AI將走進足球 為2024歐洲杯保駕護航
所謂的VAR,指的是使用攝像頭、傳感器和AI來幫助裁判做出決定。但自2016年推出以來,VAR一直在球迷中引發(fā)熱議。
由于裁判應(yīng)用這項技術(shù)的方式不一致,有時他們做出決定所需的時間也不一致,這引發(fā)了人們的不滿。上周,英超聯(lián)賽甚至就是否完全廢除VAR進行了投票。最終,各俱樂部以19比1的投票結(jié)果支持保留VAR,但反對派強調(diào)了改進的必要性。
升級后的半自動版本VAR,融合了更先進的AI和嵌入球中的實時位置跟蹤芯片,在2022年卡塔爾世界杯的一場重大全球賽事中首次使用,而2024年歐洲杯將采用最新的迭代版本。
對此,林奇堡弗吉尼亞大學(xué)(University of Lynchburg)的運動物理學(xué)家John Eric Goff接受了媒體采訪,對這項技術(shù)的工作原理進行了詳細說明,并對其未來應(yīng)用前景進行了展望。
AI是如何觀看足球比賽的?
在球場上聽到AI,給人的感覺就是一些有感知的東西與人類一同工作。但這些算法和機器,能夠快速處理裁判無法訪問的大量數(shù)據(jù)。在足球場上方,放置在整個體育場的屋頂下的10個攝像頭可以看到每個球員身體上的29個位置。因此,22名球員在球場上,共有超過600個點在運動。每秒50次,這些數(shù)據(jù)將被輸入計算機。所有這些不同的攝像頭基本上都可以實時告訴你:球員在球場上的位置,球在哪里,球的移動速度,球員和他們的身體部位的移動。
球本身能提供什么信息?
如果你切開球并向里面看,你會看到這個位于中心的小傳感器,通過導(dǎo)線連接到外殼上。這個小型慣性測量裝置會記錄球的位置及其運動。它以500赫茲的速度傳輸數(shù)據(jù),比體育場使用的攝像頭快10倍。該數(shù)據(jù)可以與攝像機渲染相結(jié)合,以跟蹤球相對于球員身體的位置。球員踢球或用手接球后,當球收到脈沖時,內(nèi)置的芯片可以確定準確的接觸時間和接觸點。這對于決定進球或手球的判罰至關(guān)重要。
上屆世界杯上有一個著名的案例,那就是克里斯蒂亞諾·羅納爾多(Cristiano Ronaldo)為葡萄牙隊“打進”的一個球?雌饋硭谇蜷T附近得到了一個頭球,但芯片顯示,球?qū)嶋H上并沒有接觸到他的頭部,所以進球被判給了他的隊友。
所有這些數(shù)據(jù)對裁判有什么用處?
一個主要的應(yīng)用是檢測違反越位規(guī)則的情況(即半自動越位)。AI可以將它為每個球員收集的29個點的數(shù)據(jù)以3D形式呈現(xiàn)。利用這些數(shù)據(jù),再根據(jù)骨骼結(jié)構(gòu)的算法,它可以填滿球員這29分點之外的身體狀態(tài),以精確展示足球與球員的位置狀況。這樣,就可以查看給定的身體部位所處的位置,以判斷是否越位。
對于決定進球與否的球門線技術(shù)來說,可能會出現(xiàn)球被守門員抱在懷里,攝像機看不到的情況。但如果你知道球的位置,球的3D狀態(tài)就可以在電腦上渲染出來,從而計算出它是否越過了線。
AI可以快速做出這些決定,這樣裁判就可以知道球員是否越位,或者這是進球還是沒有進球。相比之下,舊技術(shù)平均需要大約70秒才能返回計算機生成的越位判定。而現(xiàn)在預(yù)計不到半分鐘,所以裁判將能夠更快地做出這些判罰。
內(nèi)置芯片會影響球的空氣動力學(xué)行為嗎?
不會的。它位于球的中心位置,而連接到外殼的導(dǎo)線也不會導(dǎo)致實質(zhì)性的質(zhì)量不對稱。至于重量,比賽規(guī)則規(guī)定,比賽開始時球的重量在410-450克左右。而芯片本身的重量約為14克,可以忽略不計。另外,球在被放到球場上比賽之前,在速度超過90公里/小時的情況下,已經(jīng)經(jīng)過了良好的踢球和壓力測試。
這項技術(shù)的誤差幅度是多少?
這涉及到一個覆蓋范圍的問題:有足夠的攝像頭嗎?每臺相機的視野是否足夠?qū),可以記錄下每一個動作的點滴?即使是用來進行渲染的算法也會有一些錯誤;29個點并不是身體上的每一個點,所以會有一個與形成身體的3D渲染相關(guān)的錯誤。但這些都是非常小的誤差,不到0.5厘米。
VAR如何改變裁判的角色?
對于這種‘半自動’技術(shù),重要的還是‘半’,最終還需要人類來決定。AI無法決定的一件事是:球員的意圖。如果球員的手碰到球,它就會告訴裁判球被碰到了,但它可能無法確定是否有意為之。因此也有一些時候,裁判可以查看重放,并確定球員是否存在惡意意圖,這將有助于確定黃牌或紅牌。當然,這仍然是主觀的,球迷們總是會對此爭論不休。
裁判的未來會是什么樣子,會不會是全自動化的?
我們離機器人裁判還差得遠。犯規(guī)、黃牌或紅牌等事情,仍需要人類做出決定。至于未來,人們也聽到了一些有趣的想法,涉及虛擬現(xiàn)實(VR)隱形眼鏡,裁判可以使用它來實時顯示AI提供的那些數(shù)據(jù)。計算能力越強,獲得的數(shù)據(jù)就越多,渲染的速度也就越快。
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