在以往的足球比赛中，人们最担心的问题之一就是裁判误判越（yuè）位（wèi），因为哪怕（pà）是一个轻微的失误（wù）判决都（dōu）可能影（yǐng）响整场（chǎng）比赛的结果。不过现在好了，足球裁判将迎（yíng）来一个强大的助（zhù）手——人工（gōng）智能。近（jìn）日，国（guó）际足联在其官方网站宣布（bù），今（jīn）年冬天举行的国际足联卡塔尔（ěr）世界杯将首次正式使（shǐ）用（yòng）半（bàn）自动越位判罚（fá）技术，该技术将（jiāng）利用（yòng）人工智（zhì）能来辅助主裁判做出更精准（zhǔn）的越（yuè）位判罚，最大程（chéng）度降低越位误（wù）判（pàn）情（qíng）况的出现（xiàn）。

人类仅靠双眼很难准（zhǔn）确判定越（yuè）位

越（yuè）位规（guī）则（zé）说起来（lái）并不复杂（zá），抛开一些特殊（shū）情况不谈（tán），通常（cháng）来讲，其要求（qiú）进攻方队（duì）员在传出最后（hòu）一脚球的同时，最后（hòu）一（yī）个接球的进（jìn）攻队员（yuán）的身（shēn）体有效部位不（bú）得超过防（fáng）守方距离本方（fāng）球门倒数第二远的（de）队员的身体。

虽然说起来仅是短短几句话，但在实际的比赛判罚中，要想准确（què）无（wú）误地判断越位，无疑是件挺（tǐng）困难的事。根据（jù）北京体育大学（xué）中国足球运动学院教师、国际级足球裁判员（yuán）艾堃介（jiè）绍，要想做（zuò）出一个准（zhǔn）确的越（yuè）位（wèi）判（pàn）罚，裁判（pàn）要在最后一脚（jiǎo）传球的一瞬（shùn）间，厘清（qīng）传球队员、接球（qiú）队员和防（fáng）守队员三者身体之间的位置关系（xì）。“球员时（shí）刻都在不（bú）停地运动，要在传球的一瞬（shùn）间同（tóng）时（shí）定位多名队（duì）员之间（jiān）的位置关系，这对于人眼来说是很有挑战（zhàn）性的。”艾（ài）堃说，因（yīn）此为了能够更加清楚地判（pàn）断球员是否越位，足球比（bǐ）赛（sài）中（zhōng）会在两条（tiáo）边线外各设有一名助理（lǐ）裁判，以便其可以利用最（zuì）佳观察视角，在瞬间做出（chū）准确的越（yuè）位判（pàn）罚。

但随（suí）着（zhe）足球运动水平的不断提高，比赛节奏不断加快，进攻方式也越（yuè）来（lái）越多样（yàng），即（jí）使助（zhù）理裁判有着绝佳的观（guān）察位置（zhì）和鹰一般（bān）敏锐的（de）双眼，想要单（dān）纯依靠人眼（yǎn）做出（chū）总是完全准确的越位判罚，已经越（yuè）来越（yuè）难。而（ér）随着视频转播技（jì）术（shù）的快速（sù）发展，尤（yóu）其是高速摄像机的广泛（fàn）应用，能够反复回放的转播画面不仅提升了比赛（sài）的公平性（xìng），也给（gěi）利用视频技术辅助（zhù）判罚提供了可能，VAR视频助理（lǐ）裁（cái）判（以下简（jiǎn）称VAR）便应运而生（shēng）。

艾堃向记者介绍，主办方通（tōng）过布置（zhì）在球场内的10—30个摄像机，来实（shí）现对比赛的实时记录，当出现影（yǐng）响比赛（sài）的（de）关键（jiàn）节点时，VAR便会通过（guò）回放（fàng）视频画面（miàn）为场上主（zhǔ）裁（cái）提供判罚参考。具体到越位（wèi）判罚，艾堃（kūn）表示，裁判首先要利用VAR进（jìn）行“打点”，即通过逐（zhú）帧（zhēn）回（huí）放，确定进（jìn）攻队员传出最后（hòu）一脚球的时间。随后再以打点确定的时间为依据进行“画线”，确定接球的进攻队员和防守方距（jù）离本方球门倒数第（dì）二远的队员之间的相对位置，画出（chū）2D和3D的（de）越（yuè）位线。虽然相比人眼（yǎn），VAR有（yǒu）着更精准（zhǔn）的（de）观察方式，但其动辄长达数分（fèn）钟（zhōng）的判罚时间、吹毛求疵的（de）判罚尺度（dù）等，仍（réng）然屡遭（zāo）球迷诟病（bìng）。而在艾堃看来，“虽（suī）然目前VAR并不（bú）完美，但它确实为包括越位在内的判罚（fá）提（tí）供了真实客观的（de）事实（shí）依据。”

