在以往（wǎng）的足球比（bǐ）赛（sài）中，人（rén）们最担心的问（wèn）题之一就（jiù）是裁判误判越位，因（yīn）为哪怕是一个（gè）轻微的失误判决都可能（néng）影响整（zhěng）场比赛（sài）的结果。不过（guò）现在（zài）好（hǎo）了，足球（qiú）裁判将迎来一个（gè）强大的助（zhù）手——人工智能。近（jìn）日，国际足联在其官方网站宣布，今年冬天举行的国际（jì）足联卡塔尔世界杯将首次正式使（shǐ）用半自动（dòng）越位判罚技术，该（gāi）技（jì）术将利用人工智能（néng）来辅助（zhù）主裁判做出更精准的越位判罚，最大程度降低越位（wèi）误（wù）判（pàn）情（qíng）况的出现。

人类仅靠双眼很难准确判定越位

越（yuè）位规则说起来并不复杂，抛（pāo）开（kāi）一（yī）些特殊情况不谈，通常来讲，其要求（qiú）进攻方队员在传出最后一脚球的同时，最后一个接球的进攻（gōng）队（duì）员的身体（tǐ）有（yǒu）效部（bù）位不（bú）得超过防（fáng）守（shǒu）方距离（lí）本（běn）方球（qiú）门倒数第（dì）二（èr）远（yuǎn）的队员的身体。

虽然说起（qǐ）来（lái）仅是短短（duǎn）几句话，但在（zài）实际（jì）的比赛判（pàn）罚中（zhōng），要想准确无误地判断越位，无疑是（shì）件挺困（kùn）难的（de）事。根据北京体（tǐ）育大学中（zhōng）国足球运动学院教师、国（guó）际级足球裁判员艾（ài）堃介（jiè）绍，要想做出一个准确的（de）越位判罚，裁（cái）判要在最后一脚传球的一瞬（shùn）间（jiān），厘清传球队（duì）员、接球队员和防守队员（yuán）三者身（shēn）体之间的位置关系。“球员时刻都在不停地运动，要在（zài）传球的（de）一瞬间（jiān）同时定位多（duō）名队（duì）员之间的位（wèi）置关系，这对于人（rén）眼来说是很有挑战性的。”艾堃（kūn）说，因此为了能（néng）够更加清楚地（dì）判断球员是否越位，足（zú）球比赛（sài）中会在两条边（biān）线外各设（shè）有一名（míng）助（zhù）理裁判，以便其可以利用最佳观察视角，在瞬间做出准确（què）的越位判（pàn）罚。

但随着足球运动水（shuǐ）平的不断（duàn）提高，比赛节奏不断加快，进攻方式也越来越多样，即使（shǐ）助（zhù）理裁判有（yǒu）着（zhe）绝（jué）佳（jiā）的观察位（wèi）置和鹰一般敏锐的双眼，想要单纯依（yī）靠（kào）人眼（yǎn）做出总是完全（quán）准（zhǔn）确的（de）越位（wèi）判罚，已（yǐ）经越来越难（nán）。而随着视频转播（bō）技（jì）术（shù）的（de）快速发（fā）展，尤其是高（gāo）速（sù）摄像机的广（guǎng）泛应（yīng）用，能（néng）够反复回放的转（zhuǎn）播画面不仅提升了比赛的（de）公（gōng）平性，也给（gěi）利用视频技术（shù）辅助判（pàn）罚提供了可能，VAR视频助理裁（cái）判（以下简称VAR）便应运而生。

艾（ài）堃向记者介绍，主办方通过（guò）布置（zhì）在球场（chǎng）内的10—30个摄像机，来实现对比赛的实（shí）时记录，当出现影响比赛的（de）关（guān）键（jiàn）节点时，VAR便会通（tōng）过回放视频画面（miàn）为场上主裁提供（gòng）判罚（fá）参（cān）考。具体到越位判罚，艾堃（kūn）表示，裁判首先要利（lì）用（yòng）VAR进行（háng）“打点”，即通过逐帧回（huí）放，确定进（jìn）攻队员传出最后一（yī）脚球的时间。随后再以打点确定（dìng）的时间为（wéi）依据进行“画线”，确定接球的进攻（gōng）队员（yuán）和防守方距离本方球门倒（dǎo）数第（dì）二远（yuǎn）的队员之间的（de）相对（duì）位置，画出（chū）2D和3D的（de）越位线。虽然相比人眼，VAR有着更（gèng）精准的观察方式（shì），但其动辄长达数分（fèn）钟的判罚时间、吹毛求疵的判（pàn）罚尺度等（děng），仍然（rán）屡遭球迷诟病（bìng）。而在艾堃（kūn）看来，“虽然目前VAR并不完美，但它确实为（wéi）包括越位在内的判罚提供了（le）真实客观（guān）的事实（shí）依据。”

