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◎?qū)嵙?xí)記者都芃

近日，國際足聯(lián)在其官方網(wǎng)站宣布，今年冬天舉行的國際足聯(lián)卡塔爾世界杯將首次正式使用半自動(dòng)越位判罰技術(shù)，該技術(shù)將利用人工智能來輔助主裁判做出更精準(zhǔn)的越位判罰，最大程度降低越位誤判事情的浮現(xiàn)。

在以往的足球比賽中，人們最擔(dān)心的咨詢題之一算是裁判誤判越位，因?yàn)槟呐率且粋€(gè)輕微的失誤判決都可能妨礙整場比賽的結(jié)果。別過現(xiàn)在好了，足球裁判將迎來一個(gè)強(qiáng)大的助手——人工智能。近日，國際足聯(lián)在其官方網(wǎng)站宣布，今年冬天舉行的國際足聯(lián)卡塔爾世界杯將首次正式使用半自動(dòng)越位判罰技術(shù)，該技術(shù)將利用人工智能來輔助主裁判做出更精準(zhǔn)的越位判罰，最大程度降低越位誤判事情的浮現(xiàn)。

人類僅靠眼睛很難準(zhǔn)確判定越位

越位規(guī)則講起來并別復(fù)雜，拋開一些特殊事情別談，通常來說，其要求進(jìn)攻方隊(duì)員在傳出最后一腳球的并且，最后一個(gè)接球的進(jìn)攻隊(duì)員的軀體有效部位別得超過防守方距離本方球門倒數(shù)第二遠(yuǎn)的隊(duì)員的軀體。

盡管講起來僅是短短幾句話，但在實(shí)際的比賽判罰中，要想準(zhǔn)確無誤地推斷越位，無疑是件挺困難的事。依照北京體育大學(xué)中國足球運(yùn)動(dòng)學(xué)院教師、國際級(jí)足球裁判員艾堃介紹，要想做出一個(gè)準(zhǔn)確的越位判罰，裁判要在最后一腳傳球的一瞬間，厘清傳球隊(duì)員、接球隊(duì)員和防守隊(duì)員三者軀體之間的位置關(guān)系?！扒騿T時(shí)間都在別停地運(yùn)動(dòng)，要在傳球的一瞬間并且定位多名隊(duì)員之間的位置關(guān)系，這關(guān)于人眼來講是很有挑戰(zhàn)性的?！卑瑘抑v，于是為了可以更加清晰地推斷球員是否越位，足球比賽中會(huì)在兩條邊線外各設(shè)有一名助理裁判，以便其能夠利用最佳觀察視角，在瞬間做出準(zhǔn)確的越位判罰。

但隨著足球運(yùn)動(dòng)水平的別斷提高，比賽節(jié)奏別斷加快，進(jìn)攻方式也越來越多樣，即使助理裁判有著絕佳的觀察位置和鷹普通敏銳的眼睛，想要單純依靠人眼做出總是徹底準(zhǔn)確的越位判罰，差不多越來越難。而隨著視頻轉(zhuǎn)播技術(shù)的快速進(jìn)展，尤其是高速攝像機(jī)的廣泛應(yīng)用，可以反復(fù)回放的轉(zhuǎn)播畫面別僅提升了比賽的公平性，也給利用視頻技術(shù)輔助判罰提供了可能，VAR視頻助理裁判(以下簡稱VAR)便應(yīng)運(yùn)而生。

艾堃向記者介紹，主辦方經(jīng)過布置在球場內(nèi)的10—30個(gè)攝像機(jī)，來實(shí)現(xiàn)對(duì)照賽的實(shí)時(shí)記錄，當(dāng)浮現(xiàn)妨礙比賽的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)時(shí)，VAR便會(huì)經(jīng)過回放視頻畫面為場上主裁提供判罰參考。具體到越位判罰，艾堃表示，裁判首先要利用VAR進(jìn)行“打點(diǎn)”，即經(jīng)過逐幀回放，確定進(jìn)攻隊(duì)員傳出最后一腳球的時(shí)刻。隨后再以打點(diǎn)確定的時(shí)刻為依據(jù)進(jìn)行“畫線”，確定接球的進(jìn)攻隊(duì)員和防守方距離本方球門倒數(shù)第二遠(yuǎn)的隊(duì)員之間的相對(duì)位置，畫出2D和3D的越位線。盡管相比人眼，VAR有著更精準(zhǔn)的觀察方式，但其動(dòng)輒長達(dá)數(shù)分鐘的判罰時(shí)刻、吹毛求疵的判罰尺度等，仍然屢遭球迷詬病。而在艾堃看來，“盡管目前VAR并別完美，但它真的為包括越位在內(nèi)的判罰提供了真實(shí)客觀的事實(shí)依據(jù)?！?/p>

