Suốt 75 năm qua, F1 không chỉ ghi dấu bằng những chức vô địch, kỷ lục hay chiến thắng rực rỡ, bộ môn này còn âm thầm để lại dấu ấn sâu sắc lên thế giới theo những cách ít ai ngờ tới.
Với vị thế là đỉnh cao của làng đua xe thể thao, F1 đã tạo ra môi trường lý tưởng để những công nghệ đột phá ra đời, rồi từ đó ảnh hưởng mạnh mẽ tới xã hội - ngay cả những lĩnh vực mà tưởng chừng không hề liên quan đến đường đua. Từ phẫu thuật nhi khoa, xe buýt London cho đến kem đánh răng, dưới đây là những phát minh ấn tượng nhất mà F1 đã mang lại cho thế giới.
Project Pitlane
Khi đại dịch COVID-19 buộc lịch thi đấu F1 phải tạm dừng vào năm 2020, các đội đua F1 đã ở trong tình thế đặc biệt để ứng phó với khủng hoảng. Gác lại mọi sự cạnh tranh, họ cùng nhau hợp tác với chính phủ Anh trong một dự án mang tên Project Pitlane, với mục tiêu sản xuất máy thở khẩn cấp cho bệnh nhân COVID-19.
Các đội đã tái thiết kế thiết bị y tế hiện có, tăng tốc dây chuyền sản xuất máy thở và phát triển thêm một thiết bị hoàn toàn mới. Điều đáng kinh ngạc là quy trình cấp phép cho một thiết bị y tế thường mất đến hai năm để được phê duyệt, nhưng với sự nỗ lực của các kỹ sư trên toàn bộ đường đua F1, quá trình này đã hoàn thành chỉ trong vòng bốn tuần, giúp máy thở cải tiến được triển khai kịp thời đến tay bệnh nhân.
Tủ lạnh siêu thị
Ít ai biết rằng công nghệ xe đua F1 lại có thể giúp tiết kiệm điện cho tủ lạnh siêu thị.
Williams đã hợp tác cùng Aerofoil Energy để tạo ra một thiết bị nhỏ bằng nhôm gắn vào kệ tủ lạnh, lấy cảm hứng từ thiết kế cánh gió sau xe F1. Nguyên lý hoạt động đơn giản: thay vì để khí lạnh thoát ra ngoài, thiết bị này giữ không khí lạnh ở bên trong tủ, giúp tủ lạnh không phải hoạt động quá sức, từ đó tiết kiệm năng lượng và giúp khu vực xung quanh ấm hơn cho khách mua hàng.
Sainsbury's là chuỗi siêu thị tại Anh đầu tiên áp dụng công nghệ này trong hành trình đạt mục tiêu trung hòa carbon vào năm 2040, và kết quả rất ấn tượng: siêu thị tiết kiệm gần 8.800 tấn carbon mỗi năm. Các chuỗi cửa hàng lớn khác như M&S, Tesco và Asda cũng đã nhanh chóng làm theo mô hình hiệu quả này.
Xe buýt London
Williams ngày càng khẳng định vị thế chuyên gia trong việc ứng dụng công nghệ bền vững, không chỉ trên đường đua mà còn trong cuộc sống hằng ngày - đặc biệt nếu bạn là người đi xe buýt ở London.
Năm 2009, FIA đưa hệ thống thu hồi động năng (KERS) vào luật đua dưới dạng tùy chọn và một số đội đã thử nghiệm. Hệ thống này thu lại năng lượng thường bị thoát ra dưới dạng nhiệt khi phanh, chuyển hóa thành công suất bổ sung cho xe.
Williams phát triển phiên bản KERS sử dụng bánh đà nhưng không sử dụng do vấn đề bố trí không gian, thay vào đó họ chọn hệ thống điện tử. Tuy nhiên, thiết kế này quá tiềm năng để bị bỏ phí, và đội bán công nghệ này cho các công ty vận hành đội xe buýt đỏ biểu tượng của London. Phanh tái tạo năng lượng (regenerative braking) từ đó được triển khai rộng rãi trên toàn bộ hệ thống giao thông công cộng Anh, góp phần giảm khí thải carbon, cải thiện hiệu suất nhiên liệu và hạn chế ô nhiễm không khí.
