作 者丨郭美婷
編 輯丨蔡姝越
圖 源丨視覺中國
12 月 19 日淩晨 1 時 57 分，梅西圓夢，阿根廷問鼎大力神杯。
這是曆史上第二支世界杯首戰輸球最終奪冠的球隊。在與沙特對戰的比賽中，阿根廷隊打進的 3 個進球最後全部被智能裁判系統判罰越位無效，最後讓沙特 " 爆冷 " 赢下比賽。" 毫米級越位 " 想必至今仍令梅西和一衆阿根廷将士們記憶猶新。
這一切來源于今年世界杯中引入的黑科技—— SAOT 系統。12 台特制攝像機、29 個數據點，每秒 50 次的數據發送頻率，還原球賽每一個細節。" 上帝之手 " 經典再難重現，蒙冤的遺憾亦不再重演。
事實上，利用 AI 輔助裁判并不僅僅适用于足球領域，跳水、蹦床、藝術體操等多個體育項目也已有了一定研究和應用的趨勢。體育賽事中的 AI 裁判是否将成為未來趨勢？如何平衡賽事節奏和公平性？科技與體育的碰撞又将擦出怎樣的火花？世界杯已然落幕，但留待 AI 裁判的探索仍在持續。
" 毫米級越位 "
回顧這屆世界杯，令球迷難忘的不僅僅是綠茵場上的角逐，還有一幕幕 3D 動畫回放時的揪心。
揭幕戰中開賽 3 分鐘，厄瓜多爾的進球被判定為越位，誕生了世界杯曆史上 " 第一個被 SAOT 系統吹掉的進球 "；小組賽首輪，沙特對陣阿根廷，阿根廷隊打進的 3 個進球最後全部被智能裁判系統判罰越位無效，最終沙特 " 爆冷 " 赢下比賽；在被稱為 " 死亡之組 " 的 E 組淘汰賽中，日本隊救回一顆似乎已經出界了的球，被 AI 裁判判定有效後，不僅成功破門反超西班牙，還将 " 四星德國 " 送回了家……一系列戲劇性的反轉，将 AI 裁判推到了聚光燈下。
然而，這并不是國際足聯首次采用自動化技術幫助裁判做出判罰。2018 年，VAR 系統正式在俄羅斯世界杯上應用。VAR 主要依賴于分布在球場上的多個專業攝像機，多機位、多角度還原比賽細節。視頻裁判組通過分析攝像頭傳回的相關錄像畫面，向比賽主裁判提供更多精确的判罰信息。
此次世界杯則首次正式引入半自動越位識别技術（SAOT），作為 VAR 系統的延伸。
據國際足聯官網介紹，SAOT 系統一方面通過球場頂部的 12 台特制攝像機，運用視頻動作捕捉技術，定位 29 個和判罰相關的肢體部位形成數據點，并以每秒 50 次的頻率發送數據，實時追蹤足球和球員的位置，自動畫出虛拟越位線。
另一方面，官方指定用球 "Al Rihla"（旅程）中内置了慣性測量單元（IMU）傳感器，可檢測到嚴重的越位事件。該傳感器位于球的中心，以每秒 500 次的頻率發送數據，交由人工智能系統進行整合分析，準确判斷傳球點。
一旦檢測到越位，SAOT 系統将自動向視頻操作室内的視頻助理裁判發出警報，在通知現場裁判之前，視頻助理裁判可通過調整系統自動設定的開球點和越位線，先行驗證警報的準确性。
在得到場上裁判的确認後，系統将生成的還原球員越位情況的 3D 動畫在體育場的巨型屏幕上播放，同時實施提供給直播合作夥伴，以最清晰的方式告知所有觀衆。
" 在先前的試驗中，與之前的 VAR 系統相比，做出決定所需要的平均時間已經從 70 秒下降至 25 秒。" 前 FIFA 國際級裁判皮埃路易吉 · 科利納（Pierluigi Collina）表示，VAR 可以将誤差控制在厘米級，但 SAOT 系統可以控制在毫米級。
數據的采集與訓練
AI 裁判更快、更準确的越位判罰，離不開背後長期的技術積累。
北京體育大學體育工程學院副教授崔一雄向 21 世紀經濟報道記者介紹，從上世紀 90 年代到 2000 年初，許多足球科技企業就緻力于推動球場内攝像機系統的發展，并在職業比賽中使用多攝像機追蹤球員。
