W tym roku na Mistrzostwach Świata FIFA komputer będzie wiedział, kiedy strzał minie linię bramkową - czasem nawet zanim sędzia będzie mógł sprawdzić. System o nazwie GoalControl wykorzystuje zestaw 14 szybkich kamer do monitorowania każdego celu i wysyłania sygnału do smartwatcha za każdym razem, gdy piłka przekroczy linię bramkową.
System jest tak samo - jeśli nie bardziej - dokładny niż sędzia ludzki. Zakończył udaną próbę na ubiegłorocznym Pucharze Konfederacji, w którym poprawnie strzelił wszystkie 68 bramek zdobytych w turnieju.
Dlatego fani sportu (zwłaszcza ci, których drużyny zostały wyeliminowane lub którzy po prostu nie interesują się piłką nożną), zastanawiają się: Czy ten sam poziom automatyzacji można zastosować do innych sportów - może nawet futbolu amerykańskiego ?
Oto pytanie, na które niedawno odpowiedzieli zespół naukowców z North Carolina State University i Carnegie Mellon. Grupa, finansowana przez Disney Research, udostępniła swój system, który wykorzystuje transmisje radiowe do śledzenia piłki nożnej w przestrzeni 3D, w IEEE Antennas i Propagation Magazine na początku tego miesiąca.
Od samego początku zespół wiedział, że system taki jak oparte na kamerze śledzenie piłki FIFA nie będzie dla nich działać.
„Futbol amerykański jest wyjątkowy, ponieważ piłka jest bardzo zasłonięta - szczególnie, gdy zależy ci na tym najbardziej”, mówi David Ricketts, profesor nadzwyczajny elektrotechniki i informatyki na Uniwersytecie Stanowym Karoliny Północnej i jeden z autorów artykułu. Gracze atakują i gromadzą się na piłce, ponieważ w taki sposób gra się.
Zespół osadził w piłce nożnej nadajnik radiowy niskiej częstotliwości i mały akumulator. seria anten śledzi sygnał, a komputer wykorzystuje te dane do mapowania pozycji piłki w przestrzeni 3D. Sygnał o niższej częstotliwości wytwarza wyjątkowo długie długości fali, co oznacza, że mogą z łatwością przejść przez ludzkie ciało.
Według Rickettsa interferencja częstotliwości jest tym, co poszło nie tak podczas niektórych wcześniejszych prób śledzenia piłki. W takich przypadkach inżynierowie używali nadajników, które wytwarzają fale o wysokiej częstotliwości, które są łatwo absorbowane przez ludzkie ciało - nie jest to najlepszy sposób na uzyskanie sygnału spod sześciu linijek.
Ale fale o niskiej częstotliwości również nie są idealne: ziemia pochłania je, a następnie emituje i zniekształca. „Mimo że ludzie są transparentni” - mówi Ricketts - „Ziemia nie jest, ponieważ jest tak duża”.
Choć ich podejście może być nowe, zespół zastosował starą metodę rozszyfrowania sygnałów.
„Zdaliśmy sobie sprawę, że możemy zastosować technikę opracowaną w latach 60. XX wieku, zwaną złożoną teorią obrazu”, powiedział dr Darmindra Arumugam, inny autor i były doktorat. student w Carnegie Mellon, w komunikacie prasowym. „Złożona teoria obrazu pozwala nam uwzględnić wtórne pola generowane przez Ziemię i zrekompensować je w naszym modelu”.
Nawet z nadajnikami na pokładzie piłka nożna nadal będzie przestrzegać przepisów NFL. „Piłka nożna ma sznurowadła, co czyni ją bardzo asymetryczną, zmienną i koślawą”, wyjaśnia Ricketts. NFL pozwala również na odchylenie wagi do pół uncji; nadajniki zespołów waży mniej niż 25 gramów.
W tej chwili system jest dokładny w granicach około 77 centymetrów; musi spaść do 14 cm - około połowy długości piłki nożnej - aby była realną opcją do gry.
Chociaż technologia z pewnością nie będzie gotowa na nadchodzący sezon, a nawet następny, Ricketts nie jest odradzany.
„Próbowanie zlokalizowania piłki nożnej na boisku jest jak znalezienie kostki o wysokości jednej stopy w obszarze 450 000 stóp sześciennych” - mówi. „To nie jest tak, że istnieją podstawowe ograniczenia w inżynierii - chodzi o to, aby ulepszyć algorytm, którego używamy do oszacowania pozycji”.
Chociaż system może być pomocny w obsłudze sporów, ustalaniu pierwszych upadków i linii walki, Ricketts uważa, że może również pomóc w poprawie jakości oglądania telewizji w taki sam sposób, jak w przypadku kamer stref uderzeniowych MLB lub śledzenia krążków NHL.
„Jeśli się nad tym zastanowić” - mówi - „gdy wszyscy ustawiają się w kolejce, a centrum jest na swoim miejscu, nie widać nawet piłki, dopóki jej nie przejdzie”.
Następny prawdopodobny krok: przekazanie technologii partnerowi korporacyjnemu w celu dalszego rozwoju i potencjalnego wdrożenia.
„Jest gotowy na transfer technologii” - mówi Ricketts.
