在（zài）以往的足球比赛（sài）中，人们最担心的问（wèn）题之一就（jiù）是（shì）裁（cái）判误判越位，因（yīn）为（wéi）哪怕是一个轻微的失误判决都可能（néng）影响整场比赛的结果。不过（guò）现在好（hǎo）了，足（zú）球裁（cái）判将迎来一个强大（dà）的助手——人工智能。近日，国际足联在其官方网站宣布，今年冬天举行的国际足联（lián）卡塔尔（ěr）世界杯将首次正式使用半自动（dòng）越位判罚技术，该技术将利用人（rén）工智能来辅助主（zhǔ）裁判（pàn）做出更精准的（de）越位判罚，最大程度降低越（yuè）位（wèi）误判（pàn）情况（kuàng）的出现。

人类仅（jǐn）靠双眼很难（nán）准确判（pàn）定越位（wèi）

越（yuè）位规则说起来并不复杂，抛开一些特殊情（qíng）况不谈，通常（cháng）来讲，其要求进攻方（fāng）队员（yuán）在传出最后（hòu）一脚（jiǎo）球的同时，最后一个接球的进攻队员的身（shēn）体有效部位（wèi）不得超过（guò）防守（shǒu）方距（jù）离（lí）本方球门倒数第（dì）二（èr）远的队员的（de）身体。

虽（suī）然说（shuō）起来仅是（shì）短（duǎn）短（duǎn）几句话，但（dàn）在实际的比赛判（pàn）罚中，要想准确无误地判断越位（wèi），无疑是件挺困难（nán）的事。根据北京体育（yù）大学中国足球运动学院教师、国际级足球（qiú）裁判员艾堃介绍，要想做出一个准确的越位判罚（fá），裁判要（yào）在最后一脚传球的一（yī）瞬间，厘清传球队员、接球（qiú）队员和（hé）防守队员三者身体之间的位置关系（xì）。“球员时刻都在不停地运动（dòng），要在传球的一瞬间同时定位多名队员之间的位置关（guān）系，这对于人眼来说是很有挑战性的。”艾堃说，因此（cǐ）为了能（néng）够更（gèng）加清楚（chǔ）地判断（duàn）球（qiú）员是否越位（wèi），足球比赛中会在两条边线外各设有一名（míng）助理裁判，以便其（qí）可以利用最佳观察视角，在瞬间（jiān）做出准确的越位判罚（fá）。

但（dàn）随（suí）着足球运动水平的不断提高，比赛节奏不断加快，进攻（gōng）方式也越（yuè）来越多样，即使助（zhù）理（lǐ）裁判（pàn）有着绝佳的观察位置和鹰（yīng）一般敏锐的双眼，想要单（dān）纯依靠（kào）人（rén）眼做出总是完全（quán）准确的越位判罚，已经越来越难。而随着（zhe）视频转播技术的快速发展，尤其（qí）是高速摄像机的广（guǎng）泛应用，能够反复（fù）回放的转（zhuǎn）播画面不仅提（tí）升了比赛的公（gōng）平性，也给利用（yòng）视频技术辅助判罚提供了可能，VAR视频助（zhù）理（lǐ）裁（cái）判（以下简称VAR）便（biàn）应（yīng）运而生。

艾堃（kūn）向记（jì）者（zhě）介绍，主办方通过（guò）布置在球场内的（de）10—30个摄像机（jī），来实现对比赛的实时记录，当出现影响比赛的关键节点时，VAR便会通过（guò）回（huí）放视（shì）频画（huà）面为场上（shàng）主裁提供判罚参考。具（jù）体（tǐ）到（dào）越位判罚，艾堃表示，裁判首（shǒu）先要利用VAR进行“打点”，即通过逐帧回放，确定进（jìn）攻（gōng）队员（yuán）传出最后一脚球的时间。随后（hòu）再以打点确定的时（shí）间为依（yī）据进行“画线”，确（què）定接球的进攻（gōng）队员（yuán）和防守方（fāng）距离本方（fāng）球门倒（dǎo）数第二远的（de）队员之间的相对位置（zhì），画出2D和3D的（de）越位线。虽然相比人眼，VAR有着更精准的观（guān）察（chá）方式，但其动辄长达数分钟（zhōng）的判罚时间（jiān）、吹毛求疵（cī）的判罚尺度等（děng），仍然屡遭球迷诟病。而在（zài）艾堃看来，“虽然目前（qián）VAR并不完美（měi），但它确实为包括（kuò）越位在内的判罚提供了真（zhēn）实（shí）客（kè）观（guān）的事实依据。”

