اختر منطقتك 
حالة الطقس 
بابلو، ما هو تأثير الديناميكا الهوائية على مضمار ركوب الدراجات اليوم؟
إنها هائلة. يعد تقليل السحب الديناميكي الهوائي أمرًا ضروريًا لتوفير الطاقة وتحقيق أقصى سرعة. هناك طريقتان لمكافحة السحب: فيما يتعلق براكبي الدراجات الآخرين، وفيما يتعلق بنفسك. أولاً، يمكن لراكبي الدراجات تغيير موضع مسارهم للاستفادة من الهواء الذي يزيحه راكب الدراجة الذي أمامه، والذي يترك جيبًا من الهواء في أعقابه. من خلال وضع أنفسهم في هذا الجيب، وبمساعدة البدلات الديناميكية الهوائية التي يرتدونها، يستطيع الدراجون حماية أنفسهم في هذا الجيب، مما يوفر طاقة قيمة (واط). ثانيًا، يمكن للركاب تقليل المساحة الأمامية لتقليل كمية الهواء التي يتعين عليهم إزاحتها بأنفسهم. يمكن أن يشمل ذلك تغيير موقعهم على الدراجة وتحسين تصميم معداتهم.
بالطبع، يتناسب السحب مع مربع السرعة، مما يعني أنه كلما كانت دواسات الدراج أسرع، زاد السحب الديناميكي الهوائي. لتلخيص ذلك، ركوب الدراجات هو توازن القوى: تلك التي يطبقها الدراجون على الدواسات للتحرك بسرعة وتلك التي تعارض هذه الحركة من حيث مقاومة التدحرج والسحب الديناميكي الهوائي.
وفي هذا الصدد، هل شكلت اختبارات أنفاق الرياح ثورة حقيقية؟
قطعاً. منذ الثمانينيات والتسعينيات، ساعدت في تحسين الديناميكا الهوائية. وبشكل ملموس، عندما يريد راكب الدراجة تقليل السحب الديناميكي الهوائي، فإنه إما يغير موقعه على الدراجة أو الدراجة نفسها. يمكن لنفق الرياح فحص كليهما، وغالبًا ما يؤدي ذلك إلى نتائج جيدة جدًا. لكن هذه الاختبارات لها أيضًا عيوبها: فهي تستهلك الكثير من الطاقة ومكلفة للغاية، حيث تكلف عدة آلاف من اليورو ليوم واحد من الاختبار. عيب آخر هو أن أنفاق الرياح هذه ستحدد رقم مقاومة الهواء ولكنها لن تشير إلى السبب الدقيق. ومع ذلك، تسمح لك ديناميكيات الموائع الحسابية (CFD) باختبار التدفق الديناميكي الهوائي فعليًا من خلال عمليات المحاكاة الرقمية التي يمكنك استضافتها على السحابة. تتمتع هذه الاختبارات الافتراضية بميزة تقديم نتائج مفصلة للغاية، مما يسمح لكل من المهندسين والدراجين بتحديد أصل السحب وتحسين تصميم الدراجة و/أو وضعية الراكب وفقًا لذلك.
ما الدور الذي تلعبه AWS في جمع هذه البيانات؟
AWS هي المزود الرسمي للبنية التحتية السحابية لدوري UCI Track Champions League أثناء السباقات المباشرة، تقوم AWS بتسجيل تدفقات البيانات ومعالجتها وتحليلها باستخدام خدمات Amazon Kinesis وAmazon DynamoDB Database في الوقت الفعلي، مما يوفر رؤى في الوقت الفعلي للجماهير الذين يحضرون الحدث في مضمار السباق أو المتابعة على شاشة التلفزيون أو عبر تطبيق مخصص للهاتف المحمول.
هناك فئتان من البيانات: التسارع والسرعة والموقع على المسار، والبيانات البيومترية، مثل الطاقة والإيقاع ومعدل ضربات قلب الراكب. قامت شركة Warner Bros. Discovery Sports بتجربة خدمة بيانات AWS SageMaker لإجراء تحليلات البيانات وبناء نماذج التعلم الآلي لاستخراج رؤى قيمة من البيانات.
هل صحيح أن ركوب الدراجات على المضمار مستوحى من الفورمولا 1 من حيث الديناميكا الهوائية؟
نعم و لا. في كلا المجالين يقاتل الدراجون أو السيارات ضد السحب الديناميكي الهوائي. ومع ذلك، الفورمولا 1 تهتم أكثر بالقوة الضاغطة، والتي تؤثر على قدرة السيارة على التمسك بالطريق، في حين أن السحب الديناميكي الهوائي هو الاهتمام الرئيسي لراكبي الدراجات.