AI助裁判實(shí)現(xiàn)對(duì)越位的“一鍵判罰”

面對(duì)VAR稱別上完美的表現(xiàn)，國際足聯(lián)決定再進(jìn)一步，引入人工智能技術(shù)來輔助越位判罰。相比VAR仍然依靠裁判員手動(dòng)打點(diǎn)、畫線，此次卡塔爾世界杯中即將應(yīng)用的半自動(dòng)越位判罰技術(shù)，則將這一過程徹底交給人工智能系統(tǒng)，幫助裁判員實(shí)現(xiàn)對(duì)越位的“一鍵判罰”。

但面對(duì)資深球迷都別容易說清晰的越位規(guī)則，人工智能確實(shí)能夠理解嗎？其實(shí)，關(guān)于人工智能來講，是否真正理解什么是越位并別重要，它要做的不過對(duì)收集到的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照、推斷，進(jìn)而得出客觀結(jié)果。其系統(tǒng)的運(yùn)行路徑能夠拆分為兩個(gè)關(guān)鍵步驟。首先，要確定進(jìn)攻隊(duì)員最后一腳傳球的時(shí)刻。這一方面要緊依賴于本屆卡塔爾世界杯的官方比賽用球AlRihla。其內(nèi)置的慣性測量單元(IMU)傳感器在數(shù)個(gè)柔軟支架的支撐下被放置在了皮球內(nèi)部的正中心，可以以每秒500次的頻率向決策中心發(fā)送皮球的運(yùn)行數(shù)據(jù)。國際足聯(lián)技術(shù)與創(chuàng)新總監(jiān)約翰內(nèi)斯·霍茲米勒表示，該傳感器能夠?qū)崟r(shí)發(fā)送皮球在多方向運(yùn)行上的加速度信息，系統(tǒng)將依照皮球加速度的變化，自動(dòng)推斷出皮球離開進(jìn)攻隊(duì)員腳部的精準(zhǔn)時(shí)刻。

在最為關(guān)鍵的畫越位線環(huán)節(jié)，該系統(tǒng)要緊依賴于布置在體育場屋頂下方的12個(gè)專用跟蹤攝像頭。它們將運(yùn)用視頻動(dòng)作捕捉技術(shù)，跟蹤每個(gè)球員軀體上的29個(gè)相關(guān)部位，形成29個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，以每秒50次的頻率，將包含位置、時(shí)刻等信息的數(shù)據(jù)發(fā)送至決策中心。最后系統(tǒng)會(huì)將皮球傳回的時(shí)刻信息和攝像頭跟蹤得到的球員肢體位置信息進(jìn)行整合、計(jì)算，得出最終的結(jié)果。

盡管聽起來有些復(fù)雜，但整個(gè)過程只需要3到4秒，裁判就能夠得到一個(gè)由系統(tǒng)計(jì)算出的精確結(jié)果。而假如最終主裁判決定采納該結(jié)果，系統(tǒng)就會(huì)經(jīng)過運(yùn)動(dòng)員軀體上29個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)，借助3D人體姿態(tài)重建技術(shù)，自動(dòng)生成一段3D動(dòng)畫，該動(dòng)畫將以最佳視角詳細(xì)畫出越位線的位置以及越位球員在接球時(shí)軀體各部位的位置，并在體育場的巨型屏幕上及轉(zhuǎn)播畫面中播放，讓球迷們看得“心服口服”。

