AI將走進足球 為2024歐洲杯保駕護航

　　當2024年歐洲杯于明日凌晨3點拉開大幕時，AI的“全視眼”將全程專注于這一賽事，即使是最狂熱的球迷，也不會如此地專注于每一場比賽。由于最新的視頻輔助裁判(VAR)技術，裁判將能夠跟蹤球和球員的任何輕微移動。

　　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。

　　由于裁判應用這項技術的方式不一致，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的投票結果支持保留VAR，但反對派強調了改進的必要性。

　　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(University of Lynchburg)的運動物理學家John Eric Goff接受了媒體采訪，對這項技術的工作原理進行了詳細說明，并對其未來應用前景進行了展望。

　　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據。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，這些數據將被輸入計算機。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赫茲的速度傳輸數據，比體育場使用的攝像頭快10倍。該數據可以與攝像機渲染相結合，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�在球門附近得到了一個頭球，但芯片顯示，球實際上并沒有接觸到他的頭部，所以進球被判給了他的隊友。

　　所有這些數據對裁判有什么用處?

　　一個主要的應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個點的數據以3D形式呈現(xiàn)。利用這些數據，再根據骨骼結構的算法，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)在預計不到半分鐘，所以裁判將能夠更快地做出這些判罰。

　　內置芯片會影響球的空氣動力學行為嗎?

　　不會的。它位于球的中心位置，而連接到外殼的導線也不會導致實質性的質量不對稱。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，已經經過了良好的踢球和壓力測試。

　　這項技術的誤差幅度是多少?

　　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寬，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，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提供的那些數據。計算能力越強，獲得的數據就越多，渲染的速度也就越快。