Спорт

Интеллектуальное мореходство: тримаран MACIF Франсуа Габара — это плавучая техническая лаборатория

Применение новейших технологий в спорте продолжает менять представление о возможностях. Современные компьютерные технологии позволяют улучшить характеристики, уменьшить вес и повысить эффективность оборудования, а также установить новые рекорды, которые ранее казались недостижимыми.

В течение трех лет корпорация Intel сотрудничала с французским яхтсменом Франсуа Габаром (François Gabart), помогая ему спроектировать одну из самых быстрых в мире гоночных яхт и усовершенствовать ее систему управления. Цель? Вывести этот сложный вид спорта на новый уровень.

30-метровый тримаран MACIF Габара класса ‘Ultime’, созданный при поддержке французской группы страховых компаний, был спущен на воду 18 августа 2015 года после 18 месяцев строительства, на которые ушло 100 000 человеко-часов. Яхта, при создании которой акцент был сделан на эксплуатационные характеристики, безопасность и комфорт, выглядит очень элегантно. Она оснащена изогнутыми крыльями, которые позволяют ей практически парить над поверхностью воды.

macif-foils-flying-1024x683-ru

Первым серьезным испытанием судна стала гонка «Transat Jacques Vabre “Match of Giants”» (Транзит Жак-Вабр — Гонка гигантов) в ноябре 2015 года. Капитанами яхты были Франсуа Габар и Паскаль Бидегорри (Pascal Bidégorry). Они преодолели расстояние от Гавра до Бразилии всего за 12 дней и 17 часов. Яхта, занявшая второе место, отстала на 88 миль. Это достижение становится более впечатляющим, если учесть, что 17 других яхт опрокинулись либо сошли с дистанции.

Следующее испытание станет для Габара еще более сложным. Он собирается в одиночку принять участие в Transat 2016 — гонке протяженностью 3500 миль из Плимута в Нью-Йорк. Первая подобная регата состоялась в 1960 году. Ее выиграл сэр Фрэнсис Чичестер (Sir Francis Chichester) на яхте Gipsy Moth III. Этот маршрут он прошел за 40 дней. Ожидается, что победитель гонки 2016 года пройдет его всего за семь дней.

Gabart_generic1-1024x683-ru

Однако такой короткий срок потребует как от яхты, так и от капитана работать на пределах своих физических возможностей. Участникам приходится часто бороться со встречным ветром, они могут попадать в штормы, сопровождающиеся огромными бушующими волнами. Они также должны учитывать риск встречи с айсбергами, появления замерзающего тумана и столкновения с рыболовными лодками, торговыми судами и даже китами.

Для такого опасного рейса требуется исключительная яхта.

Биомеханическая машина 

Тримаран MACIF, расположившийся в водах Плимут-Саунд, напоминает гигантское кибернетическое насекомое. Он объединяет в себе человека и машину, и каждый из двух компонентов не может работать без другого.

Если убрать капитана из кокпита, яхта будет бесцельно менять направление и в конечном итоге сядет на мель у какого-нибудь далекого берега. А Габар, по его собственному признанию, не может в одиночку управлять судном без сети приборов, датчиков и компьютеров, которыми завешены внутренние стены углеродного корпуса его яхты.

Navigation1-1024x683-ru

Участие Intel в этом проекте началось на этапе проектирования яхты, когда французская кораблестроительная фирма Van Peteghem Lauriot-Prévost (VPLP) и компания Hydrocean, выполняющая цифровое макетирование, применили вычислительные кластеры Xeon в лаборатории Intel HPC (Суиндон), чтобы определить наиболее эффективный дизайн.

«Сначала создается форма корпуса, после чего он помещается в виртуальный объем с водой, — объясняет Габар. — Затем испытываются различные скоростные режимы и создаются графики, которые показывают, какой корпус лучше подойдет [для таких условий]… При этом всегда можно найти сбалансированный вариант для выбора оптимальной формы».

Благодаря использованию таких кластеров весь процесс проектирования и оптимизации сократился на три недели. При этом команде удалось сохранить легковесную конструкцию и определить наиболее подходящую форму корпуса.

Инновационный дизайн также включает просторный кокпит, обеспечивающий защиту от различных стихий и при этом предоставляющий Габару доступ к штурвалу, лебедкам и подвижным механизмам. В кокпите Габар может выполнять 95% операций по регулировке парусов.

Cockpit1-1024x683-ru

В задней части кокпита расположена небольшая кабина, где капитан может сидеть, есть и спать. Также в кокпите есть монитор с сенсорным экраном, предоставляющий доступ к большому количеству данных, которые создаются бортовым оборудованием и обрабатываются компьютером, расположенным под палубой.

«Мне приходится проводить здесь много времени, — говорит Габар. — Здесь можно контролировать все. Здесь отображается информация о погоде, вся информация с берега. Все это поступает сюда».