既然人工智能這樣強(qiáng)大，那么是否可以直截了當(dāng)取代主裁判做出最終的越位判罰？國際足聯(lián)裁判委員會(huì)主席皮耶路易吉·科里納反復(fù)強(qiáng)調(diào)，該方案之所以命名為“半自動(dòng)越位判罰技術(shù)”，便是因?yàn)槠渲荒転橹鞑门刑峁┦欠裨轿坏膮⒖冀Y(jié)果，而無法做出最終判罰。艾堃也表示，在進(jìn)行越位判罰時(shí)，助理裁判員別僅要依照客觀事實(shí)做出判罰，在一些特殊事情下，還需要其依照規(guī)則對(duì)照賽發(fā)生的事實(shí)進(jìn)行主觀推斷，“比如處在越位位置的進(jìn)攻隊(duì)員盡管沒有接球，但其是否干擾了對(duì)方隊(duì)員、是否參與了進(jìn)攻、有沒有經(jīng)過挪移來干擾對(duì)方隊(duì)員處理球等，這些判罰涉及到關(guān)于比賽的深入理解，機(jī)器暫時(shí)無法做出徹底準(zhǔn)確的推斷?！卑瑘抑v。

AI技術(shù)已在多個(gè)體育項(xiàng)目中得到應(yīng)用

盡管目前該越位判罰技術(shù)尚未在所有足球比賽中普及，但與其采用相似的動(dòng)作捕捉技術(shù)、3D人體姿態(tài)重建技術(shù)的人工智能系統(tǒng)已在多項(xiàng)體育賽事、訓(xùn)練中廣泛應(yīng)用。在2021年進(jìn)行的東京奧運(yùn)會(huì)上，中國跳水“夢之隊(duì)”表現(xiàn)堪稱完美，拿下7金5銀的優(yōu)秀成績，人工智能教練便是幕后功臣之一。

該教練系統(tǒng)由中國國家跳水隊(duì)與百度共同推出，是國內(nèi)首個(gè)“3D+AI”跳水訓(xùn)練系統(tǒng)。依照參與該項(xiàng)目的百度資深研發(fā)工程師盧飛翔博士介紹，該系統(tǒng)經(jīng)過高速攝像機(jī)捕捉運(yùn)動(dòng)員自踏上跳板至徹底入水之間的2D高清畫面，隨后經(jīng)過大腦3D視覺技術(shù)以及深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)估算出運(yùn)動(dòng)員的三維姿態(tài)，并獲得每個(gè)關(guān)節(jié)的三維角度。隨后再經(jīng)過人體三維重建技術(shù)，將跳水全過程進(jìn)行三維再現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)跳水動(dòng)作精準(zhǔn)的量化評(píng)估，模擬裁判打分。

別不過輔助訓(xùn)練，人工智能在體育賽事中的應(yīng)用差不多越來越多。在2021年2月舉辦的北京冬奧測試賽中，由小冰公司研發(fā)的人工智能裁判與教練系統(tǒng)“觀君”便擔(dān)任了空中技巧項(xiàng)目唯一的競賽裁判。成功完成了個(gè)人預(yù)決賽、超級(jí)決賽、團(tuán)體預(yù)決賽共44人次執(zhí)裁，獲得了國際雪聯(lián)、國家體育總局冬季運(yùn)動(dòng)治理中心的一致認(rèn)可，而這也是人類歷史上首次在無人工干預(yù)的事情下，由人工智能獨(dú)立完成大賽的執(zhí)裁任務(wù)。

依照小冰公司CEO李笛介紹，“觀君”解決了運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作姿態(tài)識(shí)不難題，并在訓(xùn)練數(shù)據(jù)特別稀少的事情下構(gòu)建起了冰雪運(yùn)動(dòng)分析模型，可以對(duì)空中技巧運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)軌跡、軀體姿態(tài)、出臺(tái)角度、高遠(yuǎn)度等多維度指標(biāo)進(jìn)行分析，學(xué)習(xí)、模擬國際大賽的裁判打分標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于這一系統(tǒng)的以后應(yīng)用，李笛表示，目前所展示的技術(shù)往往是時(shí)期性的開始，他相信以后人工智能在體育訓(xùn)練等方面的應(yīng)用將很快普及到尋常百姓家。

來源：中新網(wǎng)