在以（yǐ）往的足球（qiú）比赛中，人们最担心（xīn）的问题之一就是（shì）裁判误判（pàn）越位，因为哪怕是一个（gè）轻微（wēi）的失误判（pàn）决都可（kě）能影响整场比赛（sài）的结果。不过现在好了，足球裁判（pàn）将迎来一（yī）个强大的助手——人工智（zhì）能。近日，国际足联在其官方（fāng）网站（zhàn）宣布（bù），今年冬天（tiān）举行的国际（jì）足联卡（kǎ）塔（tǎ）尔（ěr）世界杯将首次正式使用半自动（dòng）越（yuè）位判罚（fá）技术，该技术将利（lì）用人工（gōng）智能来辅助主裁判做出更精准的越位判罚，最大程度（dù）降低越位误判情（qíng）况的出现（xiàn）。

人类仅靠双眼很难准确判定越位

越位规则说起来并不（bú）复杂，抛（pāo）开一（yī）些特殊情况不谈，通常来讲（jiǎng），其要求进（jìn）攻方队员（yuán）在传出最后一（yī）脚球（qiú）的同时，最后一个接（jiē）球的进（jìn）攻队员的身体有效部（bù）位不得（dé）超过防守方距离本方球门倒数第二远的（de）队员的身体。

虽然（rán）说起来仅是短短几句话，但在实际的（de）比赛判罚（fá）中，要（yào）想准确无误地判断越位，无疑是（shì）件挺困难的事。根据北京体（tǐ）育大学（xué）中国足球运动学院教（jiāo）师、国际（jì）级（jí）足球裁判员艾（ài）堃介绍（shào），要想（xiǎng）做出一个准（zhǔn）确的越位判罚，裁（cái）判要（yào）在最后一脚传球的一瞬（shùn）间，厘清传球队（duì）员、接球队员（yuán）和防守队员（yuán）三者身体之间的位置关（guān）系。“球（qiú）员时（shí）刻都在不停地运（yùn）动，要在传球的一瞬间同时定（dìng）位多名队员之间的（de）位置关（guān）系，这对于人（rén）眼（yǎn）来（lái）说是很有挑战性的。”艾堃说，因此为了能够更加清楚地判断球员是否越位，足球（qiú）比（bǐ）赛中会（huì）在（zài）两条边（biān）线外各设有一名（míng）助（zhù）理裁判（pàn），以便其可（kě）以利用最佳观（guān）察视角，在瞬间（jiān）做出准确的（de）越位判罚。

但随着足球运动（dòng）水平的不断（duàn）提高，比（bǐ）赛节奏不断加快，进攻方式也越来越多样，即使（shǐ）助理裁判有着（zhe）绝佳的（de）观（guān）察位置和鹰一（yī）般敏锐的双眼，想要单纯（chún）依靠人眼做出总是完（wán）全准（zhǔn）确的越位判罚，已经越来越难（nán）。而随着视频转播（bō）技（jì）术的快速发展，尤其是高速摄像机的广泛应用（yòng），能（néng）够反复回（huí）放的转播画面不仅提升了（le）比赛（sài）的公平性，也给利用（yòng）视频技术辅助判罚提供了（le）可能，VAR视频助理（lǐ）裁判（以（yǐ）下简称VAR）便（biàn）应运而生。

艾堃向记者介绍，主办方通过布置在球场内的10—30个摄（shè）像（xiàng）机，来（lái）实（shí）现对比赛的实时记录，当出现影响比（bǐ）赛的关键节点时，VAR便（biàn）会通过回放视频画面为场上主裁提（tí）供判罚参考。具体到越位判罚，艾堃（kūn）表（biǎo）示，裁判首先要利用VAR进行“打点”，即通过逐帧回放，确定进攻队员传出最后一脚（jiǎo）球（qiú）的时（shí）间。随后再以打点确（què）定的时间为依据进（jìn）行“画线”，确定接球的进攻队员和（hé）防（fáng）守（shǒu）方距离（lí）本（běn）方球门倒数（shù）第二远的队员之间的相对位置（zhì），画（huà）出2D和3D的（de）越位（wèi）线。虽然相比人眼（yǎn），VAR有着更精准的观（guān）察方式，但（dàn）其动辄长达数分（fèn）钟的判罚时间、吹毛（máo）求疵的判罚尺（chǐ）度等，仍然屡遭球（qiú）迷诟病。而在艾（ài）堃看来，“虽然目前VAR并不完美（měi），但它确实为包（bāo）括越位在内（nèi）的判罚提供了（le）真（zhēn）实（shí）客观的（de）事实依据。”