هل تعتقد أن الرياضيات والفيزياء أصبحت الآن أكثر أهمية من القوة الخام لراكب الدراجة؟
الفيزياء هي الجوهر الأساسي لركوب الدراجات. لا يقتصر الفوز في المنافسة على راكبي الدراجات أنفسهم فحسب، بل أيضًا على معداتهم، مثل دراجتهم وخوذتهم، والتي يمكن أن تفصل بين راكبي دراجة متساويين في القوة والقدرة. ولكن صحيح أن تحليل البيانات أصبح ذا أهمية متزايدة في السنوات الأخيرة وأن الجميع يحاول استغلال هذه البيانات إلى أقصى حد. ولهذا السبب نرى الآن العديد من المدربين والفرق الفنية مخصصة فقط للديناميكا الهوائية. لكنني ما زلت أعتقد أن قوة وغريزة الفارس تستمر في لعب دور لا يقل أهمية. في السباق، يظل التنسيب أمرًا ضروريًا. يجب عليك التأكد من أنك محمي لتجنب استنشاق الكثير من الهواء أثناء الاستعداد للرد في حالة وقوع هجوم.
تمثيل مرئي للقوة التي يتم توفيرها من خلال وضع كل من الراكب والدراجة في وضع يسمح لهم بالاستفادة من الراكب الموجود أمام التيار المنزلق، مما يقلل من السحب. تم دعم هذه الرؤية بواسطة AWS.
على المسار، ما مدى أهمية أن تكون في تيار المنافس؟
عندما يكون الفارس في المقدمة، فإنه يقوم بإزاحة جيب صغير من الهواء منخفض الضغط في أعقابه يسمى التيار المنزلق. إذا كنت خلفهم مباشرة في هذا الجيب، وتقوم بالصياغة في مجرى الهواء، فسوف توفر 40% من طاقتك! وبالتالي فإن تقليل مقاومة الهواء عن طريق استغلال التيار المنزلق يعتمد على موضع الراكب. في AWS، نعمل على تطوير أساليب لتحليل كل هذه البيانات في الوقت الفعلي من أجل إيصال الاستراتيجيات المختلفة لتوفير الطاقة إلى المعجبين من خلال الاستفادة من التدفق المستمر. وبالتالي، سوف نستعيد جميع المعلومات المتعلقة بتسارع الدراجين وسرعتهم ووزنهم والضغط الذي يمارس في المنعطفات وحتى ميل المسار وفقًا لوضعية الراكب ونسخ كل هذا إلى نموذج مادي.
ولكن، في مرحلة ما بعد هذه الحسابات، أجرينا مئات من عمليات محاكاة ديناميكيات الموائع الحسابية، ووضعنا الدراجين في تكوينات مختلفة للتيار المنزلق بناءً على سرعتهم وموقعهم النسبي. يقوم نموذج التعلم الآلي بعد ذلك بدمج نتائج عمليات المحاكاة هذه مع النموذج المادي لتحديد عدد الواط الذي يوفره الراكب من خلال الصياغة. كما ترون في الصورة أعلاه، والتي هي نتيجة استخدام خدمة SageMaker من AWS، فإن الراكب الموجود في الخلف يوفر 149.8 واط من خلال تواجده في الراكب أمام التيار المنزلق وتقليل السحب بنسبة 11.7%.
القوة تجتمع مع الكفاءة مع AWS
تعتبر تحليلات عقود الفروقات مكلفة من الناحية الحسابية وتستغرق وقتًا طويلاً. في السابق، لم تكن مئات عمليات محاكاة العقود مقابل الفروقات المطلوبة لإجراء هذه الدراسة مكلفة فحسب، بل إذا كنت تريد القيام بذلك في الموقع، فسوف تحتاج إلى إعداد مجموعتك عالية الأداء. توفر AWS طريقة سريعة لنشر أعباء عمل العقود مقابل الفروقات (CFD) وإدارتها على أي نطاق دون الحاجة إلى بنية تحتية خاصة بك. يمكنك تشغيل الوظائف التي كانت في السابق في مجال المعامل الوطنية أو الصناعة الكبيرة. في غضون ساعة أو ساعتين فقط، يمكنك نشر برنامج CFD، وتحميل ملفات الإدخال، وإطلاق عقد الحوسبة، وإكمال المهام على عدد كبير من النوى. بمجرد الانتهاء من مهمتك، يمكن تصور النتائج وتنزيلها، ومن ثم يمكن إنهاء جميع الموارد – بحيث تدفع فقط مقابل ما تستخدمه.
نظرًا لقابلية التوسع المتأصلة في AWS، لديك خيار تشغيل حالات متعددة في وقت واحد باستخدام مجموعة مخصصة لكل حالة. تتيح لك AWS مركزية جميع البيانات وإنتاج هذه التحليلات، والتي كانت ستستغرق أسابيع في الموقع، في أقل من يوم واحد.
لا يمثل هذا توفيرًا قيمًا للغاية للوقت والمال فحسب، بل يعد هذا المشروع مثالًا رائعًا لكيفية الجمع بين الذكاء الاصطناعي وديناميكيات الموائع الحسابية والنماذج الفيزيائية لاستخلاص رؤى قيمة. تساعد هذه المعلومات في شرح أهمية الديناميكا الهوائية والتصميم التنافسي للجماهير في عالم ركوب الدراجات على المضمار.
