Skillnaden mellan en racingsimulator och ett racingspel är för oinsatta subtil men den är väldigt viktig. Simulatorer efterliknar verklighetens bilsport och har virtuella modeller för bl.a. däckslitage, bromsuppvärmning, dämparkurvor, etc. I ”vanliga” bil- och racingspel simuleras inte bilen utifrån realistiska modeller. De spelen strävar istället åt enkelhet och att skapa svindlande effekter.

Dessa simulatorer är idag så verklighetstrogna att de också fungerar som träningsverktyg för förare inom alla övriga bilsporter. Banorna är laserskannade och bilarna är gjorda med data från den verkliga motsvarigheten, i samarbete med bilföretag och racingteam.

Spelmotorer, och därigenom racingsimulatorer består av flera samarbetande motorer, såsom exempelvis en fysikmotor, en grafikmotor, en ljudmotor och en nätverksmotor. Fysikmotorn beräknar alla fysikaliska aspekter kopplade till körandet, såsom “downforce”, motoreffekt, styrning, väghållning, etc. Grafikmotorn hanterar endast den grafiska representationen på skärmen.

Inom Formula Infinity kommer det att behöva utvecklas en fysikmotor som även simulerar bilens enskilda delsystem under både byggfas och körning. I detta arbete kommer vi dra stor nytta av den tekniska och vetenskapliga expertis som idag finns inom våra svenska lärosäten.

Inom konceptet för Formula Infinity är ingenjörskonsten lika viktig som själva körandet. Utformandet av såväl realistiska som fantasifulla banor kommer ge spelare och lag väldigt intressanta ingenjörsmässiga utmaningar. Hur skulle vi bygga en bil som ska klara ett race på månen, på insidan av en vulkan eller för att köra igenom en svindlande loop?

Novisen kanske nöjer sig med att köra redan konstruerade bilar och av nyfikenhet plockar isär dem för att se hur de är uppbyggda. Väcks väl intresset för att göra en första modifiering av motorn eller kanske däcken så ska detta enkelt kunna ske tillsammans med en hjälpsam virtuell ingenjör som gärna får vara både pedagogisk och inspirerande.

Vid Formula Infinitys första workshop identifierades att nyckeln till att engagera unga är att låta dem stiga utanför den rent teoretiska faktan och i stället tillåtas upptäcka genom lek och “trial and error”.

Formula Infinity är av sin natur ett så kallat “sandbox”-spel. I ett sådant spel ger man spelaren en uppsättning verktyg för eget skapande och spelet följer i regel inte en linjär progression eller har ett mål eller slut. I många sådana spel är det upp till spelarna själva att individuellt eller i grupp sätta upp egna mål med sitt utforskande eller att bara interagera med spelet på måfå. Många spel i denna genre har blivit världskända under de senaste åren: Minecraft, Kerbal Space Program, Factorio och ARK: Survival Evolved för att bara nämna några.

Det svenska spelet Minecraft blev på kort tid ett av världens kändaste och mest spelade spel. Minecraft kan sägas vara den digitala representationen av en legovärld, som du antingen bara kan bygga fritt i eller spela en överlevnadskampanj i. I kampanjen får du får bygga dig ett hem , samla resurser, hitta mat och slåss mot skelett om nätterna.

I Kerbal Space Program är du en raketbyggare, som får designa, bygga och sedan flyga din egna raket ut i rymden, till månen, till Mars, etc. Raketen byggs av förutbestämda komponenter, som sedan simuleras som en helhet vid flygning.

I Factorio landar du på en ny planet, med kunskap om teknologi - men ingen teknologi med dig. Din uppgift blir att samla resurser för att bygga maskiner, som sedan samlar resurser åt dig, så att du kan bygga automatiserade flöden för att samla mer resurser. Factorio är helt enkelt en automatiseringsimulator för industriella flöden.

