F1-তে টেলিমেট্রি ও ডেটা ফ্লো

F1-এ টেলিমেট্রি হলো রেসের গাড়ি থেকে পিট ওয়ালে ও গ্যারেজে রিয়েল-টাইমে প্রবাহিত ডেটার স্রোত; গাড়ির শত শত সেন্সর গতি ও ব্রেকের তথ্যের পাশাপাশি টায়ারের চাপ, জ্বালানির মাত্রা এবং ইঞ্জিনের স্বাস্থ্যের মতো সবকিছু এক সেকেন্ডের হাজার ভাগের এক ভাগ নির্ভুলতায় ইঞ্জিনিয়ারদের কাছে পৌঁছে দেয়। আধুনিক Formula 1-এ কৌশল, ড্রাইভারের পারফরম্যান্স এবং বেশিরভাগ কারিগরি সিদ্ধান্তই এই অদৃশ্য ডেটা চেইনের ফসল।

স্ক্রিনের সামনে একটি F1 রেস দেখার সময় তুমি কি কখনো এটা ভেবেছ: পিট ওয়ালের ইঞ্জিনিয়াররা কীভাবে জানে তুমি এখনো সেই ল্যাপ শেষ করার আগেই ড্রাইভারের টায়ারে কী ঘটছে, জ্বালানি কত বাকি আছে, ব্রেক শেষ হয়ে গেছে কি না? উত্তর একটি শব্দে: টেলিমেট্রি। আর বিশ্বাস করো, ব্যাপারটার ভেতরে একবার তাকালে F1-কে তুমি আর কখনো আগের চোখে দেখতে পারবে না।

টেলিমেট্রি কী, গাড়িতে কত সেন্সর আছে?

টেলিমেট্রি সহজ কথায় মানে হলো রেসের গাড়ি ট্র্যাকে থাকাকালীন যত ডেটা সংগ্রহ করে, তা রিয়েল-টাইমে পিট ওয়ালে ও গ্যারেজে পৌঁছে দেওয়া। গাড়ির নিচ থেকে ওপর পর্যন্ত ছড়িয়ে থাকা সেন্সরগুলো সবকিছু ক্রমাগত মাপে এবং রেডিও তরঙ্গের মাধ্যমে সেগুলো দলের কাছে পাঠায়। গাড়িটাকে একটা যানবাহনের চেয়ে বরং একটি বিশাল কম্পিউটারের সঙ্গে সংযুক্ত চলমান সেন্সরের স্তূপ হিসেবে ভাবতে পারো। এমনকি এই বিষয়ে সাহিত্যেও "চলমান সুপার কম্পিউটার" তুলনাটি ব্যবহার করা হয়।

তাহলে কতগুলো সেন্সর আছে? Mercedes-এর ইলেকট্রনিক ডেভেলপমেন্ট ইঞ্জিনিয়ারদের একজন Christine Steven বলছেন, একটি সাধারণ রেস উইকেন্ডে গাড়িতে 250-এর বেশি সেন্সর থাকে; কিছু সাম্প্রতিক সূত্র এই সংখ্যাকে 300-এর ওপরে নিয়ে যায়। সেন্সরগুলো তিনটি বড় ক্যাটাগরিতে ভাগ করা হয়: নিয়ন্ত্রণ, ইনস্ট্রুমেন্টেশন এবং পর্যবেক্ষণ। পাওয়ার ইউনিট, চেসিস, সাসপেনশন, টায়ার, অ্যারোডাইনামিকস এবং ড্রাইভারের নিয়ন্ত্রণগুলো সবই এই নেটওয়ার্কের সঙ্গে যুক্ত। FIA আরও দলগুলোর জন্য টায়ারের চাপ ক্রমাগত পর্যবেক্ষণকারী একটি বাধ্যতামূলক TPMS সিস্টেম চালু করেছে; আর উইং ও ফ্লোরে আছে টায়ারের পৃষ্ঠের তাপমাত্রা এবং টায়ারের অবক্ষয় মাপার থার্মাল ইমেজিং সেন্সর। অর্থাৎ টায়ার কী করছে তা এখন শুধু ড্রাইভারের "অনুভব" নয়, ক্যামেরার মতো দেখতে পারা সেন্সরগুলোও জানে।

