Titulo Estágio
Desenvolvimento de Modelos de Inteligência Artificial para Simulação e Otimização de Estratégias em Desporto Automóvel
Áreas de especialidade
Sistemas Inteligentes
Engenharia de Software
Local do Estágio
Instituto Pedro Nunes, Coimbra (Laboratório de Informática e Sistemas)
Enquadramento
O desporto automóvel é um domínio altamente competitivo onde a otimização do desempenho e a estratégia de corrida são cruciais para o sucesso. O IPN está a participar num projeto cofinanciado que visa desenvolver uma plataforma de Inteligência Artificial (IA) avançada para a otimização do desempenho de carros de corrida e pilotos. Esta plataforma integrará e processará dados de múltiplas fontes, incluindo telemetria dos veículos, simuladores de corrida de alta fidelidade e dados históricos de competições. A utilização de algoritmos de Machine Learning e Deep Learning permitirá modelar o comportamento dos veículos, analisar as condições da pista, prever o desempenho dos adversários e, fundamentalmente, otimizar as estratégias de corrida.
Este estágio insere-se neste projeto, com o intuito de desenvolver e validar componentes chave relacionados com a simulação de cenários de corrida e a geração de sugestões de estratégias otimizadas, contribuindo para a criação de um "estratega de corrida virtual". O(A) estagiário(a) terá acesso a conjuntos de dados relevantes, que incluem a telemetria detalhada de, à data, centenas de voltas, sendo este um processo de recolha ativo e continuo, e também a ferramentas de simulação e ao hardware necessário para o desenvolvimento e treino dos modelos de IA.
Objetivo
O objetivo principal deste estágio é investigar, desenvolver e implementar modelos de Inteligência Artificial para a previsão da evolução de uma corrida automobilística, a alto nível, que permita testar e gerar sugestões de estratégias de corrida eficazes. O(A) estagiário(a) irá explorar diferentes abordagens de modelação e algoritmos de otimização, com foco na sua aplicação prática no contexto do projeto RaceEngineerAI.
As tarefas incluem:
• Desenvolver modelos capazes de simular a evolução de eventos relevantes de uma corrida com baixo nível de detalhe (de detalhe físico da simulação).
• Implementar algoritmos que, com base nas simulações e dados disponíveis, consigam identificar e sugerir as melhores estratégias de corrida (e.g., momentos ideais para paragens nas boxes, gestão do ritmo de corrida).
• Avaliar a performance dos modelos e algoritmos desenvolvidos utilizando métricas relevantes e cenários de teste realistas.
Plano de Trabalhos - Semestre 1
Durante o 1º semestre, o projeto será composto pelas seguintes fases de desenvolvimento:
• F1 – Análise do estado da arte (25% do semestre): Investigação de técnicas de simulação de corridas, modelação de desempenho de veículos e algoritmos de IA aplicados à otimização de estratégias no desporto automóvel. Estudo de plataformas e ferramentas existentes.
• F2 – Levantamento de requisitos (20% do semestre): Definição detalhada dos parâmetros para os modelos de simulação, identificação das fontes de dados necessárias (telemetria, dados de simuladores), especificação dos critérios para avaliação de estratégias de corrida e dos requisitos funcionais e não funcionais para os modelos a desenvolver.
• F3 – Protótipo (45% do semestre): Desenvolvimento de protótipos para os modelos de simulação de corrida e para os algoritmos de sugestão de estratégias. Realização de testes iniciais com dados simulados ou históricos.
• F4 – Protótipo (10% do semestre): Elaboração e entrega do relatório intermédio.
Plano de Trabalhos - Semestre 2
Durante o 2º semestre, o projeto será composto pelas seguintes fases de desenvolvimento:
• F5 – Implementação (70% do semestre): Desenvolvimento e refinamento dos modelos de simulação de corrida e dos algoritmos de IA para geração e otimização de estratégias. Integração dos modelos com a infraestrutura de dados do projeto.
• F6 – Testes (20% do semestre): Validação rigorosa dos modelos de simulação e da eficácia das estratégias sugeridas através de múltiplos cenários de corrida. Otimização dos algoritmos com base nos resultados obtidos e correção de eventuais falhas.
• F7 – Deploy e relatório de projeto (10% do semestre): Preparação da solução para potencial integração na plataforma RaceEngineerAI. Elaboração do relatório final do estágio, incluindo a documentação técnica dos modelos e algoritmos desenvolvidos.
Condições
Este trabalho será integrado num projeto de investigação cofinanciado, sendo que o aluno poderá candidatar-se a uma bolsa de investigação para licenciado no âmbito deste projeto, nos termos da legislação aplicável e regulamentos do IPN. O valor da bolsa é de 1040,98€, em linha com a tabela de bolsas de investigação da FCT.
Observações
Áreas de especialidade:
• Inteligência Artificial (Machine Learning, Deep Learning)
• Simulação Computacional
• Análise de Dados
• Otimização de Sistemas
• Engenharia Automóvel (preferencial) ou áreas afins com interesse em desporto automóvel.
Orientador
João Coelho
jcoelho@ipn.pt 📩