可能越來越多元。

AR與VR:新的視覺刺激

在目前發展火熱的科技當中,虛擬實境(Virtual Reality)與擴增實境(Augmented Reality),企圖顛覆的則是觀者的視覺體驗,在賽車產業中亦然。例如,愛普生(Epson)就將AR眼鏡應用在F1車庫的VIP的導覽中,觀者可以在工作環境中體驗不同的性能導覽。

未來,VR在F1賽事裡又會扮演什麼樣的角色?今年9月才剛收購F1的美國自由媒體集團執行長格雷格・馬菲(Greg Maffei)便提到,未來計畫運用VR和AR等技術對F1進行改革,藉此培養新一代車迷,並獲取更多的贊助投資。例如他認為,VR和AR在賽事直播的服務上就還有很多的發展空間。

馬菲提到,「我認為在遊戲上我們有很多可以做的,比如VR和AR。對於這項運動,我們已經有大量的影片和數據,但是還要想辦法去研究和發展,再回饋給車迷,例如在遊戲領域中的機會。」

未來:電動車、無人賽車

隨著永續能源意識崛起,2014年9月,首場E方程式賽車(Formula E)在北京舉辦,為賽車界掀起一陣電動革命。Formula E的目標,不僅是要讓電動車在賽車比賽中成為主流,更要進一步推廣到人們的日常生活。成立之初便發下豪語,未來25年內,要再讓5200萬到7700萬電動車上路。

「我們希望Formula E的未來與整個賽車界的未來緊緊牽在一起,我們不只希望打動新世代的賽車迷,也希望影響買車的民眾,在第一次購車時能想到電動車。」Formula E執行長阿加戈(Alejandro Agag)表示。

另一方面,不僅科技巨頭們正繃緊神經積極研發自家的自駕車技術,無人駕駛賽車,也同樣趕在這股科技潮流之前。2015年,Formula E就在原先的賽事外,新增了一項名為「Roborace」的無人駕駛電動車比賽,目的向外界展示無人駕駛技術同樣也能應用在賽車這樣的高端領域。

Roborace在去年的比賽中推出無人原型賽車DevBot,可以透過車手駕駛,也可以直接以電腦操作,研發團隊的最終目標,是透過搜集分析賽車在行駛中的行為,再運用機器學習與人工智慧,模擬出最佳的車手「思維」。

目前,Roborace正在進一步進行軟硬體的研發測試,這場沒有車手的比賽,預計明年正式「開跑」,屆時觀眾就可以看到10輛沒有駕駛員的賽車,在賽道上呼嘯而過。無人駕駛賽車也為未來帶來更多想像,例如,或許將來能將駕駛艙裡那個「最具臨場感」的位置,當作坐票出售,將原先賽車手神聖的角色,移植到觀眾本身。

在賽車產業發展的100多年歷史中,隨著科技更迭而有不同的樣貌,正如同過去賽車技術推動汽車產業發展,未來,無人駕駛賽車技術,能否持續擔任創新火車頭的角色,引領現在不僅是傳統汽車業關注,而是連科技巨頭們都虎視眈眈的自駕車技術發展,值得期待。

延伸閱讀
121
賽車這項極限運動誕生於1895年,首場比賽在法國舉行,已有121年歷史。如今賽車已經成為了全世界吸引最多觀眾觀看的一項體育賽事之一。
無人車
Autonomous car
無人駕駛汽車利用感測器、訊號處理、機器視覺、電腦運算、機器學習等技術,辨識汽車所處的環境和狀態,並根據所獲得的道路、交通號誌、車輛位置和障礙物等數據做出分析和判斷,由主控電腦控制車輛轉向和速度,從而實現無人駕駛車輛依據自身意圖和環境的擬人駕駛。 (來源: 維基百科百度百科 )

2 直擊F1車庫,「數據」是最強的後援部隊

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一級方程式賽車(F1)無疑是賽車界公認最重要的賽事,實際走進F1車隊的車庫,看看數據在其中扮演什麼樣的角色。

