Titulo Estágio
Desenvolvimento de Modelos de Inteligência Artificial para Simulação e Otimização de Estratégias em Desporto Automóvel
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, intitulado RaceEngineerAI, 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 trajetórias e 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 "engenheiro de corrida virtual". O(A) estagiário(a) terá acesso a conjuntos de dados relevantes, ferramentas de simulação e ao hardware necessário para o desenvolvimento e treino dos modelos de IA. Os dados são compostos por aproximadamente 125 variáveis de telemetria automóvel recolhidos por uma aplicação implementada para esse efeito. Atualmente estão já disponíveis mais de 100 voltas (~3Gb/volta) de um conjunto selecionado de 3 pistas. Está a ser também disponibilizada a aplicação de recolha de telemetria a um conjunto selecionado de utilizadores que irão participar na validação das funcionalidades implementadas.
Objetivo
O objetivo principal deste estágio é investigar, desenvolver e implementar modelos de Inteligência Artificial para a simulação precisa de corridas automobilísticas e para a geração de 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 o comportamento de veículos em corrida, considerando diversas variáveis (e.g., desgaste de pneus, consumo de combustível, condições da pista).
- 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).
- Integrar os modelos desenvolvidos com as restantes componentes da plataforma do projeto, assegurando a sua interoperabilidade e desempenho.
- 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 📩