AI助裁判实现对越位的“一（yī）键判罚”

面（miàn）对VAR称不上完美的表现，国（guó）际足联决定再进一步，引入人工智能技术来辅助越位判罚（fá）。相比VAR仍然依（yī）靠裁（cái）判员手动（dòng）打点、画线，此次（cì）卡塔尔世界杯（bēi）中即将（jiāng）应用的半自动越位判罚（fá）技术，则将（jiāng）这一过程（chéng）完全交给人工智能系统，帮（bāng）助裁（cái）判员实现（xiàn）对越位的“一键判（pàn）罚”。

但面对资（zī）深球迷都不容易讲清楚的越位（wèi）规则，人工智能（néng）真的可（kě）以理（lǐ）解吗？事实上，对于人工智（zhì）能来说（shuō），是否真正理（lǐ）解什么是越位并不重要，它要做（zuò）的只是（shì）对收集到的各（gè）类数据进（jìn）行对比、判断，进而得出客观结果。其（qí）系统的运行路径可以拆分为两个（gè）关键步（bù）骤。首先，要确定进（jìn）攻队（duì）员（yuán）最后（hòu）一脚传球的（de）时（shí）间。这一方面主要（yào）依（yī）赖于本届卡塔尔世界杯的官（guān）方（fāng）比（bǐ）赛用球Al Rihla。其内置的（de）惯性测量单元（yuán）（IMU）传感器在数个柔软支架的支撑下被放（fàng）置（zhì）在了皮球内部的正中心，能够以每（měi）秒500次的（de）频率向（xiàng）决策中心发送皮球的运行数（shù）据。国际足联技术与创新总监约（yuē）翰内斯·霍兹米勒表示，该（gāi）传感器可以（yǐ）实时（shí）发送皮（pí）球在多（duō）方向运行（háng）上的加速（sù）度（dù）信息，系统将根据皮球加速度的变化，自（zì）动判断出皮球离开进攻队员脚部的（de）精准时间。

在最（zuì）为关键的画越位线环节，该（gāi）系（xì）统主要（yào）依赖于布置在体（tǐ）育场屋顶下方的（de）12个专用（yòng）跟踪（zōng）摄（shè）像（xiàng）头。它们将运用视（shì）频动（dòng）作捕（bǔ）捉技术，跟踪每个（gè）球员身体（tǐ）上的29个（gè）相关部（bù）位（wèi），形成29个数据点（diǎn），以每秒（miǎo）50次的频率，将包含位置、时间等信息的数据发（fā）送至决策中心。最后系（xì）统（tǒng）会将（jiāng）皮球传回的时间信息和摄像头跟踪得到的球（qiú）员（yuán）肢体位置信息（xī）进行（háng）整（zhěng）合、计（jì）算，得（dé）出最终的结果。

虽然听起来（lái）有（yǒu）些复杂，但整个（gè）过程只需要3到4秒（miǎo），裁判就可（kě）以得到一个由（yóu）系统计算出的（de）精确结果。而如果最终主裁判决定采纳该（gāi）结果，系统就会通过运动员身体（tǐ）上29个数据点采集到的数据，借助3D人体姿态（tài）重（chóng）建技术，自动生成一段3D动画（huà），该动画将以（yǐ）最佳视角详细画（huà）出越位线（xiàn）的（de）位置（zhì）以及越位球员在接（jiē）球时（shí）身体各部位的位置（zhì），并在体育场的巨型屏（píng）幕（mù）上（shàng）及（jí）转（zhuǎn）播画（huà）面中播放，让球迷们看得“心服口服”。