Phẫu thuật nhi khoa
Khi xem F1, tốc độ ấn tượng của đội ngũ pit stop thường bị xem nhẹ. Với người hâm mộ, bốn giây pit stop đã bị xem là chậm, nhưng với người ngoài, con số đó gần như không thể tin được. Chính sự nhanh nhạy và phối hợp ăn ý đó đã truyền cảm hứng cho một ứng dụng bất ngờ trong y tế.
Năm 2001, hai bác sĩ tại Bệnh viện Great Ormond Street chợt nhận ra rằng, nhìn từ trên xuống, hiệu suất của một lần pit stop trông rất giống với quy trình chuyển trẻ sơ sinh sau phẫu thuật tim: em bé nằm ở trung tâm, đội ngũ y tế bao quanh, giống hệt chiếc xe với các kỹ sư tứ phía.
Từ đó, một sự hợp tác không ngờ đã được thực hiện: McLaren và Ferrari - hai đối thủ truyền kiếp trên đường đua đã cùng ngồi lại chia sẻ kiến thức với các bác sĩ.
Nhóm nghiên cứu ở Maranello nhận thấy rằng, không giống như đội ngũ pit stop của họ, các bác sĩ và y tá không có vai trò cụ thể khi vận chuyển trẻ em từ phòng mổ đến phòng chăm sóc đặc biệt (ICU). Nếu có sự cố xảy ra, mọi người sẽ cùng nhau xử lý thay vì để một người đảm nhiệm.
Khi bài học về quy trình pit stop của F1 được áp dụng trong bệnh viện, số lỗi kỹ thuật đã giảm tới 42%, từ đó khuyến khích đội ngũ y tế đề xuất áp dụng quy trình này tại nhiều bệnh viện trên khắp Vương quốc Anh.
Kem đánh răng
Một đội đua F1 có thể biết gì về sản xuất kem đánh răng? Tuy câu trả lời là không hề, nhưng họ lại là bậc thầy trong việc lên kế hoạch và tối ưu hóa quy trình sản xuất.
Trước mỗi cuộc đua, các đội sẽ có kế hoạch cho giai đoạn xe an toàn, một kế hoạch khác cho trường hợp lốp xe xuống cấp nhanh hơn dự kiến, và một kế hoạch nữa cho trường hợp đối thủ nhanh hơn dự đoán.
Đó chính là điều mà tập đoàn dược phẩm GlaxoSmithKline (GSK) cần đến khi ký kết hợp tác với McLaren vào năm 2011.
Vấn đề của GSK khá đơn giản nhưng tốn kém: mỗi lần chuyển dây chuyền từ sản xuất thương hiệu kem đánh răng này sang thương hiệu khác, quá trình công nhân phải sắp xếp lại máy móc và vệ sinh thiết bị mất đến hai giờ đồng hồ, khiến cả nhà máy gần như phải dừng hoạt động.
Geoff McGrath từ McLaren Applied Technologies dùng mô phỏng máy tính để phân tích toàn bộ quy trình, chỉ ra hàng loạt bước thừa và không cần thiết. Kết quả là một kế hoạch bảy bước mới được xây dựng, giúp cắt giảm 60% thời gian chuyển đổi, và chỉ trong năm đó, nhà máy đã sản xuất thêm được 20 triệu tuýp kem đánh răng.
Thiết kế thuyền đua
Thoạt nhìn, đua thuyền và F1 có vẻ chẳng liên quan gì đến nhau, nhưng thực ra hai bộ môn này có nhiều điểm chung đến bất ngờ. Dan Bernasconi từng là kỹ sư đua cho đội McLaren trước khi chuyển sang thiết kế thuyền đua. Ông chính là người đứng sau những chiếc thuyền giúp đội New Zealand vô địch America's Cup năm 2017 và 2021 - giải đấu được ví như F1 của làng đua thuyền, nơi một đội kỹ sư phải tạo ra chiếc thuyền tốt nhất rồi giao cho tay đua tài năng dẫn dắt để giành chiến thắng.
Bernasconi đã vận dụng trọn vẹn bộ công cụ từ F1: thiết kế thuyền bằng sợi carbon, dùng công nghệ mô phỏng máy tính để tối ưu hiệu suất, và gắn đầy cảm biến trên thuyền để truyền dữ liệu thời gian thực về đội phân tích - giống hệt cách các đội F1 theo dõi xe trong mỗi phiên chạy trên đường đua. Điểm khác biệt duy nhất là trên mặt nước thì các kỹ sư còn phải tính thêm cả thủy động học bên cạnh khí động học.