ডেটার গতিও একঘেয়ে নয়; 1 Hz থেকে 1 kHz পর্যন্ত পরিবর্তিত হয়। ভাইব্রেশন ডেটার ক্ষেত্রে সেকেন্ডে 200 হাজার স্যাম্পল পর্যন্ত যাওয়া সম্ভব। পর্যবেক্ষিত চ্যানেলগুলোর তালিকা অবিশ্বাস্য রকম দীর্ঘ: hız, tekerlek hızları, direksiyon açısı, ön ve arka fren, fren balansı, vites, motor devri, lastik basıncı, DRS, motor modu, tork, yakıt, son tura delta, merkezkaç kuvvetleri, debriyaj, downforce, hidrolik ve yağ basıncı, motor sıcaklığı, şanzıman, egzoz... তালিকা আরও বড় হচ্ছে, কিন্তু মূল কথাটা তুমি বুঝেছ: গাড়ির প্রতিটি কণাই কথা বলে।

ডেটা গাড়ি থেকে কীভাবে গ্যারেজে পৌঁছায়?

সেন্সরগুলো অ্যানালগ আকারে অথবা CAN bus লাইনের মাধ্যমে গাড়ির ECU-তে সংযুক্ত থাকে। ECU প্রতিটি দলের জন্য একটি স্ট্যান্ডার্ড ও বিশেষ উৎপাদন; McLaren এটি তৈরি করে এবং সব দল একই হার্ডওয়্যার ব্যবহার করে। ECU ডেটা এনক্রিপ্ট করে গাড়ির সামনের অ্যান্টেনার মাধ্যমে গ্যারেজে পাঠায়। কিছু ডেটা ক্লাসিক পদ্ধতিতে অর্থাৎ পিটে কেবল দিয়ে ল্যাপটপ সংযোগ স্থাপন করে সংগ্রহ করা হয়; একে offload বলা হয় এবং এভাবে লাইভ ট্রান্সমিশনের মাধ্যমে বহন করা যায় না এমন অতিরিক্ত ডেটা ডাউনলোড করা হয়।

লাইভ ডেটা প্রতি ল্যাপে প্রায় 30 MB; পিটের offload-এর সাথে এই পরিমাণ দুই, তিন গুণ পর্যন্ত বেড়ে যেতে পারে। একটি Grand Prix উইকেন্ডের মোট হিসাবে আমরা গাড়িপ্রতি কয়েক টেরাবাইটের কথা বলছি; ভিডিও যুক্ত করলে এই পরিমাণ আরও বড় হয়। 2022 মেক্সিকো GP উইকেন্ডে শুধু ট্র্যাক ও কারখানার মধ্যে প্রায় 11 টেরাবাইট ডেটা স্থানান্তর করা হয়েছিল। আর একটি বিষয় হলো বিলম্বের সমস্যা: ইউরোপের রেসে ডেটা পিট ওয়ালে পৌঁছায় 10-15 ms-এ, অস্ট্রেলিয়া বা জাপানের মতো দূরের রেসে এই সময় বেড়ে দাঁড়ায় 300-400 ms-এ। মানুষের জন্য এটি অনুভবযোগ্য নয়, কিন্তু সেকেন্ডের হাজারভাগের একভাগ নিয়ে কাজ করা প্রকৌশলীদের কাছে পার্থক্যটা বড়। এগিয়ে গিয়ে এটুকুও লিখে রাখি: টেলিমেট্রি অবকাঠামো নিজেই সব দলের জন্য অভিন্ন; পিস্টে ১০০% কভারেজ প্রদানকারী এই ব্যবস্থা দলগুলোর মধ্যে সহযোগিতার বিরল উদাহরণগুলোর একটি। বিশ্লেষণের দিক থেকে অধিকাংশ দল McLaren Applied-এর Atlas সফটওয়্যার ব্যবহার করে।

কোয়ালিফাইং ল্যাপে হারানো সময় কীভাবে খুঁজে বের করা হয়?