彼時，系統能夠獲取的球員時空數據僅為時間和位置組成的二維信息，也即某一位球員何時處于球場的何位置，但卻無法獲知球員的身體姿态動作。這些動作數據在過去往往需要運動員穿上特定的傳感器才能夠采集下來。随着計算機視覺技術的大量研究和應用，三維動作捕捉才逐漸走向現實。
" 這屆世界杯 AI 裁判技術的創新點在于計算機視覺和本地定位傳感器的結合。" 崔一雄分析，為實現快速而精準的動作捕捉，國際足聯構建 SAOT 系統的前期，必然對多場比賽、多位球員的三維人體特征進行了大量數據采集，以及算法調試。
據悉，在本屆世界杯之前，SAOT 的技術設置和工作流程已在衆多測試中成功試用，其中包括 2021 年 FIFA 阿拉伯杯和 2021 年 FIFA 俱樂部世界杯。而根據國際足聯官網，國際足聯是所收集的動作捕捉和球路追蹤數據的唯一所有者。
除前期數據采集外，要實現将計算機視覺融入足球領域并用于輔助裁判，在工程實現上需要協調和克服的難點還非常多。崔一雄指出，例如，采集的數據的幀率不一，需要進行濾波、同步等，這有賴于一個強大的後台，也即數據管家，将從攝像機系統和足球内傳來的數據進行整合，最終實現判罰。
同時，在硬件上也需進行一系列改良，如實現球路精準追蹤的芯片，讓球與内置芯片更适配的懸挂系統等。
值得注意的是，盡管該系統被認定為目前為止最準确的越位判定系統，但國際足聯仍然把最終裁判權交給了球場上的人類裁判。" 這也是我們對于智能體育的理解，它服務和輔助運動員、教練員和裁判員，但體育的主角還是體育人。" 崔一雄說。
AI 裁判會是未來趨勢嗎？
AI 裁判的屢屢搶鏡，讓這屆世界杯被扣上了 " 越位杯 " 的帽子，" 腿毛級越位 "" 頭發絲級進球 " 等帶有調侃意味的新名詞也紛紛湧現。
"VAR 毀了足球。" 體育評論員黃健翔的質疑，代表了一批球迷的心聲。他們認為，VAR 的介入打破了足球比賽的流暢性，從而使比賽的觀賞性大大降低，數據化的比賽抹殺了球員的天性，" 讓比賽缺少了戲劇性 "。也有人質疑，隻要能控制 VAR，就能掌握比賽了。
然而不可否認的是，高科技在體育賽事裁判過程中的引入，能夠幫助裁判員更加精準地判定比賽結果，" 上帝之手 " 經典雖難現，但随之而去的也許還有蒙冤的遺憾。
在崔一雄看來，對于在競技體育中出現的新事物、新規則，運動員、裁判以及觀衆有一個認知的适應和接受的過程，" 需要慢慢地理解這項技術對比賽公平性的幫助。"
他舉例，曾經足球比賽中沒有讓球員補水的規則，炎熱天氣下的球員可能會出現休克或脫水等情況。如今，雖然暫停比賽讓球員補水同樣會打破比賽的流暢性，但這已成為慣例。随着對技術以及比賽流程的優化，新技術所帶來的幹擾會慢慢減少。
事實上，利用 AI 輔助裁判并不僅僅适用于足球領域。目前國際上，AI 裁判技術在跳水、蹦床、藝術體操等領域已有了一定研究和應用的趨勢。例如，2022 年，北京冬奧會中引入的花樣滑冰 AI 輔助評分系統，就是由中國花樣滑冰協會與中關村數智人工智能産業聯盟共同研發，運用計算機視覺識别技術算法與深度學習，對運動員的整體運動軌迹進行實時追蹤，實現穩定性可視化的比賽評判。
" 跳水、藝術體操等難、美且具有一定主觀評判性的項目，更期待用 AI 的技術來劃定一套相對标準化的評價機制。" 崔一雄談到，AI 裁判能夠相對理性地對比出運動員的表現與規則設定的完美動作之間的差距，給予裁判更公正的參考。
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本期編輯 黎雨桐 實習生 吳梓楹