F1車手開著時速突破300公里的賽車從你眼前呼嘯而過,透過產生大量的空氣力學下壓力達到高速過彎速度,引擎發出的聲音動輒超過140分貝,為觀者同步帶來視覺與聽覺刺激,過去50多年來風靡全球許多喜愛極限運動的粉絲。

一級方程式賽車(Formula One,F1)無疑是賽車界公認最重要的賽事,每年都有約10支菁英車隊參賽,經過16至20站的比賽,爭奪年度總冠軍寶座。「方程式(formula)」意即一組所有參賽車輛都要遵循的規則,而F1正是所有方程式賽車中規範等級最高的,車體本身往往採用汽車界最先進的技術和高成本的材料,可說是集所有高科技於一身。

根據FIA(國際汽車聯盟)規定,所有F1車隊必須要能夠自行開發底盤、懸吊系統、變速箱以及車身,只有輪胎和引擎可以購買。
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而在分秒必爭的F1賽事裡,什麼時候要換胎、換胎的種類,什麼時機點要進維修站,出站後應該要再跑幾圈……,這些策略的考量,都是能否取得勝利的關鍵一環。有時候,比的除了是車手的技巧與團隊默契,科技也為其帶來加乘效果,這一次我們直接實際走進F1常勝軍Mercedes AMG Petronas車隊的車庫(pit garage)中,看看有哪些科技應用?

將AR用來導覽車庫

F1車庫是除了車隊成員之外,極少數的人可以進入的場所。因為在比賽期間,成員們往往需要聚精會神在每一個動作上,車庫裡頭的科技應用,更是每一隊的秘密所在。

走進F1車庫,裡頭的科技應用,是每一隊的秘密所在。
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一走進車庫,首先來到的是一個為VIP客戶導覽車庫的專門區域,Mercedes車隊自2014年起與愛普生(Epson)合作,導入了擴增實境(AR)眼鏡Moverio BT-200,VIP客戶只要戴上AR眼鏡,就能看到像是車隊歷史、技術演進、比賽排名、引擎狀況等資訊,讓觀戰體驗更加生動。

AR眼鏡被應用來增加VIP客戶的觀戰體驗。
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雖然AR現階段在車庫裡的應用仍偏向娛樂用途,不過,根據Mercedes贊助夥伴,愛普生品牌溝通部部長卡梅森(Ian Cameron)透露,未來AR將會有更多用途,例如愛普生正與車隊合作,打造一套能透過AR眼鏡,與英國工程團隊即時溝通的系統.目標讓不在車庫現場的工程師們,也能即時參與診斷車輛問題以及決策過程。

數據是最強的武器

「數據」,絕對是每個F1車隊,最強大的戰備武器。

在Mercedes的車庫裡,可以看到數個螢幕,每個螢幕上都會有每場賽事的即時轉播,以及資訊分析。而在車庫另一側的控制中心,主要的賽車工程師會透過無線電向車手提出指令。

Mercedes車隊的車庫裡,有非常多個即時轉播螢幕。
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另外,還有一個禁止拍攝的「IT室」,外觀上看起來就像個小型數據中心。所有從比賽中得到的資訊,都會被送到這個地方進行即時分析,並連結到Mercedes在英國的工程總部。

IT室裡的「數據」,可說是每個車隊的最高機密。Mercedes團隊便透露,車隊對於數據有一套精細的運作模式。

對F1比賽而言,「單圈時間(track time)」,也就是賽車在完成一圈的計時時間,是最寶貴的東西。因為這是你唯一一次的機會,在各種具有代表性的條件下,進行真實世界的試驗。不過,F1賽事的規則非常嚴謹,除了比賽的那幾天以外,都無法先行對車輛進行測試,「這就很像一個足球隊不允許在賽前進行體能訓練一樣。」