AI助裁判实现对（duì）越位的“一键判罚（fá）”

面对VAR称不上（shàng）完美（měi）的表（biǎo）现，国（guó）际足联决定再进一步，引（yǐn）入人工智能技术来辅助（zhù）越位（wèi）判（pàn）罚。相比VAR仍然依（yī）靠（kào）裁判员手（shǒu）动（dòng）打点、画线，此（cǐ）次卡塔尔世界杯中即将应用的半自动越位判罚技术，则将这（zhè）一过程完全交给人工智能（néng）系统，帮助裁判员实现对越位的“一键判罚”。

但面对资深球（qiú）迷都不（bú）容易讲清楚的越位规则，人（rén）工智能真的可以（yǐ）理（lǐ）解吗（ma）？事实上，对于人工智能来说，是否（fǒu）真正理解什么是越位并不重要（yào），它（tā）要做的只是（shì）对（duì）收集到的各类数据进行（háng）对（duì）比、判断（duàn），进而得出（chū）客观结果。其系（xì）统的运行路径可（kě）以拆分为两个关键（jiàn）步骤。首（shǒu）先，要确定（dìng）进攻队员（yuán）最后一脚（jiǎo）传球的时（shí）间。这一方面主要依赖（lài）于本（běn）届（jiè）卡塔尔世界杯的（de）官方比（bǐ）赛用球（qiú）Al Rihla。其（qí）内（nèi）置（zhì）的惯性测量单（dān）元（IMU）传感（gǎn）器在数个（gè）柔软支（zhī）架的支（zhī）撑下被放置在了皮球内部的正中心，能（néng）够以每（měi）秒500次的频率向（xiàng）决策（cè）中心发（fā）送皮球的运行数据。国际足联（lián）技术（shù）与（yǔ）创新总（zǒng）监约翰内（nèi）斯·霍兹米勒（lè）表（biǎo）示，该传感器可以实（shí）时发（fā）送皮球在多方向运行上的加速度信（xìn）息（xī），系统将（jiāng）根据皮（pí）球（qiú）加速（sù）度的（de）变化（huà），自动判断出皮球离开进攻队员脚部（bù）的精准时间。

在最为关键的画（huà）越位线环（huán）节，该系统主要依赖于（yú）布置（zhì）在体育（yù）场屋顶下方（fāng）的（de）12个专用跟踪摄（shè）像头。它们将运用视频动作（zuò）捕捉（zhuō）技术，跟踪（zōng）每个球员身（shēn）体上的29个相关部（bù）位，形成29个数据点，以每秒50次的频率，将包含位置、时间等信（xìn）息的数据发送至决策中心。最后（hòu）系（xì）统会将皮球传回的时间信息（xī）和摄像头跟踪得（dé）到的球员（yuán）肢（zhī）体（tǐ）位（wèi）置信息进（jìn）行整合、计算（suàn），得出最（zuì）终的结果。

虽然听起来有些复杂，但（dàn）整个过程只（zhī）需要3到4秒，裁判就可以得（dé）到一个由系统计（jì）算（suàn）出的精确（què）结（jié）果。而如（rú）果最终主裁判（pàn）决定采纳该结果（guǒ），系统就（jiù）会（huì）通过运动员身体上29个数据点采集到（dào）的数据，借助3D人体姿态重建技术（shù），自动生成一段3D动画，该动画（huà）将以（yǐ）最佳视角（jiǎo）详细画出（chū）越位线的位置以（yǐ）及越（yuè）位球员在接球时身体（tǐ）各部位（wèi）的位置，并在体育（yù）场的巨型屏幕上及转播（bō）画面中（zhōng）播放，让球（qiú）迷们看得“心服口（kǒu）服”。

