最近，FIFA在其官方网站上宣布，今年冬天举行的FIFA世界杯将首次正式使用半自动越位技术。该技术将使用人工智能来帮助裁判更准确地越位罚款，从而最大程度地减少越位错误判断的情况。

在以前的足球比赛中，最令人担忧的问题之一是裁判误判了越位，因为即使是一个轻微的错误也可能影响整个比赛的结果。但是现在，足球裁判将迎来一个强大的助手 - 人工智能。最近，FIFA在其官方网站上宣布，今年冬天举行的FIFA世界杯将首次正式使用半自动越位技术。该技术将使用人工智能来帮助裁判更准确地越位罚款，从而最大程度地减少越位错误判断的情况。

人类很难通过独自依靠眼睛来准确地确定越位

越位规则并不复杂。搁置一些特殊情况，通常要求进攻球员在传球时，最后一个进攻球员的有效尸体不得超过防守者脱颖而出的球队的身体。

尽管这只是几句话，但毫无疑问，在实际的游戏罚款中可以准确判断越位。据北京体育大学中国足球学校的一名老师和国际足球裁判Ai Kun的说法，为了进行准确的越位罚款，裁判必须在最后一张传球时阐明传球手，接球手和后卫之间的位置关系。 “球员总是在移动，他们必须同时在传球时将多个球员之间的位置关系定位，这对人的眼睛来说非常具有挑战性。” AI Kun说，为了更清楚地确定球员是否越位，在足球比赛中双方将有一个助理裁判，以便他可以使用最佳的观察观点来在此刻进行准确的越位罚款。

但是，随着足球水平的不断提高，比赛的步伐不断提高，进攻方法变得越来越多样化。即使助理裁判具有出色的观察位置和像鹰一样的敏锐眼睛，也越来越难以通过仅依靠人眼来始终完全准确地准确地进行越野判断变得越来越困难。随着视频广播技术的快速开发，尤其是高速摄像机的广泛应用，可以反复播放的广播图像不仅可以改善游戏的公平性，而且还提供了使用视频技术来协助罚款的可能性。 VAR视频助理裁判（以下简称VAR）出现了。

AI Kun告诉记者，组织​​者通过在体育场安排的10-30摄像头实现了游戏的实时录制。当影响游戏的键节点发生时，VAR将通过播放视频屏幕来为场上的裁判提供惩罚参考。 AI Kun特别说是越位罚款，裁判必须首先使用VAR来“坡道”，也就是说，通过逐局重播，确定进攻球员通过最后一枪的时间。然后，根据印度储备银行确定的时间，“线绘图”决定确定接球球员的进攻球员与从防守目标中获得第二名的球员之间的相对位置，并在2D和3D中绘制了越位线。尽管VAR比人眼具有更准确的观察方法，但粉丝们仍然批评其罚球时间，挑剔的罚款标准等。 AI Kun认为：“尽管目前VAR并不完美，但它确实为包括越位在内的惩罚决定提供了真实和客观的事实基础。”

人工智能帮助裁判越越位获得“一单击罚款”

面对VAR的不完整表现，FIFA决定进一步迈出一步，并引入人工智能技术以协助越位罚款。与VAR相比，VAR仍然依靠裁判员手动提取点并绘制线路，在卡塔尔世界杯上将应用的半自动越位惩罚技术将完全将此过程完全移交给人工智能系统，以帮助裁判获得“一键式惩罚”的越位。

但是，面对高级粉丝不容易解释的越位规则，人工智能真的可以理解吗？实际上，对于人工智能而言，它是否真正了解越位是什么都没关系。它需要做的就是比较和判断各种收集的数据，然后获得目标结果。其系统的操作路径可以分为两个关键步骤。首先，我们必须确定进攻球员在最后一枪中传球的时间。这方面主要取决于卡塔尔世界杯的官方比赛球Al Rihla。它的内置惯性测量单元（IMU）传感器在几个软括号的支撑下放置在内球的中心，并可以以每秒500次的频率将球的运行数据发送到决策中心。国际足联技术和创新总监约翰内斯·霍兹米勒（Johannes Hozmiller）表示，传感器可以实时发送球的加速度信息。该系统将根据球的加速度变化而自动确定球离开攻击者的脚的精确时间。

