当2024年欧洲杯于明日凌晨3点拉开大幕时，AI的“全视眼”将全程专注于这一赛事，即使是最狂热的球迷，也不会如此地专注于每一场比赛。由于最新的视频辅助裁判（VAR）技术，裁判将能够跟踪球和球员的任何轻微移动。
所谓的VAR，指的是使用摄像头、传感器和AI来帮助裁判做出决定。但自2016年推出以来，VAR一直在球迷中引发热议。
由于裁判应用这项技术的方式不一致，有时他们做出决定所需的时间也不一致，这引发了人们的不满。上周，英超联赛甚至就是否完全废除VAR进行了投票。最终，各俱乐部以19比1的投票结果支持保留VAR，但反对派强调了改进的必要性。
升级后的半自动版本VAR，融合了更先进的AI和嵌入球中的实时位置跟踪芯片，在2022年卡塔尔世界杯的一场重大全球赛事中首次使用，而2024年欧洲杯将采用最新的迭代版本。
对此，林奇堡弗吉尼亚大学（University of Lynchburg）的运动物理学家John Eric Goff接受了媒体采访，对这项技术的工作原理进行了详细说明，并对其未来应用前景进行了展望。
AI是如何观看足球比赛的？
在球场上听到AI，给人的感觉就是一些有感知的东西与人类一同工作。但这些算法和机器，能够快速处理裁判无法访问的大量数据。在足球场上方，放置在整个体育场的屋顶下的10个摄像头可以看到每个球员身体上的29个位置。因此，22名球员在球场上，共有超过600个点在运动。每秒50次，这些数据将被输入计算机。所有这些不同的摄像头基本上都可以实时告诉你：球员在球场上的位置，球在哪里，球的移动速度，球员和他们的身体部位的移动。
球本身能提供什么信息？
如果你切开球并向里面看，你会看到这个位于中心的小传感器，通过导线连接到外壳上。这个小型惯性测量装置会记录球的位置及其运动。它以500赫兹的速度传输数据，比体育场使用的摄像头快10倍。该数据可以与摄像机渲染相结合，以跟踪球相对于球员身体的位置。球员踢球或用手接球后，当球收到脉冲时，内置的芯片可以确定准确的接触时间和接触点。这对于决定进球或手球的判罚至关重要。
上届世界杯上有一个著名的案例，那就是克里斯蒂亚诺·罗纳尔多（Cristiano Ronaldo）为葡萄牙队“打进”的一个球。看起来他在球门附近得到了一个头球，但芯片显示，球实际上并没有接触到他的头部，所以进球被判给了他的队友。
所有这些数据对裁判有什么用处？
一个主要的应用是检测违反越位规则的情况（即半自动越位）。AI可以将它为每个球员收集的29个点的数据以3D形式呈现。利用这些数据，再根据骨骼结构的算法，它可以填满球员这29分点之外的身体状态，以精确展示足球与球员的位置状况。这样，就可以查看给定的身体部位所处的位置，以判断是否越位。
对于决定进球与否的球门线技术来说，可能会出现球被守门员抱在怀里，摄像机看不到的情况。但如果你知道球的位置，球的3D状态就可以在电脑上渲染出来，从而计算出它是否越过了线。
AI可以快速做出这些决定，这样裁判就可以知道球员是否越位，或者这是进球还是没有进球。相比之下，旧技术平均需要大约70秒才能返回计算机生成的越位判定。而现在预计不到半分钟，所以裁判将能够更快地做出这些判罚。
内置芯片会影响球的空气动力学行为吗？
不会的。它位于球的中心位置，而连接到外壳的导线也不会导致实质性的质量不对称。至于重量，比赛规则规定，比赛开始时球的重量在410-450克左右。而芯片本身的重量约为14克，可以忽略不计。另外，球在被放到球场上比赛之前，在速度超过90公里/小时的情况下，已经经过了良好的踢球和压力测试。
这项技术的误差幅度是多少？
这涉及到一个覆盖范围的问题：有足够的摄像头吗？每台相机的视野是否足够宽，可以记录下每一个动作的点滴？即使是用来进行渲染的算法也会有一些错误；29个点并不是身体上的每一个点，所以会有一个与形成身体的3D渲染相关的错误。但这些都是非常小的误差，不到0.5厘米。
VAR如何改变裁判的角色？
对于这种‘半自动’技术，重要的还是‘半’，最终还需要人类来决定。AI无法决定的一件事是：球员的意图。如果球员的手碰到球，它就会告诉裁判球被碰到了，但它可能无法确定是否有意为之。因此也有一些时候，裁判可以查看重放，并确定球员是否存在恶意意图，这将有助于确定黄牌或红牌。当然，这仍然是主观的，球迷们总是会对此争论不休。
裁判的未来会是什么样子，会不会是全自动化的？
我们离机器人裁判还差得远。犯规、黄牌或红牌等事情，仍需要人类做出决定。至于未来，人们也听到了一些有趣的想法，涉及虚拟现实（VR）隐形眼镜，裁判可以使用它来实时显示AI提供的那些数据。计算能力越强，获得的数据就越多，渲染的速度也就越快。