কোয়ালিফাইং ল্যাপগুলোই টেলিমেট্রি বিশ্লেষণের সবচেয়ে উত্তেজনাপূর্ণ মুহূর্ত। ড্রাইভার রান শেষে নেমেই, রানগুলোর মাঝের সেই স্বল্প সময়ে পারফরম্যান্স প্রকৌশলীর সাথে স্ক্রিনে ডুব দেন। উদ্দেশ্য একটাই: সময় কোথায় হারিয়েছে তা খুঁজে বের করা। শনিবার দুপুরে 0.1 সেকেন্ড খুঁজে না পাওয়া দলটি বিকেলে গ্রিডে আরও পেছন থেকে শুরু করে। কিন্তু এটা কীভাবে হয়?

এই কাজের জাদুশব্দ হলো delta। Delta মানে দুটি ডেটা পয়েন্টের মধ্যে পার্থক্য; দুটি ল্যাপের বা দুজন ড্রাইভারের ডেটা একটির ওপর আরেকটি বসিয়ে সময়ের পার্থক্য ট্র্যাক জুড়ে ভিজ্যুয়ালাইজ করা হয়। ধরো, তোমার ড্রাইভার 4 নম্বর কর্নারে সতীর্থের বিরুদ্ধে 0.15 সেকেন্ড হারাচ্ছে। Delta গ্রাফের দিকে তাকিয়ে সেখানকার অন্য চ্যানেলগুলো ঘেঁটে দেখো: ব্রেক প্রেশারে কোনো সমস্যা আছে কি, ড্রাইভার কর্নারের আগে লাইন বদলেছে কি, নাকি থ্রটল অ্যাপ্লিকেশন দেরিতে হয়েছে? মুহূর্তেই প্রতিটি বিন্দু আলাদা করে বিশ্লেষণ করা যায়। তুলনার জন্য একমাত্র পথ সতীর্থ নয়; বিগত বছরগুলোর ল্যাপ, সিমুলেটেড রান বা ড্রাইভারের নিজের সেরা ল্যাপগুলোও টেবিলে থাকে।

আর আছে সেক্টর বিশ্লেষণ। ড্রাইভারের S1, S2 এবং S3-এর সেরা সময়গুলো একসাথে যোগ করলে বেরিয়ে আসে তাত্ত্বিক দ্রুততম ল্যাপ। বাস্তব ল্যাপ ও তাত্ত্বিক ল্যাপের মধ্যে বড় পার্থক্যটি গাড়িতে এখনও অব্যবহৃত একটি সম্ভাবনার ইঙ্গিত দেয়। কোন সেক্টরে গতি বেশি আর কোনটিতে কম, তা দেখে সেটআপের ভারসাম্যহীনতাও বোঝা যায়; যেমন উচ্চ গতির অংশগুলো ভালো হলেও কোর্নিং গ্রিপ কম হলে, গাড়ির ভারসাম্য কোন দিকে ঝুঁকেছে তা বোঝা খুব সহজ হয়ে যায়। শুক্রবার সন্ধ্যায় ড্রাইভাররাও এই ডেটা আবার পর্যালোচনা করেন; কোয়ালিফাইং ও রেস কৌশল সে রাতেই চূড়ান্ত রূপ পায়।

রেস ডে: জ্বালানি ও টায়ার ডেটা কীভাবে কৌশল নির্ধারণ করে?