ARK: Survival Evolved är en mera oförlåtande version av Minecraft. I spelet ska du, ensam eller tillsammans med andra spelare, överleva på en tropisk ö fylld med dinosaurier. Du samlar resurser, utvecklar egen teknologi och tämjer dinosaurier för att sakta men säkert ta över ön.

Det är viktigt att bygga testmiljöer i spelet som ger en direkt och tydlig feedback kring hur eventuella förändringar skulle påverka bilen och dess enskilda delsystemen. När spelarna väl blivit nyfikna på varför ett system uppför sig som det gör kan vi lättare erbjuda pedagogiska tips och fakta som hjälper spelarna att göra sina konstruktioner bättre och bättre.

Spelet bygger på ett lekfullt sätt en förståelse för alla aspekter av att skapa en bil. Kunskapen tvingas inte på spelaren, men finns alltid till hands genom hjälp- eller informationssystem innefattande:

• Fysik och teknik
• Material och hållbarhet
• Mekatroniska och digitala system
• Optimering och testning
• Designprocesser för bilkonstruktion

Att köra fordon på gränsen av deras funktion innebär att man väldigt påtagligt möter naturens egna lagar. I kurvtagning i höga hastigheter utsätter föraren bilen för stora centripetalaccelerationer som måste hanteras av däcken. Däcken är i sin tur är kopplade till hjulupphängningen med fjädrar, dämpare och axlar. Som spelare kommer man successivt behöva förstå fysiken för att förstå tekniken. Här har vi en fin möjlighet att beskriva den underliggande teorin och samtidigt motivera varför racerbilstekniken ser ut som den gör.

I extrem teknologi såsom racingsport är materialegenskaper direkt avgörande för funktionen. Att bygga lätt och starkt är alltid en kompromiss mellan olika materialval. Vissa material är styva och spröda medans andra är mjuka och sega. I varje materialvalsprocess måste man även ta hänsyn till materialets ekologiska hållbarhetsaspekter, bl.a. energiåtgång och miljöpåverkan vid utvinning, tillverkning, användning och återvinning. Materialfrågan handlar därför lika mycket om optimal teknisk funktion som en optimal ekologisk livscykel för materialen.

I en modern racerbil styrs “allt” via mekatroniska och digitala system. Elektroniken och elsystemen i bilen behöver vara lika välutvecklade och optimerade som de mekaniska systemen. Som spelare kommer man successivt behöva förstå de system som reglerar dessa och lära sig programmera styrenheterna för t.ex. växellådor och bromsar.

I detta sammangang är artificiell intelligens en väldigt viktig komponent. I Formula Infinity får spelaren via sensordata utveckla allt från reglering av delsystem i realtid till helt autonoma bilar som förarlöst tävlar mot varandra.

När en racerbil är under utveckling för optimal prestanda behöver tester kunna utföras. Dessa tester kan ibland behöva isoleras i renodlade labb där några väl valda egenskaper såsom tex motoreffekt eller aerodynamiska krafter kan mätas. I andra fall vill man testköra på specialbanor och fylla bilen med experimentell utrustning för t.ex. kraft-, temperatur- och hastighetsmätning.

För att bygga en hel racerbil eller bara ett mindre delsystem krävs att man följer sk. designprocesser. Kanske vill man utgå ifrån en given grundplatta där hjul och chassi redan finns eller så vill man börja från noll. Som spelare ska man få hjälp att förstå och tillämpa de processer för utveckling som också används i dagens bilindustri.

Inom dataspel är progression och pedagogik viktiga verktyg för att hålla intresset uppe. Formula Infinity bör därför vara ett pedagogiskt spel med lärande innehåll i varje del med direkt interaktiv feedback på spelarens arbete. Paketeringen av specifik information i välgjorda videor eller interaktiva moment är en väldigt viktig del av spelets utvecklingsprocess.