車手可以在比賽週末進行4小時的練習,這讓車隊能取得關鍵參數,也就是所謂的周轉時間(turnaround time),計算賽車從進入工作站,到準備好再次出站的時間。在無法進行測試的期間,車隊就可以依據這些數據以及團隊合作,降低週轉時間,並且決定最有效率的軌道運用時間。

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而在每一場賽事中,車輛都會產生近乎一TB的數據,為了擬定作戰策略,這些數據會被即時輸出到工作區內的轉播牆上,讓車隊用來管理、模擬15萬種潛在場景。比賽過後,總共會自車輛本身搜集得到將近6TB的數據,車隊會將數據回傳到工廠,用以重新調校系統,以及改進車輛的設置。

走一趟Mercedes F1車隊的車庫,可以發現「數據」,無非就是每個F1車隊強大的後援部隊。但即使現在多數車隊已經導入數據機制,主控權仍在車手身上。畢竟,Mercedes車隊的明星車手羅斯伯格(Nico Rosberg)與漢米爾頓(Lewis Hamilton)可不會完全死背數據,每一次的表現、狀況都不同,數據是工具,車手的感知能力以及臨場反應,才是魅力所在。

延伸閱讀
6 TB
在每一場F1賽事過後,總共會自車輛本身搜集得到將近6TB的數據。
大數據
Big Data
「大數據」指資訊量極大或複雜,以致機器無法短時間處理的大量數據,狹義指大小為100TB~PB(=1024TB)以上的資訊量。現因科技、處理速度和雲端技術的進步而被多數企業採用,從Google搜尋到Facebook演算背後皆有大數據的應用;藉由系統性分析大數據,可以透過數字有效了解使用者的習慣、喜好…,並作為企業或產品的前瞻性發展之參考,因大數據「大量」及「多樣化」的特性、其適用產業極廣-政府、金融、教育、零售甚至醫療業,但也因此有個資安全的憂慮。 (來源: SAS US維基百科 )

3 含金量高!奔馳的賽車背後有哪些商業價值?

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F1賽事每年橫越五大洲,舉辦約20個分站比賽,現場觀眾估計達300萬人,全球轉播收視人口超過4億人,與世足賽、奧運並列全球最重要的三大運動賽事之一,帶來的商業價值更是超驚人。

當你沈浸在一場精彩的賽車比賽時,你或許會注意到,在賽道旁總佇立著巨大的廣告看板;而當比賽落幕,獲勝的車手開心舉起獎杯時,你會看到他的衣服上有著各式各樣的贊助商LOGO。這些花花綠綠的品牌,代表的是賽車背後一套複雜的商業邏輯。

收視人口多,賽車是一個商業價值高的運動。車手的賽車服上往往有許多贊助商的品牌商標。
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自1950年開辦的F1賽事,近年比賽皆橫越五大洲,舉辦約20個分站比賽,現場觀眾估計達300萬人,全球轉播收視人口超過4億人,與世足賽、奧運並列全球最重要的三大運動賽事,帶來的商業價值十分驚人。

賽車的科技含量極高,研發費用相對也十分高昂,養一個車隊,一年至少要花上百億台幣,除了仰賴廣告與票卷收入,贊助商資金的投入,也是重要的支撐來源,連帶生成贊助文化。另外,賽車的特性,會讓觀者全神貫注,緊盯著車輛、車手本身,若品牌能在此駐足,帶來的宣傳效益極大,無怪乎車手競逐桂冠,廠商們則願意砸下大筆的資金,來爭取運動場上的品牌曝光。

科技廠商搶進

過去,煙草商是F1賽事的最大贊助者,一直到2005年歐盟禁止煙草廣告,讓煙草商退出F1廣告市場。隨後贊助商的主流也總跟隨著當下的產業潮流。如今,科技廠商便成為F1最大的贊助來源。科技廠商跟車隊的合作模式,大致上可以分成技術支援、品牌露出、共同技術研發等,比較常見的情況,則是採用一半器材、一半資金贊助的合作方式。

以Mercedes F1車隊為例,他們的贊助商就包括晶片大廠高通(Qualcomm),以及以印表機起家的愛普生(Epson),對這兩家科技廠商來說,賽車帶來哪些商業價值?

