AI đang xóa sổ một trong những 'điểm nghẽn' lớn nhất trong thiết kế xe hơi: khí động học

Bryan Styles, Giám đốc Đổi mới Thiết kế và Vận hành Công nghệ của General Motors, mô tả vấn đề rất thực tế: “Chúng tôi hoàn thiện một bề mặt thiết kế, rồi phải mất nhiều ngày, thậm chí nhiều tuần mới có được kết quả phân tích đầy đủ. Đến lúc kết quả về, bề mặt thiết kế đã thay đổi rồi, và chúng tôi phải cố gắng hiểu xem kết quả cũ có còn áp dụng được vào phiên bản mới hay không.”

Đây là vòng lặp mà bất kỳ ai làm sản phẩm cũng sẽ nhận ra ngay: phân tích xong thì thứ cần phân tích đã không còn như cũ nữa. Trong thiết kế xe, mỗi vòng lặp như vậy có thể mất đến năm ngày, và số lần lặp thì không chỉ có một.

AI thay đổi điều gì?

Cái AI mang lại ở đây không phải là loại bỏ hoàn toàn phân tích khí động học, mà là rút ngắn cực kỳ mạnh giai đoạn khám phá thiết kế. Thay vì mỗi lần chỉnh sửa một chi tiết nhỏ lại phải đợi nhiều ngày để có kết quả, các kỹ sư và nhà thiết kế giờ có thể nhận được phản hồi gần như ngay lập tức. General Motors và Jaguar Land Rover là hai trong số những hãng xe đang đẩy mạnh nhất hướng đi này. Với JLR, họ đang chạy hàng trăm, thậm chí hàng nghìn phân tích khí động học mỗi ngày nhờ AI, một con số gần như không tưởng nếu dùng CFD truyền thống.

Điều thú vị là mỗi hãng xe không dùng một mô hình AI chung nào đó có sẵn. Họ xây dựng mô hình riêng, được huấn luyện trên chính dữ liệu của mình, từ tập hợp các mẫu xe của hãng và từ hàng nghìn kết quả phân tích CFD đã có từ trước. Điều này quan trọng vì khí động học của một chiếc Land Rover dạng boxy khác hoàn toàn với một chiếc Corvette dạng siêu thể thao. Một mô hình AI huấn luyện trên dữ liệu của chính hãng sẽ hiểu được những đặc trưng riêng đó tốt hơn nhiều.

Scott Parrish, chuyên gia nghiên cứu và phát triển của GM, giải thích: dữ liệu huấn luyện càng phong phú thì mô hình càng chính xác. GM còn chủ động biến đổi hình dạng xe trong quá trình thu thập dữ liệu, nâng hạ, dịch chuyển các bề mặt theo nhiều hướng khác nhau để mô hình học được nhiều kịch bản hơn. Cách tiếp cận này giúp AI dự đoán được cả những biến thể thiết kế mà trước đây chưa từng xuất hiện trong dữ liệu gốc.

“Buồng thử gió ảo” hoạt động như thế nào

Ngoài ra, GM gọi hệ thống của mình là “virtual wind tunnel”, tức buồng thử gió ảo. Về bản chất, đây là một mô hình AI được huấn luyện trên tập dữ liệu từ hàng nghìn lần chạy CFD trước đó. Khi nhà thiết kế điều chỉnh một đường cong hay thay đổi góc một bề mặt nào đó, mô hình AI sẽ dựa trên những gì nó đã học để dự đoán xem thiết kế mới sẽ hoạt động như thế nào trong điều kiện thực tế.

Kết quả phân tích này được đưa trực tiếp trở lại vào công cụ tạo hình 3D mà nhà thiết kế đang sử dụng. Nhà thiết kế kéo một đường cong, AI trả về dữ liệu về lực cản gió và áp suất không khí. Mọi thứ xảy ra trong cùng một phiên làm việc, không cần chuyển file, không cần đợi hàng ngày. Rene Strauss, Giám đốc Kỹ thuật Tích hợp Ảo của GM, xác nhận đây không còn là câu chuyện tương lai: “Chúng tôi đang dùng nó cho các sản phẩm tiếp theo. Đây không phải tầm nhìn, đây là việc đang xảy ra ngay lúc này.”