Uma das formas como as entidades da classe de MotoGP conseguiram controlar os custos e o desempenho foi a utilização de electrónica padronizada. O primeiro passo foi tornar a ECU única e padronizada, permitindo que as fábricas continuassem a usar seu próprio software na ECU Magneti Marelli adotada em 2014. Essa mudança evitou que as fábricas tivessem uma corrida armamentista para desenvolver sua própria ECU específica.
Em 2016, o MotoGP mudou para um software único, além desta famosa ECU única e padronizada. Com todos obrigados a utilizar o mesmo software, as fábricas já não podiam empregar um grande número de engenheiros para desenvolver software e tentar encontrar formas eficazes de controlar o comportamento da moto, através do controlo da tracção, da travagem do motor e de estratégias anti-empinadas. A Dorna esperava criar condições equitativas com esta nova decisão.
É claro que não há nada que os engenheiros amem mais do que o desafio de encontrar maneiras de contornar e virar as regras do jogo a seu favor. Desde a adoção do software único, diferentes fábricas encontraram maneiras diferentes de tentar extrair vantagem das regras atuais.
Um dos caminhos explorados pelos engenheiros é o uso de uma IMU, uma Unidade de Medição Inercial. O que um IMU faz é reproduzir o ângulo de inclinação, o caimento e a aceleração de uma motocicleta. Pela sua própria natureza, este elemento eletrónico requer muita inteligência para medir e calcular todos estes fatores. Não era menos necessário suspeitar que as fábricas estão aproveitando essa inteligência para utilizar a IMU como uma espécie de ECU secundária, capaz de fazer mais cálculos e modificar os inputs da ECU padronizada para modificar o comportamento da moto. O IMU era até ao final de 2018 um “sensor livre”, o que significa que as fábricas eram livres de escolher o IMU que queriam utilizar.
Impor uma única IMU
Para evitar uma nova corrida armamentista, em 2019, a Dorna também impôs uma IMU padronizada e controlada para evitar que as fábricas a explorassem para diversos e variados fins. O software e o poder de processamento da IMU são limitados, de modo que as fábricas não podem mais modificar sutilmente o comportamento da ECU padrão em busca de uma vantagem.
Existem precisamente duas razões pelas quais a Dorna decidiu utilizar uma IMU padrão. O principal motivo é a segurança anti-adulteração (ou anti-trapaça), pois o IMU é um sensor muito importante que, por natureza, inclui um processador e poder computacional interno. O poder da computação requer dominá-lo e regulá-lo. Este é o principal motivo. O segundo motivo é como sempre o controle de custos, pois por ser um sensor gratuito cada um está tentando desenvolver o seu, o que dá muito dinheiro.
De fato, houve suspeitas no paddock de que algumas fábricas estavam usando a IMU como uma espécie de ECU “nas costas”, com a IMU retirando parte da carga computacional da ECU padrão e permitindo um controle mais preciso do comportamento da motocicleta. O sistema elétrico dos protótipos de MotoGP, como a maioria dos veículos modernos, é conectado através de um barramento CAN, que funciona como uma rede em miniatura a bordo do veículo. Todas as saídas dos vários sensores são enviadas através do barramento CAN, a ECU coleta essas informações e toma decisões adequadas sobre controle e fornecimento de energia. Mas como o barramento CAN é uma rede aberta, todos os sensores conectados ao barramento CAN podem, teoricamente, ler dados dele e realizar seus próprios cálculos com base nesses dados. Uma IMU inteligente poderia ler dados do barramento CAN e então modificar sua própria saída com base nessa entrada, permitindo um controle mais preciso das estratégias de software da ECU, enganando o que ela vê.
Embora isto seja tecnicamente possível, não é permitido pelos regulamentos. O que a Dorna fez ao padronizar a IMU foi adicionar um certo grau de segurança. Porque é fácil trapacear, para qualquer engenheiro de computação.
IMU ou segunda ECU?
Teoricamente, os ganhos obtidos com o bloqueio do IMU poderiam ser alcançados fazendo o mesmo com outros sensores, mas o IMU é um caso especial devido à quantidade de inteligência já incorporada no sensor.