রেস কৌশলের দুটি মূল সিদ্ধান্ত রয়েছে: কখন পিট স্টপ নেওয়া হবে এবং কোন টায়ার কম্পাউন্ড বেছে নেওয়া হবে; হার্ড, নাকি মিডিয়াম, নাকি সফট? এই সিদ্ধান্তগুলোর পেছনে থাকে দৃঢ় ডেটা মডেলিং। ট্র্যাকের গঠন, প্রত্যাশিত রেস পেস এবং জ্বালানি খরচের হার দেখে স্ট্র্যাটেজিস্টরা সর্বোত্তম জ্বালানি লোড হিসাব করেন। আবহাওয়া, ট্র্যাক ও প্রতিপক্ষ বদলে যেতে পারে এমন পরিবেশে এই হিসাব ক্রমাগত হালনাগাদ হয়।

টায়ারের দিক থেকে ব্যাপারটা আরও মজার হয়ে ওঠে। প্র্যাকটিস ল্যাপে দলগুলো টায়ারের আয়ু নজরে রাখে, জ্বালানি খরচ পর্যবেক্ষণ করে এবং বিভিন্ন সিনারিও সিমুলেশন চালায়। বিশেষ করে ৫ ল্যাপের বেশি দীর্ঘ রানগুলো প্রায় রেসের মহড়া হিসেবেই পড়া হয়: একই কম্পাউন্ডে দুই দলের ডিগ্রেডেশন কার্ভ তুলনা করে এক স্টপ নেবে নাকি দুই স্টপ, তা মডেল করা হয়। জ্বালানি ফুরিয়ে গাড়ি হালকা হওয়ার সঙ্গে সঙ্গে টায়ারের ক্ষয়ও কমে, পারফরম্যান্স বাড়ে; তাই রেসের পরবর্তী ল্যাপগুলোতে হামলা চালানো যুক্তিসঙ্গত হয়ে উঠতে পারে। টেলিমেট্রির কারণে ইঞ্জিনিয়ার দেখতে পারেন তিন ল্যাপ আগে কী ঘটেছিল, অথচ ড্রাইভার এখনও ব্রেকের ক্ষয় অনুভব করেননি।

আন্ডারকাট, ওভারকাট এবং পিট ওয়ালে মুহূর্তের সিদ্ধান্ত

আমার প্রিয় অংশটা তোমাকে বলি: আন্ডারকাট। প্রতিপক্ষের এক ল্যাপ আগে পিটে ঢুকে, টাটকা টায়ার নিয়ে তার বের হওয়ার সময় তার সামনে থাকা। ওভারকাট ঠিক উল্টোটা; পিটে আরও সময় কাটিয়ে প্রতিপক্ষ পিটে ঢোকার পর ট্র্যাকে দ্রুত ল্যাপ করা। কোনটি ভালো হবে, তা নির্ভর করে টায়ার ডিগ্রেডেশন ডেটা এবং ট্র্যাকে ওভারটেকের সম্ভাবনার ওপর। টেলিমেট্রি না থাকলে এই সিদ্ধান্তগুলো সম্পূর্ণ অন্তর্দৃষ্টির ওপর নির্ভর করত। ডেটা থাকলে অবশ্য ইঞ্জিনিয়ার আন্ডারকাটের মুহূর্তটা আগেই মডেল করে ঠিক সঠিক ল্যাপটি হিসাব করতে পারেন। টায়ারের ক্ষয় কম হলে, প্রতিপক্ষ যখন টায়ার বাঁচায়, তখন শেষ ল্যাপগুলোতে আক্রমণাত্মকভাবে চলার মতো সাহসী পরিকল্পনাও সামনে আসতে পারে।

এই সময় পিট ওয়াল খালি থাকে না; ইঞ্জিনিয়াররা টেলিমেট্রি রিয়েল-টাইমে পর্যবেক্ষণ করে কৌশলের পথনির্দেশনা করেন। কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তাও এখন ছকে রয়েছে; সেন্সর ডেটা থেকে যান্ত্রিক ত্রুটি আগেই ধরিয়ে দেওয়ার প্রেডিক্টিভ অ্যানালাইসিসের কাজ চলছে। এছাড়া সম্প্রচারের দিকে, রিয়েল-টাইম ডেটা দিয়ে ট্র্যাকের অবস্থা, আবহাওয়া ও প্রতিপক্ষের কৌশল পূর্বানুমান করে দর্শকদের কাছে ভিজ্যুয়াল স্ট্যান্ডিংস পরিবেশন করা অ্যানালাইসিস সিস্টেমগুলোও এই ডেটা ফ্লোর ওপর কাজ করে। অর্থাৎ তোমার টিভি স্ক্রিনে দেখা সেই সুন্দর গ্রাফিকগুলোও একই সেন্সরেরই ফসল।