AI助裁判实现对越（yuè）位的“一键（jiàn）判罚（fá）”

面对VAR称不上完（wán）美（měi）的表现，国际足联决定再进一步（bù），引入人工智能技术来辅助越位判（pàn）罚。相（xiàng）比VAR仍然（rán）依靠裁判员手动（dòng）打点、画线，此次卡塔尔（ěr）世界杯中即将应用的半（bàn）自动越位判（pàn）罚技（jì）术（shù），则将（jiāng）这一过程完全（quán）交（jiāo）给人工智能系统，帮（bāng）助裁判员实（shí）现对越位的“一键（jiàn）判罚”。

但面（miàn）对（duì）资深球迷都不容易讲清楚的越位（wèi）规则（zé），人工智能真的可以（yǐ）理解吗？事（shì）实上，对于（yú）人工（gōng）智能来说（shuō），是否真正理解什么是越位（wèi）并不（bú）重要，它要（yào）做的只是对（duì）收集到的各类数据进行（háng）对（duì）比（bǐ）、判（pàn）断，进（jìn）而得出客观结果。其系统的运行路径可以拆分为两个关键步骤。首先，要确（què）定进攻（gōng）队员最后一脚传球的（de）时间。这一方面主要依赖于本届卡塔尔世界（jiè）杯的官（guān）方比赛用（yòng）球Al Rihla。其内（nèi）置（zhì）的惯（guàn）性测（cè）量单元（IMU）传（chuán）感器在数个柔软支架的支撑下被（bèi）放置在了皮球内部的正中心（xīn），能够以每秒（miǎo）500次（cì）的（de）频率向决策中心发送（sòng）皮球（qiú）的（de）运行数据。国际足联技术与创新（xīn）总监约翰（hàn）内斯（sī）·霍（huò）兹米（mǐ）勒表（biǎo）示，该传感器（qì）可以（yǐ）实时发送皮球在多方向运行（háng）上的（de）加（jiā）速度信（xìn）息，系统（tǒng）将根据皮球加速度（dù）的变化，自动（dòng）判断出（chū）皮球（qiú）离（lí）开进攻队员（yuán）脚部的精（jīng）准（zhǔn）时间。

在最为关键的（de）画越位线环节，该系统主要依赖于布置在体育场屋顶下（xià）方的12个专用跟踪摄像头。它们将运用视（shì）频动作捕捉技术，跟（gēn）踪每个球（qiú）员身体上的29个相（xiàng）关部位，形（xíng）成29个（gè）数据点，以每（měi）秒50次的频率，将包含位置、时（shí）间等信息的数据发（fā）送至决策（cè）中心。最（zuì）后系统会将皮球传回的时间信（xìn）息和摄（shè）像头跟踪得到的（de）球员肢体位置（zhì）信息进行整合、计算，得出（chū）最（zuì）终的结果。

虽然听起来有些复杂，但整个过程（chéng）只需要3到4秒（miǎo），裁判就可（kě）以得到一（yī）个由系统（tǒng）计算出的精确结果。而如果最终主裁判决定采纳该结果，系统就会通过运动员身体上29个数据点（diǎn）采集到的数据，借助3D人体姿态重建技（jì）术，自（zì）动（dòng）生（shēng）成一段3D动画，该动画将以最佳视角（jiǎo）详细画出越位线的位置以（yǐ）及越位球员在（zài）接球时身体各部（bù）位的位置，并在体育场（chǎng）的巨型屏幕上（shàng）及转播画面中播放，让球迷们看得“心服口服”。

