帶“芯”足球上陣，半自動識別越位

2022年11月22日，卡塔爾世界杯C組首輪，阿根廷對戰(zhàn)沙特阿拉伯，阿根廷隊多次陷入沙特隊“越位陷阱”

卡塔爾世界杯，是首次在阿拉伯國家舉行的足球世界杯賽事，也是史上投資最多的一屆世界杯。除了爆冷門的比分和帥氣健碩的球員們，惹眼的還有首次運用在世界杯的多種新穎科技。

比如，露天場館的制冷技術(shù)，讓球員和觀眾們都在合適的溫度下享受比賽；半自動越位識別技術(shù)，使得越位判罰的誤差大幅降低；面部識別技術(shù)，則有助于將球迷可能出現(xiàn)的惡行“扼殺在搖籃里”。

卡塔爾屬于熱帶沙漠性氣候，即便將本屆世界杯調(diào)整到11至12月的冬天舉辦，下午仍可能達到30攝氏度。主辦方運用了先進的制冷技術(shù)，譬如利用太陽能轉(zhuǎn)化的熱能制冷，讓體育場內(nèi)的溫度保持在18至24攝氏度之間。

卡塔爾974體育場

“定向降溫”技術(shù)主要體現(xiàn)在，觀眾席座位下方設(shè)有小型冷風(fēng)擴散孔，能夠保證冷氣只在有人的位置準確投送。

制冷系統(tǒng)配合使用了傳感器技術(shù)，輔助繪制空氣運動和溫度變化的詳細圖像，從而實現(xiàn)精準控溫。該冷卻技術(shù)的可持續(xù)性比以往技術(shù)高出40%，大大降低了能耗。

每個體育場的建造本身，也考慮了“降溫”這一點。建筑設(shè)計師根據(jù)對體育館上方氣流的分析，優(yōu)化體育場頂部的形狀和開口尺寸，并采用了有利于散發(fā)熱量的外墻顏色等，確保熱空氣盡可能最大限度地不流進體育場。

本屆世界杯的比賽場館之一974體育場（Stadium 974），是唯一沒有采用智能制冷技術(shù)的場館。但它具有自然通風(fēng)的特殊設(shè)計。974是卡塔爾的國際區(qū)號，該體育館是迄今為止，唯一可完全拆卸和重新組裝的世界杯體育場，其主體框架是由再生鋼搭建而成，并由974個色彩鮮艷的集裝箱作為填充嵌入其中。

舒適宜人的海風(fēng)，可通過鋼結(jié)構(gòu)的框架和集裝箱之間的空隙吹拂進球場。

這些集裝箱被改造成觀眾席、休息室和商店等活動空間。它坐落于阿拉伯港灣旁，集裝箱和重鋼元素讓人聯(lián)想到物流運輸和造船業(yè)，這樣的創(chuàng)新設(shè)計是向其港口位置和物流中心的重要性致敬。舒適宜人的海風(fēng)，可通過鋼結(jié)構(gòu)的框架和集裝箱之間的空隙吹拂進球場。

卡塔爾世界杯在視頻助理裁判（VAR）基礎(chǔ)上，運用半自動越位識別技術(shù)（SAOT）提高效率。

該識別系統(tǒng)主要由智能足球和專用鷹眼攝像機兩部分組成。智能足球內(nèi)部嵌入了智能傳感器，能監(jiān)測到運動員每次觸球時足球的精確位置，其實時傳輸數(shù)據(jù)的頻率高達每秒500幀，比高清晰度監(jiān)視器中常用的標準精確10倍。

球場頂部的12個鷹眼攝像頭，則對足球和運動員的運動狀態(tài)進行追蹤。它們能捕捉球員的29個與越位相關(guān)的身體部位，每個數(shù)據(jù)點傳送信號的頻率為每秒50次，以供人工智能系統(tǒng)進行分析。

相比起傳統(tǒng)的逐幀視頻回放疊加人工判斷的方式，半自動越位識別技術(shù)省時省力。然而，正如其名“半自動”所示，SAOT并沒有摒棄人工的判定—該系統(tǒng)做出判罰后，會自動生成三維圖像，以呈現(xiàn)足球與相關(guān)球員的位置和運動狀況，并且隨即自動向VAR發(fā)出警報，以協(xié)助裁判作出最終判斷。

