Szeroki świat sportu (z wbudowanymi czujnikami)

Komisarz Major League Baseball Rob Manfred powiedział niedawno stacji ESPN, że sędziowie-roboty pojawią się w głównych ligach w 2024 roku. Elektroniczny system strefy uderzenia lub automatyczny system uderzenia piłki (ABS) zawiera czujnik za bazą domową i kilka optycznych kamer śledzących skierowanych w to miejsce. System wykorzystuje łuk rzutu wraz z lokalizacją i wymiarami strefy uderzenia pałkarza, aby określić, czy dany rzut jest piłką, czy uderzeniem. Kiedy pałkarz nie wykonuje zamachu, system w ciągu kilku sekund przekazuje prawidłową decyzję do słuchawki sędziego.

Ilustracja 1: technologia w sporcie to nic nowego. Automatyczna maszyna sędziowska z 1950 r. była wyposażona w obiektywy fotograficzne. (Źródło ilustracji: Walter Stein - Associated Press)

System ABS będzie używany we wszystkich meczach Minor League w 2023 roku, aby umożliwić eksperymentowanie. Na połowie boisk ligi AAA wszystkie decyzje będą podejmowane automatycznie przez system ABS. Na drugiej połowie zostanie użyty system weryfikacji ABS, w którym sędziowie ogłaszają piłki i uderzenia jak zwykle, jednak pałkarz, miotacz lub łapacz mogą następnie zakwestionować decyzję. W takich przypadkach ostateczna decyzja należy do sędziego-robota.

Elementy składowe technologii analityki sportowej

Sędziowie-roboty w baseballu to nie jedyne zastosowanie informacji zwrotnych w sporcie - rynek analityki sportowej może osiągnąć wartość 4,5 mld dolarów do 2025 roku. Chociaż funkcje i specyfikacje produktów różnią się w zależności od producenta, niektóre technologie są nieodłączną częścią większości systemów analitycznych. Rozważmy trzy przykłady:

1. Czujniki połączone z Internetem rzeczy (IoT) są zintegrowane ze sprzętem lub noszone przez zawodników. Rejestrują one takie wskaźniki, jak pozycja, ruch, przyspieszenie, drgania, siła, ciśnienie i uderzenie.

Ilustracja 2: sześcio- i dziewięcioosiowe czujniki ruchu dla rynku urządzeń ubieralnych są już powszechne. Ilustracja przedstawia trzy mikroelektromechaniczne (MEMS) inercyjne urządzenia pomiarowe (IMU) z wbudowanymi procesorami. (Źródło ilustracji: TDK InvenSense)

2. Protokół ultraszerokopasmowy (UWB) jest protokołem komunikacji bezprzewodowej krótkiego zasięgu. Ponieważ protokół UWB wykorzystuje fale radiowe wysokiej częstotliwości, może on przechwytywać bardziej precyzyjne dane przestrzenne i kierunkowe niż Bluetooth, GPS lub Wi-Fi. Optyczne systemy śledzenia wykorzystują szybkie, zsynchronizowane kamery do przechwytywania obrazów wideo pod wieloma kątami z prędkością ponad 300 klatek na sekundę.

Ilustracja 3: kamery śledzące Hawk-Eye pomagają sędziom podejmować decyzje w piłce nożnej i krykiecie, a także w zawodach pływackich i tenisowych. (Źródło ilustracji: Hawk-Eye Innovations)

3. Oprogramowanie sztucznej inteligencji (AI) natychmiast przetwarza dane, a następnie konwertuje je na inne formaty, takie jak systemy analizy wideo, wizualizacje dla nadawców i media w aplikacjach mobilnych dla fanów.

Ilustracja 4: czujniki rejestracji ruchu do aktywności fizycznej i sportu często znajdują się w urządzeniach do noszenia. (Źródło ilustracji: Movella Xsens Technologies BV)

Najważniejsze zastosowania: połączone technologie na meczach o Puchar Świata FIFA

Oficjalne piłki do rozgrywek o Puchar Świata FIFA 2022 w Katarze zawierały nową technologię śledzenia opracowaną przez firmy Adidas, FIFA i KINEXON. System zawieszenia Adidas stabilizuje czujnik ruchu inercyjnej jednostki pomiarowej (IMU) o częstotliwości 500Hz wewnątrz piłki. Inercyjna jednostka pomiarowa (IMU) zbiera precyzyjne dane czasowe dotyczące pozycji piłki 500 razy na sekundę. Kamery Hawk-Eye wokół stadionu śledzą pozycję piłki 500 razy na sekundę. Półautomatyczna aplikacja wykrywania spalonych SkeleTRACK firmy Hawk-Eye śledzi 29 punktów na poszczególnych zawodnikach z szybkością do 50 razy na sekundę.