既然人工智能（néng）如此强（qiáng）大，那么是（shì）否能够直接（jiē）取代主裁判做出最终的越位判罚？国际足联裁判委员会主席皮（pí）耶路易吉·科里纳反复强调，该方案（àn）之所以命名为“半自动越位判罚技术”，便是（shì）因（yīn）为其只能为主裁判提（tí）供（gòng）是否越位的（de）参考结果，而（ér）无法做出最终判（pàn）罚。艾堃（kūn）也表（biǎo）示，在（zài）进行越位判（pàn）罚时，助（zhù）理裁判（pàn）员不（bú）仅要根据客观事实做出判（pàn）罚，在一些特（tè）殊（shū）情况下，还需要其根据规则对比赛发生的事实进行主观判断，“比如处（chù）在越（yuè）位位置的（de）进攻队员虽然没有接球，但（dàn）其是否干扰了对方队员、是否参与（yǔ）了进攻、有（yǒu）没有通过移动来（lái）干（gàn）扰（rǎo）对方队（duì）员处理球（qiú）等，这些判（pàn）罚涉及到（dào）对于（yú）比（bǐ）赛的深入理解，机器暂（zàn）时无（wú）法做出完（wán）全准确（què）的判（pàn）断。”艾堃说。

AI技术已在多个（gè）体育项目中得到应用

虽然目（mù）前该（gāi）越位判罚技术（shù）尚未在所有足（zú）球比赛（sài）中普及，但（dàn）与其采用相似的动作捕捉技术、3D人（rén）体姿态重建技术的人工智能系统已在多（duō）项体（tǐ）育赛事、训练中广泛应用。在2021年（nián）进行的东京奥运会上，中国跳水“梦（mèng）之队（duì）”表现堪称完美，拿下7金5银（yín）的优秀（xiù）成绩，人工（gōng）智能（néng）教练便是（shì）幕（mù）后功臣之一。

该教练系统由（yóu）中国国家跳（tiào）水队与百度共同推（tuī）出，是（shì）国内首个“3D+AI”跳水训练系统。根据参与该项目的百度资深研发工（gōng）程师卢飞翔博士介绍，该系统通过高速摄像机捕捉（zhuō）运动员自踏上跳板至完全入（rù）水之间的2D高清画面，随后通过大（dà）脑（nǎo）3D视觉技术以（yǐ）及深度神（shén）经网络技术估算出运动（dòng）员的三维姿态，并获得每（měi）个关（guān）节的三维角度。随后再通过人体三维重建技（jì）术，将跳水全过程进行三（sān）维再现，在此基础上，还可以实现对（duì）跳水动作（zuò）精准的量（liàng）化评估，模（mó）拟裁判打分。

不（bú）只是辅助训练，人工智能（néng）在体育赛事中（zhōng）的应用已（yǐ）经越来越多。在（zài）2021年2月举办的（de）北京冬（dōng）奥测试赛中，由小冰公司研发的人工（gōng）智能裁判与教练系统“观君”便担任了空中技巧项目唯一的竞赛裁判。成（chéng）功完成了个人（rén）预决赛、超（chāo）级（jí）决赛、团（tuán）体预决赛共44人次执（zhí）裁，获得了国际（jì）雪联、国家（jiā）体育总局冬季运动管理中心的一致认可，而这也（yě）是人类历（lì）史上首次在无人工干预（yù）的情况（kuàng）下，由人工（gōng）智能独立完成大赛（sài）的（de）执裁任务（wù）。

根（gēn）据小冰公司CEO李笛介绍，“观（guān）君”解决了运动员动作姿态识（shí）别难题，并在训（xùn）练数据非常稀少的情况下构建起（qǐ）了（le）冰雪运动分析模（mó）型（xíng），能够对（duì）空中技巧（qiǎo）运动员的运动（dòng）轨迹、身体（tǐ）姿（zī）态、出台（tái）角度、高（gāo）远度等多维度指标进行分析，学习、模拟（nǐ）国际大赛的裁判（pàn）打分标准（zhǔn）。对于这一系统的未来应用，李笛表示，目（mù）前所展示的技术往往是阶段性的开始（shǐ），他相信未来人工智能在体育训练等方（fāng）面的应用将（jiāng）很快（kuài）普及到寻常百姓家。