Phổ cập 5G
Trong một tuần đua F1, hàng trăm kỹ sư cần chia sẻ dữ liệu liên tục và tức thời. Vì vậy, chỉ cần mất kết nối vài giây là có thể ảnh hưởng đến quyết định chiến thuật. Việc thu thập dữ liệu chính xác và chia sẻ chúng cho nhiều bộ phận khác nhau là yếu tố sống còn để đạt thành công.
McLaren Applied Technologies đã tận dụng công nghệ kết nối đường đua đó để phát triển thành sản phẩm thương mại mang tên Fleet Connect, hiện đang được sử dụng trên các hệ thống giao thông công cộng từ Anh đến Singapore.
Với hành khách, đây đơn giản là công nghệ Wi-Fi tốc độ cao ngay trên tàu và xe buýt. Còn với đội vận hành đường sắt, họ có thể theo dõi camera trực tiếp và đọc số liệu cảm biến từ xa theo thời gian thực, giúp phát hiện sự cố sớm hơn và đưa ra quyết định bảo trì nhanh hơn. Cách hoạt động này gần như giống hệt hệ thống telemetry mà các đội F1 dùng để theo dõi xe đua trên đường đua: dữ liệu từ xe truyền về liên tục, và các kỹ sư phân tích ngay lập tức để điều chỉnh chiến lược.
Kiểm soát không lưu
Công nghệ dữ liệu của McLaren còn được các sân bay trên thế giới tận dụng. Trong một tuần đua, hệ thống của đội đua theo dõi chính xác vị trí và tốc độ của từng chiếc xe trên đường đua - một chức năng hoàn toàn phù hợp cho các kiểm soát viên không lưu theo dõi máy bay. Sân bay Heathrow sử dụng công nghệ của McLaren để nhận thông tin thời gian thực về quá trình cất cánh và hạ cánh, giúp dự báo tình trạng chậm trễ và giảm tình trạng ùn tắc từ trước.
Sợi carbon
Sợi carbon không phải là phát minh của F1, vật liệu này đã được thử nghiệm trong ngành hàng không vũ trụ từ những năm 1960, nhưng kết quả không ổn định. Phải đến năm 1981, khi kỹ sư McLaren - John Barnard lần đầu tiên dùng sợi carbon để chế tạo khung gầm xe F1, tiềm năng thực sự của nó mới được khai phá. Khung gầm này gọi là monocoque, nó vừa cực kỳ nhẹ, vừa cứng và an toàn hơn nhiều so với khung gầm kim loại truyền thống. Kể từ đó, tất cả các đội F1 đều chuyển sang dùng vật liệu này.
Ngày nay, sợi carbon có mặt ở khắp nơi trong đời sống hằng ngày. Xe lăn làm từ sợi carbon được chế tạo riêng theo từng người dùng, nhẹ đến mức họ hầu như không cảm nhận được sức nặng. Williams còn phát triển BabyPod - một phương tiện vận chuyển trẻ sơ sinh cần chăm sóc đặc biệt trong bệnh viện, lấy cảm hứng từ chính thiết kế monocoque của xe F1.
Trên đường phố
Trong tất cả những đổi mới kể trên, có lẽ gần gũi nhất với chúng ta chính là những công nghệ F1 đang hiện diện ngay trên chiếc xe bạn lái mỗi ngày. Paddle shifter - cần gạt chuyển số gắn sau vô lăng là thiết kế được Ferrari đưa vào xe đua từ năm 1989, giúp sang số nhanh hơn và mượt mà hơn nhiều so với cần số thủ công truyền thống.
Chỉ tám năm sau, Ferrari trang bị tính năng này cho mẫu xe đường phố F355, và ngày nay gần như mọi chiếc xe, kể cả xe gia đình bình thường đều có paddle shifter.
Không chỉ vậy, vô lăng F1 với hàng chục nút bấm điều khiển mọi thứ từ cân bằng phanh (brake bias) đến chế độ động cơ cũng đã truyền cảm hứng cho thiết kế nội thất ô tô hiện đại.
Công nghệ hybrid, hệ thống khí động học và vô số cải tiến khác cũng theo con đường tương tự: bắt đầu từ đường đua, rồi xuất hiện trên siêu xe, và dần trở thành tiêu chuẩn của xe hơi phổ thông.
Sau 75 năm không ngừng đổi mới từ những bộ óc kỹ thuật xuất sắc nhất thế giới, chắc chắn những đột phá tiếp theo vẫn còn đang chờ đợi ở tương lai phía trước.