Em uma rede doméstica de computadores, como a que você usa para acessar o Paddock GP, isso é chamado de "sniffer", um analisador de rede que fareja dados. Com uma IMU você pode detectar dados no barramento CAN que não deveriam entrar na IMU. Ao recuperar esses dados, é possível utilizá-los de alguma forma e modificá-los para alterar fundamentalmente o que entra como entrada de dados nas estratégias do software de controle.
Estas modificações não permitiriam o controle direto do motor, pois ele é gerenciado exclusivamente pela ECU. A ECU controla atuadores, componentes diretamente relacionados ao sistema de injeção e ignição, como injetores, válvulas de admissão, válvulas de escape, ponto de ignição, etc. O uso da IMU permitiria o controle indireto do motor, ao não manipular nenhum atuador.
Contudo, os benefícios oferecidos por esse tipo de trapaça eram mínimos. Ao enganar o ECU, tínhamos de ser capazes de fazer melhor do que não o enganar, o que não é um dado adquirido. E mesmo que enviemos dados falsos para a entrada da ECU, as estratégias de cálculo são as mesmas para todos, há poucas chances de encontrar uma melhoria na saída. O que funcionaria é mudar o sinal entre a saída da ECU e o atuador, para mudar o comando, mas não é o caso aqui.
Uma limitação do efeito
Uma ECU localizada entre a ECU e os atuadores acrescentaria um controle direto e mais preciso da ignição e do enchimento do motor com uma mistura de ar/combustível. A IMU não pode controlar diretamente os atuadores, pois possui a ECU entre ela e os atuadores, o que significa que deve “enganar” a ECU alterando as saídas para controlar indiretamente os atuadores. A IMU não pode modificar diretamente os cálculos do ECU, apenas o que cabe nele. Para isso você tem que ser muito bom para poder modificar as entradas, para dar um comando de saída mais útil, porque você não coloca nada.
Mas a única maneira de fazer isso é ler os dados do barramento CAN e utilizá-los nos cálculos feitos pela IMU, que então modificaria seus dados de saída para a ECU. Fisicamente isso foi possível até o final de 2018. Com o IMU padrão, os dados são criptografados e, portanto, não podem ser modificados. Este é um ponto importante, que permite uma quantidade limitada de ações.
Como trapacear?
Vamos dar um exemplo simples para entender como o IMU poderia ser usado para contornar o software padrão e obter controle. O principal objetivo da IMU, se realmente utilizada como tal, é fornecer o ângulo de inclinação para a ECU. Muitas estratégias utilizam esta entrada, especialmente o controle de tração. À medida que a corrida avança, o pneu traseiro se desgasta e o piloto pode ajustá-lo através do painel. Mas ao conduzir a 300km/h, isto pode ser perturbador e pareceria lógico adaptar o controlo de tracção automaticamente. Se por exemplo, as fábricas conseguem enviar para a IMU o número de voltas feitas e que a cada volta acrescentamos algo ao ângulo de inclinação real para ler mais ângulo, para que o controle de tração limite mais a potência, o que significa uma ação a menos para o piloto.
Na verdade, ele imitaria o antigo software de autoaprendizagem usado pelas fábricas, que calculava o desgaste dos pneus volta a volta e previa como reagiria ao longo da corrida. Se os engenheiros tiverem uma boa estimativa da rapidez com que um pneu se desgasta, poderão usá-la para alterar o controle de tração durante a corrida.
Mas como não têm controle da ECU, precisam usar um proxy. Os engenheiros podem usar o número de voltas para alterar o ângulo de inclinação em cada volta em alguns décimos de grau a cada volta. Assim, na 1ª volta, a IMU reportaria com precisão o ângulo de inclinação da motocicleta. Mas na 20ª volta, a IMU estava acrescentando alguns graus ao ângulo de inclinação real, o que faria a ECU pensar que precisava adicionar mais controle de tração do que na primeira volta.
Substituir o IMU por um sensor padronizado não elimina completamente esse tipo de violação das regras, mas torna essa trapaça muito mais difícil e flagrante. Em teoria, podemos modificar todos os dados que passam pelo CAN. Com uma IMU é “fácil”: basta declarar que é uma IMU, mas não é. Este é o primeiro nível de trapaça. O segundo nível seria utilizar um ECU adicional, mas não declará-lo. Sempre levando em consideração a limitação de que todos os atuadores são controlados pela ECU…
