به گزارش خبرنگار علم و فناوری ایسکانیوز؛ در جام جهانی ۲۰۲۶، داوران حاضر در زمین و مسئولان مستقر در اتاق داوری ویدئویی به مجموعه‌ای بی‌سابقه از فناوری‌ها دسترسی دارند تا در تشخیص پنالتی‌ها، آفسایدها و سایر تصمیمات حساس مسابقات از آنها کمک بگیرند.

پیشرفته‌ترین سامانه داوری تاریخ فیفا از هوش مصنوعی، اسکن سه‌بعدی بدن بازیکنان و توپ‌های مجهز به حسگر برای تصمیم‌گیری‌های لحظه‌ای استفاده می‌کند.

سامانه کمک‌داور ویدئویی (VAR) و فناوری آفساید نیمه‌ خودکار (SAOT) سال‌هاست در فوتبال مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما ساختار به‌کار گرفته ‌شده در جام جهانی امسال یکی از پیشرفته‌ترین نمونه‌های استفاده از فناوری داوری نه‌تنها در فوتبال، بلکه در کل ورزش حرفه‌ای جهان محسوب می‌شود.

در طول هر مسابقه، زمین بازی مملو از حسگرها، دوربین‌ها و نرم‌افزارهای جدید بینایی ماشین است. یکی از مهم‌ترین نوآوری‌های امسال استفاده از «دوقلوهای دیجیتالی» بازیکنان است. بدن تمام فوتبالیست‌های حاضر در جام جهانی به ‌طور کامل اسکن شده و نسخه‌ای دیجیتال از آنها ساخته شده است. این مدل دیجیتال که با دقتی بسیار بالا قد، طول اندام‌ها و حتی اندازه کفش بازیکن را بازسازی می‌کند، می‌تواند در شبیه‌سازی مجازی مسابقه قرار گیرد تا موقعیت دقیق بازیکن نسبت به توپ، خطوط زمین و سایر بازیکنان مشخص شود. داوران با اتکا به این داده‌ها می‌توانند تخلفات را دقیق‌تر تشخیص دهند، درباره پنالتی‌ها تصمیم بگیرند و خطاهای انسانی را کاهش دهند.

انسان هنوز از چرخه داوری حذف نشده است

اگرچه این سامانه‌ها قادرند صحنه‌ها را بسیار دقیق‌تر از چشم انسان بررسی کنند، اما داوران همچنان نقش اصلی را بر عهده دارند. با این حال، زمانی که داوران اشتباه کنند ــ اتفاقی که از دید هواداران اجتناب‌ناپذیر است ــ فناوری می‌تواند برای اصلاح خطاها وارد عمل شود و تصمیمات ذهنی را با داده‌های عینی جایگزین کند.

این سامانه‌ها عمدتاً برای اصلاح اشتباهات بزرگ طراحی شده‌اند؛ برای مثال بررسی اینکه آیا بازیکنی در صحنه منجر به گل در آفساید قرار داشته یا خیر. با این حال، تیم‌ها می‌توانند درخواست بازبینی صحنه‌های کم‌اهمیت‌تر را نیز مطرح کنند.

همین موضوع این پرسش را ایجاد می‌کند که ارزش واقعی این فناوری در کجاست؛ آیا در حذف اشتباهات سرنوشت‌ساز یا در تشخیص اختلاف‌هایی به اندازه چند سانتی‌متر؟

موضع فیفا و دیگر نهادهای بین‌المللی فوتبال روشن است: حذف اشتباهات بزرگ مهم است، اما همان چند سانتی‌متر نیز اهمیت دارد.

توپ جدید

بخش‌هایی از فناوری جام جهانی ۲۰۲۶ مشابه نسخه ۲۰۲۲ است، اما ارتقاهای مهمی را تجربه کرده است. شرکت هاک‌آی (Hawk-Eye) همچنان مسئول رهگیری اپتیکی بازیکنان است. سامانه بینایی رایانه‌ای این شرکت در هر لحظه بیش از ۲۴ نقطه اسکلتی بدن هر بازیکن را ردیابی می‌کند. این سامانه اکنون به جای ۱۲ دوربین مورد استفاده در جام جهانی ۲۰۲۲، از ۱۶ دوربین فوق ‌دقیق بهره می‌برد. همچون دوره قبل، داده‌های تصویری با اطلاعات دریافتی از حسگرهای تعبیه‌شده در داخل توپ ترکیب می‌شوند.

شرکت Kinexon که در حوزه تجهیزات پوشیدنی ورزشی فعالیت می‌کند، مغز دیجیتالی توپ مسابقات را تأمین کرده است.

توپ جدید به سامانه موقعیت‌یابی فوق‌ پهن‌باند (Ultra-Wideband) و مجموعه حسگرهای IMU مجهز است؛ حسگرهایی که شامل شتاب‌سنج و ژیروسکوپ می‌شوند. ژیروسکوپ نقش مهمی در اندازه‌گیری چرخش توپ دارد.