在最关键的离线绘图过程中，该系统主要依赖于排列在体育场屋顶下的12个专用跟踪摄像机。他们将使用视频运动捕获技术来跟踪每个玩家身体上的29个相关零件，形成29个数据点，并以每秒50次的频率将包含位置和时间的数据（例如位置和时间）发送到决策中心。最后，系统将集成并计算球和摄像机跟踪获得的玩家的物理位置信息以获得最终结果的时间信息。

尽管听起来有些复杂，但整个过程仅需3到4秒，并且裁判可以得到系统计算的准确结果。如果裁判最终决定采用结果，则该系统将通过3D人体姿势重建技术的帮助，通过29个数据点收集的数据来自动生成3D动画。动画将在从最佳的角度接收球时偏位线的位置以及越位球员身体部位的位置，并在体育场的巨大屏幕和广播屏幕上播放，以便粉丝可以“说服”。

由于人工智能是如此强大，它可以直接替换裁判并进行最终越位罚款吗？国际足联裁判委员会主席Pierluigi Corina反复强调，该计划被称为“半自动越位惩罚技术”的原因是因为它只能参考裁判是否存在越位，而不能判处最终处罚。 AI Kun还表示，在越位惩罚时，助理裁判不仅需要基于客观事实进行惩罚，而且还需要根据规则对游戏的事实做出主观判断。 “例如，尽管处于越位位置的进攻球员没有得到球，无论它是否会干扰对手的球员，是否参加了进攻，以及它是否干扰了对手的球员通过运动来处理球等。这些罚款涉及对游戏的深刻理解，并且机器不能对机器做出完全准确的判断。” Ai Kun说。

AI技术已在许多运动中应用

尽管目前尚未在所有足球比赛中普及越位的惩罚技术，但使用类似运动捕获技术和3D人类姿势重建技术的人工智能系统已在许多体育赛事和培训中广泛使用。在2021年举行的东京奥运会上，中国潜水“梦想团队”表现出色，赢得了7枚金牌和5枚银牌的出色成绩，而人工智能教练是背后的英雄之一。

教练体系是由中国国家潜水队和百度共同启动的，是中国第一个“ 3D+AI”潜水训练系统。 BAIDU的高级研究与开发工程师Lu Feixiang博士参加了该项目，该系统捕捉了运动员踏上跳板并通过高速相机进入水面的2D高清图片。然后，通过大脑3D视觉技术和深度神经网络技术估算运动员的三维姿势，并获得了每个关节的三维角度。然后，通过人体的三维重建技术，整个潜水过程在三维上重现。在此基础上，可以实现对潜水动作的准确定量评估，并可以模拟裁判评分。

不仅辅助培训，人工智能在体育赛事中越来越使用。在2021年2月举行的北京冬季奥林匹克测试比赛中，小刀公司开发的人工智能裁判和教练制度“ Guanjun”是空中技能项目中唯一的竞争裁判。它已成功完成了44名裁判，以个人预赛，超级决赛和团队初步裁判，并得到了国际雪联合会和体育总部冬季体育管理中心的一致认可。这也是人类历史上第一次人工智能独立完成竞争的裁判任务而没有人工干预。

根据小型公司首席执行官Li di的说法，“ Guanjun”解决了运动员运动姿势识别的问题，并建立了一个冰与雪运动分析模型，培训数据很少，该模型可以分析多维指标，例如运动轨迹，身体姿势，介绍角度，介绍角度和高度的空中技能运动员和高度的空中运动员和学习标准的竞争，并进行了定位标准的标准，以否定标准竞争标准，否则标准均为标准攻击标准，竞争标准攻击标准，竞争标准。关于该系统的未来应用，李迪说，当前显示的技术通常是分阶段的开始。他认为，人工智能在体育培训和其他方面的应用很快将在未来普及给普通百姓。 （Du Peng）