AI助裁判实现对越位的“一键判罚”

面对VAR称不上（shàng）完美的表现，国际足联（lián）决定再（zài）进一（yī）步，引入人工智能技术来辅（fǔ）助越位判罚。相（xiàng）比VAR仍然依（yī）靠裁判（pàn）员手（shǒu）动打点、画线，此次（cì）卡（kǎ）塔尔（ěr）世界杯中即（jí）将应用的半自动越位判（pàn）罚技术，则将这一过程完全交给人工智能系统（tǒng），帮（bāng）助裁判员实（shí）现对越位的“一键判罚”。

但面（miàn）对资深球迷都不容（róng）易讲清（qīng）楚的越（yuè）位规则，人工智能真（zhēn）的可（kě）以理（lǐ）解吗？事（shì）实上，对（duì）于（yú）人（rén）工智能来说（shuō），是否真正理解什么是越位并不重要，它要做（zuò）的只是对收集到的各类数据进（jìn）行对比、判断，进而得出客观结果。其系统的运（yùn）行路径可以拆分为两个关键（jiàn）步骤。首先（xiān），要（yào）确定进攻队员最后一脚传球的时间。这一方面主要（yào）依赖于（yú）本届卡塔尔世界杯的官方比赛用（yòng）球Al Rihla。其内置的惯（guàn）性测量单元（IMU）传感器在（zài）数个（gè）柔软支架的支撑下被（bèi）放置在（zài）了皮球内部的正中（zhōng）心，能够以每秒500次的（de）频（pín）率（lǜ）向（xiàng）决策（cè）中（zhōng）心（xīn）发送皮球（qiú）的运行数据（jù）。国际足联技术与创（chuàng）新总监约翰内斯·霍（huò）兹米勒表示，该传感器可以实时（shí）发送（sòng）皮球（qiú）在（zài）多方向运行上的加速度信息，系统将根据皮（pí）球加（jiā）速度的变化，自动判断出（chū）皮球离开进攻队员脚部（bù）的精准时（shí）间。

在最（zuì）为关键的画越位线环节，该系统主要依赖（lài）于布置在体育场屋顶（dǐng）下（xià）方的12个专用跟踪摄像头（tóu）。它们将运用视频动作捕捉技术，跟踪每个（gè）球员身体上的29个相（xiàng）关部位，形成29个数据点，以每秒50次的频率（lǜ），将包含位置、时（shí）间等信息的数据发（fā）送至决策中心。最后系统会将皮球传（chuán）回的时（shí）间信息和摄像（xiàng）头跟踪得到的球员肢体位（wèi）置信（xìn）息进行整合、计（jì）算，得出最终的结果（guǒ）。

虽然听起（qǐ）来有（yǒu）些（xiē）复杂（zá），但整（zhěng）个过程只需要（yào）3到4秒，裁（cái）判就可以得到（dào）一个由系统（tǒng）计算出的精确（què）结果。而如果最（zuì）终主裁判决定（dìng）采纳该结果，系统就会通（tōng）过运动员身体上29个（gè）数据点采（cǎi）集到的（de）数据（jù），借助3D人体姿态重建技术，自动（dòng）生成一段3D动画，该动画将（jiāng）以最佳视（shì）角详细（xì）画出（chū）越位线的位置以及（jí）越位球员在接球时身体各部（bù）位（wèi）的位置，并在体（tǐ）育场的巨型屏幕（mù）上及转（zhuǎn）播画面中播放，让球迷们看得“心服口服”。