Här är tre viktiga sätt på vilket Formula Infinity som open source-plattform kan skapa nytta:

• Enskilda lärare och forskare kan fortlöpande utveckla nya och förbättra existerande fysikmodeller för att göra Formula Infinity mera komplett som plattform för utbildning och simulering.
• Teknikföretag och tillverkande industri kan använda plattformen både som testbädd för virtuell testning av ny teknik och som en miljö för utbildning och kompetensutveckling. Formula Infinity strävar också mot att bli en ny industristandard likt andra öppna system.
• Spelutvecklande företag, communityn och övriga intresserade kan använda Formula Infinity som bas för att bygga egna spel och mjukvara.

Open Source syftar från början på Open Source Software, källkod som är tillgänglig för allmänheten där vem som helst kan ladda ner, lägga till, förändra och distribuera koden. Open Source-mjukvara är decentraliserad, och utvecklas transparant av ett community, snarare än av enskilda individer och företag.

Open Source sträcker sig idag längre än bara till programkod. Open Source-rörelsen tillämpar värderingar såsom decentraliserade och transparenta produktionsmodeller för att hitta nya sätt att lösa problem och innovera.

Digitala system som används inom industri eller i mjukvara är idag stora och komplexa bibliotek av interagerande funktionalitet. Många sådana byggs av enskilda företag för intern användning eller för att säljas som en del av funktionalitet i mjukvaruprodukter. Den nya open source-kulturen som vuxit fram på nätet har däremot skapat nya typer av initiativ. Nätverk av enskilda utvecklare, experter och andra intressenter bygger mjukvaruplattformar för specifika användningsområden som blir åtkomliga för andra. Detta har i många fall också influerat till nya industristandarder och ibland ändrat hela discipliner. Ett sådant exempel är tex ROS, Robot Operating System: en öppen mjukvaruplattform för simulering och styrning av robotar.

Idag byggs i princip inga nya spel från grunden, alla baserar sig på redan existerande spelmotorer, med olika nivåer av implementation för fysik, grafik, ljud, nätverk, osv. Till detta läggs sedan tilläggsbibliotek med specifik funktionalitet som man kan köpa in eller laddar ner gratis. Formula Infinity aspirerar på att bli en typ av generell bas för fysiksimulering kopplat fordon. FI ska därför kunna laddas ner och användas fritt av både företag och privatpersoner som tillägg till enklare spelutvecklingsmiljöer såsom tex Unity.

Unreal Engine och Unity är spelutvecklingsmiljöer (Game Development Environments) som är gratis att använda för privata och mindre kommersiella projekt. Miljöerna innehåller färdigbyggda motorer för grafik, fysik, ljud, nätverk, etc. Allt detta kopplas ihop i en grafisk utvecklingsmiljö som är byggd för att vara enkel att använda men med möjligheter att kunna djupdyka i varje del och förändra funktionaliteten i detaljer. Dessa miljöer används idag av spelutvecklande storföretag, samt av ett stort community av hobbyutvecklare för att utveckla spel för persondatorer, konsoler, mobila enheter och webbsidor. Till mjukvarorna finns också en marknadsplatser där användare kan dela med sig av tillägg, kod, 3D-modeller, ljud, musik, mm.

Grundsyftet med Formula Infinity är att kunna ge vem som helst, ung som gammal, tillgång till spelets innehåll - ingenjörskonst och tävling. För att sedan göra spelet hållbart och levande behöver vi arbeta fram smarta finansieringsmodeller, som involverar såväl företag som skola. Vi vill också stötta svensk spelindustri genom delägarskap med möjligheten att fortsätta driva spelets community och innehåll med vinstmöjlighet. En sådan lösning säkerställer spelets vidareutveckling och ser till att det förblir uppdaterat och levande.

Vi ser att Formula Infinity behöver ägas gemensamt och i majoritet av de lärosäten som är involverad i projektet. Detta gör att vi kan säkra våra intressen för en öppen läroplattform som gynnar intresse och utbildning inom ingenjörskonst och teknik i Sverige. I samverkan vill vi ytterligare kunna dela ägandeskapet med kommersiella intressenter som driver och sponsrar spelets utveckling, såsom spelföretag och teknikföretag mfl.