ফ্যাক্টরির দিক: মিশন কন্ট্রোল ও ডেটা চেইন

টেলিমেট্রি শুধু ট্র্যাকেই থেমে থাকে না; pist থেকে কারখানা পর্যন্ত বিস্তৃত বিশাল এক চেইনের প্রথম কড়ি। গাড়ির সেন্সর থেকে ECU-তে, সেখান থেকে এনক্রিপ্ট হয়ে পিটগুলোতে, তারপর গ্যারেজে এবং শেষে কারখানায়। কারখানার দিকে ডেটা প্রসেস করা হয় ডাইনামোমিটারে, সিমুলেটরে, অ্যারোডাইনামিক বিভাগে এবং উইন্ড টানেলে। অর্থাৎ শনিবার সকালে পিস্টে মাপা একটি কাঁপুনি সপ্তাহের মধ্যে কারখানায় নতুন একটি পার্টসের ডিজাইনে রূপ নিতে পারে।

পিস্টেও হায়ারার্কি স্পষ্ট। Mercedes-এর উদাহরণে গাড়িপ্রতি পাঁচটি মূল ইঞ্জিনিয়ারিং ভূমিকা রয়েছে: Race Engineer, Performance Engineer, Controls Engineer এবং Engine Performance-এর মতো বিশেষজ্ঞতা। প্রত্যেকে দায়ী থাকে তাদের টেলিমেট্রির আলাদা একটি অংশের জন্য। ড্রাইভারের ইনপুট অর্থাৎ ব্রেক, গ্যাস, স্টিয়ারিং অ্যাঙ্গেল, স্টিয়ারিং হুইলের বোতাম, অ্যারোডাইনামিক সেন্সর ডেটা এবং পাওয়ার ইউনিটের তাপমাত্রা-চাপের মান সবই এই দলগুলোর কাছে পৌঁছায়।

কারখানার "Mission Control" রুমগুলো হলো পিস্ট ও ডিজাইন ইঞ্জিনিয়ারদের মধ্যেকার সেতু। স্ট্র্যাটেজি দলকেও যেসব রুমে রাখা হয়, সেগুলো McLaren Technology Centre-এ বা Aston Martin-এ যেমন হয়, রেস ট্র্যাক থেকে হাজার হাজার কিলোমিটার দূর থেকেও ডেটা ফ্লো এবং সিমুলেশন লাইভ ট্র্যাক করে। রেস চলার সময় কারখানার একজন ইঞ্জিনিয়ার পিট ওয়ালের সঙ্গীর সাথে একই সময়ে একই গ্রাফের দিকে তাকাতে পারেন। অবিশ্বাস্য, তাই না?

ডেটা কি সবকিছু? মানুষের ভূমিকা

ঠিক আছে, সবকিছুই স্ক্রিনে আছে কিন্তু মেশিন সবকিছুর উত্তর দেয় না। অভিজ্ঞ ইঞ্জিনিয়াররা যখন সিমুলেশন যা ধরতে পারে না এমন প্রাসঙ্গিক তথ্যের বিষয় আসে, তখন মডেলকে অগ্রাহ্য করতে পারেন। টায়ার সম্পর্কে ড্রাইভারের অনুভূতি এর সেরা উদাহরণ; স্ক্রিন যদি বলে "টায়ার ঠিক আছে", তবুও পাইলট বলতে পারেন "রিয়ার উইং সেটআপ আমার জন্য দুর্দান্ত" এবং এই ব্যক্তিগত পছন্দ ডেটা দিয়ে মুছে ফেলা যায় না। F1 এখনও মানুষ ও মেশিনের যৌথ কাজ; ডেটা একজন শক্তিশালী সহকারী, কিন্তু স্টিয়ারিংয়ে এখনও একজন মানুষ বসে আছেন।