既然人工智能如（rú）此强大（dà），那么是否（fǒu）能够直（zhí）接（jiē）取代主裁判（pàn）做出（chū）最终的越位判罚（fá）？国际足（zú）联裁（cái）判委（wěi）员会（huì）主（zhǔ）席（xí）皮耶路易（yì）吉·科（kē）里纳反复强调（diào），该（gāi）方案之所以命名（míng）为（wéi）“半自动越位判罚技术”，便是因为其只能为（wéi）主裁判提供是否越（yuè）位的参考结（jié）果，而无法做出（chū）最终判罚。艾堃也表示，在进行（háng）越位（wèi）判（pàn）罚时，助（zhù）理（lǐ）裁判员不（bú）仅要根据客观事实做出判（pàn）罚，在一些（xiē）特殊情况下，还（hái）需要其根据规（guī）则对比赛（sài）发生的（de）事实进行（háng）主观判断，“比如（rú）处在越位位（wèi）置的进攻队员虽然没（méi）有（yǒu）接（jiē）球，但其是否干扰了对方队员、是否（fǒu）参（cān）与了进（jìn）攻、有（yǒu）没（méi）有（yǒu）通（tōng）过移动来干扰对（duì）方队（duì）员处理（lǐ）球等（děng），这些判罚涉及到对于比赛的深入理解，机器暂时（shí）无法做出完全准确的（de）判断。”艾堃说。

AI技（jì）术已在多个（gè）体育项目中得到应（yīng）用

虽然目前该越位判（pàn）罚技术尚未在（zài）所有足球比赛中（zhōng）普及（jí），但与其采用相（xiàng）似的动作捕（bǔ）捉技术、3D人体姿态重建技术的人（rén）工智能系统（tǒng）已在多项（xiàng）体育赛事（shì）、训练（liàn）中广泛应用。在2021年进行的（de）东京奥运会上，中（zhōng）国（guó）跳水（shuǐ）“梦（mèng）之队”表现堪称完美，拿下7金5银的（de）优秀成（chéng）绩，人工智能教练便是幕后功臣之（zhī）一。

该（gāi）教练系（xì）统由中国国家跳水队与百度（dù）共同（tóng）推（tuī）出，是（shì）国内首个“3D+AI”跳（tiào）水（shuǐ）训练（liàn）系统。根据参与该项目的百度资（zī）深研（yán）发工程师卢飞翔博士介绍，该系统通过（guò）高速摄像机捕（bǔ）捉运动员自（zì）踏上跳（tiào）板至完（wán）全（quán）入水之间的2D高清（qīng）画面，随后通过大（dà）脑3D视觉技术以及（jí）深（shēn）度神经网络技（jì）术估算（suàn）出运动员的三（sān）维姿态，并获得每（měi）个关节的三维角度。随后再通（tōng）过（guò）人（rén）体（tǐ）三维重建技术（shù），将跳水全（quán）过（guò）程进行三维再现，在此基础上，还可（kě）以实现对跳水动作精准的（de）量化（huà）评估（gū），模（mó）拟裁判打分。

不只是辅助训练，人工（gōng）智能在体育赛事中的应用已经越来越多。在2021年2月举办的北京冬奥测试赛中，由（yóu）小冰公司研发的（de）人工智能裁判与教练系统（tǒng）“观君”便担任了空中技巧项目唯一的竞（jìng）赛裁（cái）判（pàn）。成功完成了个人预决赛、超级决（jué）赛、团体预决赛共44人（rén）次执裁（cái），获得了（le）国际雪（xuě）联、国家体育总局冬季运动（dòng）管理中心的一致认可，而这也是人类（lèi）历史上首次在无（wú）人工干预（yù）的（de）情（qíng）况下，由人工智能独立完成（chéng）大赛的执裁任务。

根据小冰（bīng）公司CEO李（lǐ）笛介绍（shào），“观君”解决了（le）运动员动作姿态识别难题，并（bìng）在训练（liàn）数（shù）据非常（cháng）稀（xī）少（shǎo）的情况下构建（jiàn）起了冰雪运动分析模型，能够对空中（zhōng）技（jì）巧（qiǎo）运动员的运动轨迹、身体姿态、出台角度（dù）、高远（yuǎn）度等多（duō）维度指标（biāo）进行分析（xī），学（xué）习、模拟国际大赛的裁（cái）判（pàn）打分（fèn）标准。对于这一系统的未来应用，李笛（dí）表示，目前所展示的技术往往是（shì）阶段性（xìng）的开始，他相信未来人工（gōng）智能在体（tǐ）育训练等方面的（de）应（yīng）用（yòng）将很（hěn）快普及到寻（xún）常百姓家。