國際足聯(lián)表示，在SAOT技術(shù)的支持下，VAR用于檢查越位的平均時間從70秒大幅縮短至25秒。

SAOT在本屆世界杯的揭幕戰(zhàn)上便“大顯身手”。東道主卡塔爾和厄瓜多爾之間的比賽的第一個進球，就被判越位無效。在阿根廷隊以1比2不敵沙特阿拉伯隊的這場比賽中，SAOT在上半場判定了阿根廷隊7次越位；阿根廷隊共有3個進球因越位而被視為無效，“球王”梅西踢進的其中一個球也因此作廢。兩隊的最終比分，創(chuàng)造了史上的大冷門結(jié)果。

SAOT不局限于應(yīng)用在越位判罰，其收集的大量跟蹤數(shù)據(jù)（球的位移、軌跡、運動員的速度和觸球動作等指標），還為足球隊訓(xùn)練提供了進行戰(zhàn)術(shù)分析的寶貴依據(jù)。

國際足聯(lián)還開發(fā)了FIFA Player App。它能分析出球員在比賽的某個時刻，是否成功穿過了對手的防線；它可以顯示球員高于25km/h的動作次數(shù)、運動的最大速度和行進距離，還能展現(xiàn)球員不同角度進球瞬間的關(guān)鍵動作細節(jié)。這些有助于提升足球界的數(shù)據(jù)智能化水平。

卡塔爾世界杯使用的智能足球

人工智能跟蹤每個球員身上的29個數(shù)據(jù)點

卡塔爾擁有將近300萬居民，世界杯期間預(yù)計迎來游客150萬人次，大賽以及觀眾的安全保障至關(guān)重要。為此，卡塔爾動用了超過1.5萬臺攝像機，來監(jiān)控8個比賽場館及其周邊環(huán)境。

位于首都多哈的阿斯拜爾（Aspire）指揮和控制中心，運用人工智能技術(shù)來遠程控制全部賽場，世界杯期間有超過100名技術(shù)人員在此全天候工作。

盧賽爾體育場（Stadium Lusail）的外形設(shè)計理念，來源于卡塔爾傳統(tǒng)燈籠光影交錯的畫面。這是卡塔爾最大的體育場，也是世界杯決賽的舉辦場所，可容納8萬個觀眾座位。面對如此大的人流量，僅僅靠人工安保力量，無法百分百保證場地的安全。

而面部識別技術(shù)能通過面部表情準確判斷觀眾情緒，并將圖像實時傳輸?shù)街笓]和控制中心，工作人員便能及時采取行動，將球迷可能出現(xiàn)的惡行“扼殺在搖籃里”。

例如，多數(shù)卡塔爾居民信奉伊斯蘭教，而《古蘭經(jīng)》明確禁止吸煙。人工智能技術(shù)能快速識別并鎖定違反該守則的人員。若場館內(nèi)出現(xiàn)溫度變化，指揮中心可根據(jù)提示對空調(diào)溫度進行調(diào)整。

無人機監(jiān)測系統(tǒng)則通過數(shù)據(jù)聚合，實現(xiàn)對人群數(shù)量的精準預(yù)測。在卡塔爾的城市街道上，無人機監(jiān)測系統(tǒng)將數(shù)據(jù)和錄像傳輸?shù)桨⑺拱轄柨刂浦行模θ肆髁窟M行檢查和預(yù)測，便于維護交通系統(tǒng)的正常運作；同樣地，在體育場館內(nèi)，無人機監(jiān)測系統(tǒng)有助于監(jiān)控任何特定時間的人員流動情況，并預(yù)測觀眾人群激增的時間段。

人工智能系統(tǒng)收集到的數(shù)據(jù)，可用于檢查和調(diào)整體育場大門的開閉狀態(tài)，確保進出體育場的人流順暢，以達到控制體育場的人流和避免踩踏事故的效果。

世界杯場館的精心設(shè)計和精妙建造，都最大程度上有利于球員的發(fā)揮，和提升觀眾的體驗感。先進新穎的科技固然錦上添花，但同時，在寬闊的如茵草坪上，更為重要和關(guān)鍵的，還是球員們專業(yè)和精彩的表現(xiàn)。

責(zé)任編輯吳陽煜 wyy@nfcmag.com