Изначально судно было оснащено парой мини-ПК NUC (Next Unit of Computing) с процессорами Intel Core 5-го поколения. Но команда решила, что необходимо установить более производительные компьютеры, и при этом сохранить низкое энергопотребление.

Поскольку приходится работать с большим количеством данных, а также прогнозировать погодные условия и оптимизировать курс в реальном времени, быстродействие имеет решающее значение. По этой причине судно теперь оснащено парой компьютеров на базе процессоров Intel Core i7 6-го поколения.

w_prev_macif_1727-1460727369-1024x683-ru

Надежность и безопасность превыше всего, поэтому все системы тримарана MACIF созданы с учетом резервирования: два компьютера, два монитора, несколько радио- и GPS-систем, а также три автопилота на случай сбоев.

Для отслеживания режима сна Габар использует приложение-таймер на сенсорном экране, которое также позволяет оценить качество его сна. Но для этого требуется вводить данные вручную, а поскольку он спит короткими периодами времени, он признает, что такой режим ввода неудобен.

«Я проверяю, что все в порядке, и иногда мне удается [поспать] несколько раз за один час. Я засыпаю. Затем просыпаюсь на минуту и проверяю, что рядом нет лодок. Проверяю паруса. Затем опять засыпаю».

YANN_RIOU_01-10-15_Macif_2687-ru

Корпорация Intel предоставила ему устройство 2 в 1 Asus Transformer Book T300 Chi, которое легко переключается из режима ноутбука в режим планшета, и наоборот. Основной навигационный сенсорный экран не виден из кокпита, поэтому вместо него Габар может использовать Transformer Book как в качестве отдельного компьютера, так и для дублирования основного дисплея.

«Это довольно удобно, — утверждает Габар. — Не нужно далеко отходить от компьютера. А при управлении яхтой я могу положить небольшой экран перед собой и всегда знать, где я нахожусь».

Нацеленность на будущее 

Сотрудничество Intel с Габаром не ограничивается только проектированием и бортовыми системами тримарана MACIF. Парусные регаты плохо приспособлены для наблюдения со стороны зрителей. События гонок недостаточно освещаются по телевидению и особо не комментируются, поэтому информация очень ограничена.

Systems-below-deck-1024x683-ru

Чтобы помочь людям получать сведения о судне, Intel будет использовать свою 3D-камеру RealSense для сканирования многокорпусного судна внутри и снаружи, создавая подробную 3D-модель. Затем эту модель можно посмотреть в онлайн-приложении, что позволит зрителям подробно рассмотреть яхту и изучить информацию о различных системах на борту.

Все данные, зафиксированные бортовыми датчиками, будут передаваться с помощью сервера Intel Xeon. Это позволит зрителям следить за путешествием Габара и получать при этом широкий спектр сведений. Поклонники смогут отслеживать все подробности гонки: от скорости и местоположения яхты до частоты сердцебиения и режимах сна капитана.

Позже в этом году изображение яхты будет представлено в формате 4K с панорамным обзором. Оно будет составляться из фотографий и замедленного видео, полученных в процессе морских путешествий Габара. Корпорация Intel также работает над интерактивным панорамным видео в формате 4K, что стало возможным благодаря технологии Quick Sync Video в графической системе Iris Pro. Вскоре владельцы очков виртуальной реальности смогут оценить путешествие по океану со скоростью 43 узла — почти 50 миль в час.

Но это еще не все: тримаран MACIF — это, по сути, плавучая лаборатория, где постоянно тестируются и совершенствуются новые технологии.

Binaural-earphones-1024x683-ru

Уже тестируется новая коммуникационная система, способная записывать стереозвук, который создает ощущение присутствия на борту. Это помогает участникам команды и специалистам поддержки лучше понять состояние яхты. А проблема управления устройствами в условиях низких температур и высокой влажности решена с помощью жестового и голосового управления.

Сам Габар считает, что еще многое можно улучшить. Первым в его списке значится автопилот — основной жизненно необходимый компонент для одиночной гонки.

«На данный момент автопилот лишь следует указаниям… он лишь фиксирует, что происходит, и реагирует на это, — говорит он. — Когда яхтой управляет капитан, он также предугадывает, что его может ожидать впереди, полагаясь на собственные ощущения. Он способен предугадывать.

Сможет ли автопилот в будущем просто смотреть вперед по курсу яхты, чтобы определить, какой там ветер впереди? Возможно, через несколько лет мы сможем определять предстоящий тип ветра. Мы сможем просто посмотреть на милю вперед и определить, что через 10 секунд ожидается какой-то определенный ветер».

Для опытного капитана этого времени достаточно, чтобы понять, как лучше всего управлять судном в таких условиях. «Нам нужно всего несколько секунд, — заявил Gabart. — Как минимум, мы будем знать, какой ветер будет через 10 секунд. Это потрясающая информация».

Поделиться этой статьей

Другие темы

Спорт Инновационные технологии

Читать эту статью следующей

Read Full Story