既然（rán）人工智能如此强大，那么（me）是否能够（gòu）直接取代（dài）主裁（cái）判做出最终的越位判罚？国（guó）际足联裁判委员会主席皮耶路易吉·科里纳（nà）反复强调，该方案之所以命名为“半自动越位（wèi）判罚（fá）技术（shù）”，便是因（yīn）为其只能为（wéi）主裁判提供是否越位的参考结（jié）果，而无法做出最终判罚。艾堃也（yě）表示（shì），在进行越位判罚时，助（zhù）理裁（cái）判员不仅要根据客观事实做出判罚，在一些特殊（shū）情况下（xià），还需要其根据规则（zé）对比赛发生的事实进行主观判断，“比如处在越位位置的进攻队员虽然没有（yǒu）接球，但（dàn）其是否干扰了对（duì）方（fāng）队员、是否参与了进攻（gōng）、有没有（yǒu）通过移（yí）动来（lái）干（gàn）扰对方队员处理（lǐ）球等，这些判罚涉及到（dào）对于（yú）比（bǐ）赛（sài）的深入理解，机器暂时无（wú）法做出完全准确的判断。”艾堃说。

AI技术已在多个体育项（xiàng）目中得到应（yīng）用

虽然目前该越位判（pàn）罚技术尚未在所有足球比（bǐ）赛（sài）中普及，但与其采用相似的动作捕捉技（jì）术、3D人体（tǐ）姿（zī）态重（chóng）建技术的人工智能系统已在多项体育赛事、训练中广泛应用。在（zài）2021年进行的东京奥运会上，中国跳水“梦之队”表（biǎo）现堪称完美，拿下7金5银的（de）优秀成绩，人工智能教练便（biàn）是幕后功臣之一。

该（gāi）教练系统由中国国家跳（tiào）水队与百度共同推出，是国（guó）内首个“3D+AI”跳水训练系统。根据参（cān）与（yǔ）该项目（mù）的百度资深研发工程师卢飞（fēi）翔博士介绍，该（gāi）系统通过高速（sù）摄像（xiàng）机捕捉运动员自踏上跳（tiào）板至完全入水之间的2D高（gāo）清画面（miàn），随后通过大脑3D视觉技（jì）术以（yǐ）及（jí）深度神（shén）经网络技术估算出运动员的三维姿态，并获得每个（gè）关节的三维角度。随（suí）后（hòu）再通（tōng）过人体三维（wéi）重建技术，将跳水全过程进行三（sān）维再现（xiàn），在此基础（chǔ）上，还（hái）可以实现对（duì）跳（tiào）水动作精准的量化评估（gū），模（mó）拟裁判打分（fèn）。

不（bú）只是辅助（zhù）训练，人工智能在体育赛事中的应（yīng）用已经越来越多。在2021年2月举（jǔ）办的北（běi）京冬奥测试赛中（zhōng），由小冰公司研发的人工（gōng）智能裁判与教练系统“观君（jun1）”便担任了空中技巧项目（mù）唯一的竞赛裁判。成（chéng）功（gōng）完成了个人预决（jué）赛、超级（jí）决赛、团体预决赛共44人次执（zhí）裁，获得了国际雪（xuě）联、国家体育总局冬季运动管（guǎn）理（lǐ）中心（xīn）的一致认可（kě），而这也是人类历（lì）史上首次（cì）在无（wú）人工干预的情况下（xià），由人工智能独立完成大赛的执裁任务（wù）。

根据（jù）小冰公司CEO李（lǐ）笛（dí）介绍，“观君”解决了（le）运动（dòng）员动作姿（zī）态识别难题，并在训练数据非常稀少的情况下构（gòu）建起了（le）冰雪（xuě）运（yùn）动分析模型，能（néng）够对空中技巧运动员的运动轨（guǐ）迹、身体姿（zī）态、出台角（jiǎo）度、高远（yuǎn）度（dù）等多维（wéi）度（dù）指（zhǐ）标进行分析，学习、模拟国际大赛的裁判打分标准（zhǔn）。对（duì）于这一系统的（de）未来应用，李笛表（biǎo）示，目前所展示的技术往往（wǎng）是（shì）阶段性的（de）开（kāi）始，他（tā）相（xiàng）信未来人工智能在体（tǐ）育训练（liàn）等（děng）方（fāng）面（miàn）的应用将很快普及到（dào）寻常（cháng）百姓家。