首先,除了獲得曝光之外,便是強化企業的品牌形象,讓產品可以吸引更多潛在的商務用戶。像是在歐洲,F1比賽就是很高級的社交場合,其中不乏各產業中具有決策權的高階主管。「根據內部推估,以廣告效益來看,贊助Mercedes車隊,一年約可帶來超過5500萬美元的價值。」愛普生品牌溝通部部長卡梅森(Ian Cameron)認為。

2014年起,愛普生成為Mercedes車隊的官方贊助夥伴,提供設備與資金贊助,為的就是推動B2C往B2B的轉型策略。「對於我們來說,就是在強化Epson=Business的形象。」另外,卡梅森也認為,一件成功的贊助案,兩者間最好要有技術上的連結。愛普生的強項在於影像技術,與車隊的需求剛好相輔相成。例如,車手在比賽前都會進行模擬練習,這時愛普生的投影技術就派上用場。雙方也正在合作研發AR的進一步應用。

第二,F1無疑是高精密科技的代表,對於科技廠商而言,更是絕佳的技術試驗場域。目前,汽車無疑已是行動通訊晶片廠繼智慧型手機之後的下一個主流應用,高通在2015年成為Mercedes的技術支援夥伴,透過旗下子公司高通技術公司(QTI)與車隊簽訂數年期協議,為的就是強化自身的車聯網佈局。

目前,高通支援Mercedes在連網汽車技術的應用,致力於車速提升、車輛穩定性、運作性能跟能耗表現。當前與未來的技術鎖定即時資料傳輸、感測網路,以及未來內建無線充電等支援。

高通公司總裁Derek Aberle便分析,賽車產業的創新常常推動消費性汽車產業的進步,「高通相信這項技術及其他先進的無線技術皆具備未來發展的潛力,例如專用短距通訊、車對車與車隊之間的基礎建設通訊等,這些技術會增進駕駛安全,並提供與車輛行程相關的重要數據。」

F1賽事會有約20個分站賽,在新加坡舉辦的Singapore GP是唯一一場夜間賽事,也因為場地在市區,有許多的彎道,成為比賽的一大看頭。
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一名新加坡受訪者坦言,政府剛開始引入F1賽事時,本地人並不是很開心,因為新加坡人根本不瘋賽車,賽事期間的交通管制為本地人帶來很多麻煩。但因為F1賽事,吸引世界各地的賽車迷前往朝聖,帶來的觀光效益十分驚人,後來也就慢慢習慣了。
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座落於F1比賽會場旁的PADDOCK CLUB,是為了車隊的贊助商們特定設立的貴賓室,品牌商標無所不在。
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從場地、賽車裝備等眾多眉角,都可以看到賽車比賽所能衍伸出的周邊商機,這也讓賽車不僅是一場競速的比賽,科技的比賽,同時也是一場關於商業的競賽。

延伸閱讀
4億
F1賽事橫越五大洲,舉辦約20個分站比賽,現場觀眾估計達300萬人,全球轉播收視人口超過4億人,與世足賽、奧運並列全球最重要的三大運動賽事,帶來的商業價值十分驚人。
車聯網
IoV(Internet of Vehicle)
「車聯網」」是物聯網在交通領域的應用,串接車輛資訊與行動網路,運用衛星定位、感測器、電子標籤、無線網路通訊、數據處理等技術,對車輛、行人和道路環境三方的靜態和動態訊息進行有效辨識及傳遞,並將資料彙整於後端平台進行智慧化管理和服務,除提供駕駛者相關資訊外,也普遍應用於交通安全、交通服務、城市管理、物流運輸、智慧收費等。 (來源: MBA智庫百科數位時代 )