টেলিমেট্রির সংক্ষিপ্ত ইতিহাস: 1978 থেকে আজ পর্যন্ত

সবকিছু তুলনামূলকভাবে বিনয়ীভাবে শুরু হয়েছিল। 1978 সালে Ken Tyrrell আমেরিকান পদার্থবিজ্ঞানী ড. Karl Kempf-কে দলে যুক্ত করেন। Kempf Goodyear-এ তৈরি করা টেপ রেকর্ডিং টেলিমেট্রি পদ্ধতি F1-এ নিয়ে আসেন; সেন্সর দিয়ে গতি, সাসপেনশনের চলাচল, দিকনির্দেশক বল, গ্যাস ও ব্রেক রেকর্ড করা হতো। এটা কতটা কষ্টকর ছিল তা অনুমান করো; সে সময়ে মাইক্রোপ্রসেসর যুক্ত করাও বৈদ্যুতিক নয়েজ ও কম্পনের সমস্যার কারণে চক্কর দেওয়ার মতো কঠিন ছিল।

তারপর কম্পিউটার এলো এবং সবকিছু বদলে গেল। ডেটা আরও নির্ভুল হলো, সেন্সর ছোট ও বহুগুণ হলো; টেলিমেট্রি রেস প্রযুক্তির সূচকীয় উন্নয়নে সরাসরি অবদান রেখেছে। আজ অবস্থা এসেছে যে মেশিন প্রায় নিখুঁত হয়ে গেছে এবং উন্নয়ন একটি প্ল্যাটোতে গিয়ে দাঁড়িয়েছে। ভেবে দেখো: 1978 সালে একটি টেপে রেকর্ড হওয়া কয়েকটি চ্যানেল থেকে, আজ প্রতি সেকেন্ডে 1.1 মিলিয়ন ডেটা পয়েন্টে। প্রায় 50 বছরে ঘটা এই লাফ শুধু বিশুদ্ধ গতির প্রতিযোগিতা থেকে F1-কে একই সঙ্গে একটি ডেটার প্রতিযোগিতায় রূপ দিয়েছে। পরের রেস স্ক্রিনে দেখার সময় পিট ওয়ালের দিকে একটা নজর দাও; সেখানে এখন আর শুধু বিভ্রান্ত ইঞ্জিনিয়ার নয়, রিয়েল-টাইম ডেটা ঝড় সামলানো মানুষদের দেখতে পাবে।

তথ্যসূত্র

• ফিচার: F1-এ ডেটা ও ইলেকট্রনিক্স, ব্যাখ্যাসহ!
• অন্তর্দৃষ্টি: ট্র্যাকসাইড প্রকৌশলীরা
• ফর্মুলা ওয়ান টেলিমেট্রি: ব্যাখ্যা
• ফর্মুলা 1-এ ডেটা কীভাবে কাজ করে
• মোটরস্পোর্টে ডেটা কীভাবে চলাচল করে
• F1 রেস গাড়িতে 300টি সেন্সর রয়েছে
• F1 রেস চার্ট ব্যাখ্যা: ল্যাপ সময়, টায়ার ও টেলিমেট্রি
• দ্রুতগতি অর্জনে F1 দলগুলো কীভাবে টেলিমেট্রি, কন্ট্রোল ও অ্যানালিটিক্স ব্যবহার করে
• ফর্মুলা 1-এ রেস স্ট্র্যাটেজি কীভাবে কাজ করে
• একটি ফর্মুলা ওয়ান দলের মিশন কন্ট্রোলের ভেতরের দৃশ্য
• F1 Insights - AWS