既然人（rén）工（gōng）智能如此强大，那么（me）是否能够（gòu）直接取代主裁判做出最终（zhōng）的越位判罚？国际（jì）足联裁判委员会主（zhǔ）席皮耶路易吉·科里纳反复强调（diào），该方案（àn）之所以命名为“半自动越位判罚技（jì）术”，便是（shì）因为其只能为主裁判提供是否越（yuè）位的参考结果，而（ér）无法做出最终判罚。艾（ài）堃也表示，在（zài）进行越位判（pàn）罚时，助理裁判员不（bú）仅（jǐn）要（yào）根据客观事（shì）实（shí）做出判罚，在一些（xiē）特殊（shū）情况下，还需要（yào）其根据（jù）规则对比赛发生的（de）事实（shí）进行（háng）主观判断，“比如（rú）处在越位位置的进（jìn）攻队员虽然没（méi）有接球，但其是否（fǒu）干扰了对方队员（yuán）、是（shì）否参与了进攻、有没有通过移动来干扰对方队员处理球等（děng），这些判罚涉及到对（duì）于比赛（sài）的（de）深入理解，机器暂时（shí）无法（fǎ）做出完全准确的判断。”艾堃说。

AI技术已（yǐ）在多个（gè）体育项目中得到（dào）应用

虽然目前该越位（wèi）判罚技术尚未（wèi）在所有足球比赛（sài）中普及，但（dàn）与其采用相似的动（dòng）作（zuò）捕捉技术、3D人体姿态重建技术的人（rén）工智能系统已在（zài）多（duō）项（xiàng）体育赛事、训练中广（guǎng）泛应用。在2021年进行的东京奥运会上，中国（guó）跳水“梦之队”表现堪称完美，拿下7金5银的优秀成绩，人工智能教练便是幕后功臣之一。

该教练系统由中国国家跳（tiào）水队与（yǔ）百度（dù）共同推出，是国内首个“3D+AI”跳水（shuǐ）训练（liàn）系统。根据参（cān）与该项目的百度资深研发工程师卢飞翔博士介绍，该系统通过高速摄像（xiàng）机捕捉运（yùn）动员自踏上跳板至完全（quán）入水之间的2D高清画（huà）面，随后通过大脑3D视觉技术以及深（shēn）度神经网络技术估算（suàn）出运动员的三维姿态，并获得每个关节的三维角度（dù）。随后再通过人体三维重建技术（shù），将跳水全过程进行三维再现，在（zài）此基（jī）础上，还可（kě）以实现（xiàn）对跳水动作（zuò）精（jīng）准的量化评估，模（mó）拟裁（cái）判打（dǎ）分。

不只是辅（fǔ）助训练，人工智能（néng）在体育赛事中的应用已经越来越多（duō）。在2021年2月举办的北京（jīng）冬奥测试赛中，由小冰公司研发的人（rén）工智能（néng）裁判与（yǔ）教练系统“观君（jun1）”便担任了空中技（jì）巧（qiǎo）项目唯一（yī）的竞（jìng）赛裁判。成功完成了个人（rén）预决赛、超级决赛、团体预（yù）决赛共44人次（cì）执裁，获（huò）得了国际雪联（lián）、国家体育总局（jú）冬（dōng）季（jì）运动（dòng）管（guǎn）理中心的一致认可，而这也是人类历史上（shàng）首次在无人工干预的情况下，由人工智（zhì）能独（dú）立完成大赛的执裁任务。

根据小冰公司CEO李笛介绍，“观君”解决了运动（dòng）员动作姿态识别难题，并在训练数据非常稀（xī）少的情（qíng）况下构建起了（le）冰（bīng）雪运动分析模型，能够对空中技巧运动员的运动轨迹、身体姿态、出台角（jiǎo）度、高（gāo）远（yuǎn）度等多（duō）维（wéi）度（dù）指标进行分析（xī），学习、模拟国际大（dà）赛的（de）裁（cái）判打分标准。对于这一系统的未来（lái）应用，李笛表示，目前所展示的技术往往是阶段性的开始，他相信未来人工智能在体育训练等方面的（de）应用将很快普及到（dào）寻常百姓家。