Ilustracja 5: piłki używane na rozgrywkach o Puchar Świata FIFA 2022 wyposażono w łączność KINEXON w celu wzbogacenia systemu sędziowania wspomaganego przez wideo (VAR) o dodatkowe dane. (Źródło ilustracji: Adidas)

Po połączeniu tych technologii, sędziowie korzystający z systemów wideo i wspomagania wideo (VAR) dysponują danymi, których potrzebują, aby szybko, dokładnie i spójnie ogłaszać spalone. Oprogramowanie generuje również obrazy 3D gracza, które są wyświetlane na dużych ekranach stadionu. Inne aplikacje nakładają na transmisję na żywo bieżące i historyczne wyniki poszczególnych graczy i drużyn. Był to również pierwszy rok, w którym treści dla mediów społecznościowych były rejestrowane w formacie pionowym przez telefony komórkowe na stadionie, umożliwiając twórcom treści udostępnianie klipów na żywo z kluczowych momentów gry. Fani oglądający mecz z domu mogą skorzystać z aplikacji FIFA do rzeczywistości rozszerzonej (AR), która zamienia salony w ośrodki przetwarzania danych 3D.

Przykładowe zastosowanie: śledzenie krążków i zawodników za pomocą NHL Edge

Liga NHL otrzymała prestiżową nagrodę Alpha Award za najlepszą innowację sportową na konferencji MIT Sloan Sports Analytics 2022. Liga została doceniona za technologię śledzenia krążków i graczy, znaną pod marką NHL Edge. Aplikacja (stworzona przez firmę SportsMEDIA Technology, czyli SMT) zawiera opatentowany krążek z wbudowanym czujnikiem, nazywany Bright Star. Kiedy krążek otrzymuje uderzenie, na przykład przy upuszczeniu na lód lub uderzeniu przez gracza, następuje wybudzenie czujnika, który emituje światło podczerwone, przesyłane do wielu optycznych kamer śledzących na całej tafli. OASIS - platforma SMT - przetwarza i przesyła dane do sędziów, trenerów, nadawców i fanów.

Ilustracja 6: czujniki wbudowane w krążki NHL generują dodatkowe dane dla drużyn, nadawców i fanów. (Źródło ilustracji: Paul Sancya - Associated Press)

Ilustracja 7: śledzenie zawodnika w czasie rzeczywistym jest możliwe dzięki czujnikom umieszczonym na bluzach NHL. (Źródło ilustracji: Paul Sancya - Associated Press)

Analityka zadomowiła się w praktycznie każdym profesjonalnym sporcie, ale siłą napędową NHL Edge jest angażowanie fanów. Ogólna frekwencja spada, a przyciąganie młodszych fanów ma kluczowe znaczenie dla przyszłości ligi. Aplikacje lokalne oparte na 5G i przetwarzaniu brzegowym nakładają w czasie rzeczywistym informacje cyfrowe na wideo z gry. Nadawcy i fani mogą w ciągu kilku sekund sprawdzić liczbę graczy, statystyki i historię wyników. Widzowie wkrótce będą mogli korzystać z zestawów rzeczywistości rozszerzonej (AR), aby znaleźć się w środku akcji na lodzie. Potencjał rozszerzenia takich zastosowań na inne sporty zawodowe był bez wątpienia czynnikiem decydującym o zdobyciu nagrody Alpha Award.

Jeszcze nie rezygnujemy z ludzi

Zaawansowana analityka pomaga sportowcom trenować wydajniej, osiągać lepsze wyniki i grać bezpieczniej. Optyczne systemy śledzenia i analizy wideo rozstrzygają spory i przyspieszają grę. Połączone aplikacje pozwalają fanom nawiązywać relacje z drużynami i graczami jak nigdy dotąd. Jednak pozwolenie maszynom na zastąpienie ludzkich instynktów trenerskich to inna sprawa.

W czwartym meczu 2022 National League Division Series (NLDS) menedżer Dodgersów Dave Roberts, wycofał rozpoczynającego miotacza Tylera Andersona na końcu piątej zmiany. Magazyn Sports Illustrated zauważył, że Anderson rozgrywał mistrzowską grę, pozwalając tylko na dwa trafienia i zero biegów na 86 rzutów. Anderson powiedział LA Times, że mógł rzucać całą noc.

Analitycy mieli inne zdanie.

Według analityków, wprowadzenie świeżego miotacza w szóstej zmianie było właściwym posunięciem - i teoretycznie decyzja ta mogła zostać podjęta jeszcze przed rozpoczęciem gry. (Roberts spóźnił się na sesje medialne o 45 minut, ponieważ był zajęty w zespole analitycznym front office). Jak na ironię, Dodgersi wygrali szósty mecz World Series 2020, gdy miotacz Tampa Bay Rays Blake Snell został zastąpiony podczas jednego z najlepszych meczów w swojej karierze. Główny trener Raysów, Kevin Cash, przyznał, że decyzja została podjęta na podstawie spostrzeżeń z ich analizy danych. Wystarczy powiedzieć, że analityka może być cennym narzędziem… ale to nie wszystko.