این سامانه موقعیت دقیق توپ و هرگونه لمس آن را با نرخ ۵۰۰ بار در ثانیه ثبت می‌کند؛ نرخی بسیار بالاتر از تصاویر ویدئویی معمول.

در نسخه ۲۰۲۲، حسگر در مرکز توپ و به کمک ساختاری شبیه بند معلق نگه داشته می‌شد. اما در نسخه جدید، آدیداس محفظه‌ای کوچک در دیواره داخلی توپ طراحی کرده که حسگر در آن قرار می‌گیرد.

به گفته ماکسیمیلیان اشمیت، هم‌بنیان‌گذار Kinexon، این روش جدید بسیار پایدارتر است و احتمال آسیب‌دیدگی یا جابه‌جایی حسگر را کاهش می‌دهد.

از آنجا که قرار گرفتن حسگر در یک سمت توپ می‌تواند تعادل آن را بر هم بزند، مهندسان ناچار شدند سامانه را به دقت کالیبره کنند تا توپ هنگام حرکت یا ضربه زدن دچار لرزش یا انحراف نشود.

دوقلوهای دیجیتال؛ گام بعدی داوری

پیش از آغاز مسابقات، تمامی بازیکنان جام جهانی توسط شریک فناوری فیفا یعنی لنوو تحت اسکن سه‌بعدی ۳۶۰ درجه قرار گرفتند. این اسکن‌ها وارد سامانه هاک‌آی شده و جایگزین آواتارهای عمومی و ساده‌ای شده‌اند که در گذشته برای تصمیمات VAR مورد استفاده قرار می‌گرفتند.

به گفته آرت هو، مدیر ارشد نوآوری لنوو، این اسکن‌ها شکل بدن، حجم عضلات و حتی اندازه کفش بازیکنان را با دقتی بین یک تا ۲ میلی‌متر ثبت می‌کنند.

او می‌گوید: این سطح از دقت دست‌کم یک مرتبه بزرگی بهتر از آواتارهای معمولی است.

چالش اصلی این فناوری آن است که اسکن بازیکن در حالت ایستاده انجام می‌شود، اما باید بتواند همان مدل را هنگام دویدن، پریدن یا تکل زدن نیز با داده‌های حرکتی هاک‌آی تطبیق دهد. این فرایند به توان پردازشی عظیم و الگوریتم‌های بسیار پیچیده نیاز دارد.

فیفا این فناوری را پیش از جام جهانی در جام جهانی باشگاه‌ها، جام بین‌قاره‌ای ۲۰۲۵ و چندین تورنمنت رده‌های پایه آزمایش کرده است.

کمک داور هوشمندتر از همیشه

نسخه‌های قبلی دوقلوی دیجیتالی تنها در بررسی صحنه‌های منتهی به گل یا پنالتی کاربرد داشتند. اما نسخه جدید می‌تواند در بازبینی کارت قرمزها و حتی تشخیص مواردی که داور به اشتباه بازیکن دیگری را جریمه کرده نیز مورد استفاده قرار گیرد.

همچنین در صورتی که سامانه خطایی را در اعلام کرنر تشخیص دهد، می‌تواند بدون ایجاد وقفه در بازی، از طریق هدست داور را مطلع کند.

همچنین برای نخستین بار، دوربین‌های نصب‌شده روی بدن داوران در تمامی ۱۰۴ مسابقه مورد استفاده قرار خواهند گرفت و تصاویر مسابقه را از زاویه دید داور به نمایش خواهند گذاشت.

نگاه از چشم دروازه‌بان

یکی از جذاب‌ترین قابلیت‌های دوقلوی دیجیتالی، نمای موسوم به «دید سه‌بعدی دروازه‌بان» است. این ابزار می‌تواند صحنه را از زاویه دید دروازه‌بان بازسازی کند و مشخص سازد آیا بازیکنی که در موقعیت آفساید قرار داشته، در دید یا عملکرد دروازه‌بان اختلال ایجاد کرده است یا خیر. تشخیص چنین مواردی سال‌ها یکی از دشوارترین بخش‌های داوری فوتبال بوده است.

سگ‌های رباتیک برای تأمین امنیت

یکی از عجیب‌ترین فناوری‌های جام جهانی ۲۰۲۶ به زمین مسابقه مربوط نمی‌شود، بلکه به امنیت اطراف ورزشگاه‌ها ارتباط دارد. پلیس مکزیک برای تأمین امنیت مسابقات از سگ‌های رباتیک چهارپا استفاده خواهد کرد.

این ربات‌ها می‌توانند وارد مناطق پرخطر شوند و تصاویر زنده را برای نیروهای امنیتی ارسال کنند تا پیش از ورود مأموران، وضعیت محل بررسی شود. شورای شهر گوادالوپه در منطقه مونتری این ربات‌ها را با هزینه‌ای حدود ۱۴۵ هزار دلار خریداری کرده است.

هکتور گارسیا، شهردار گوادالوپه، می‌گوید این ربات‌ها در صورت بروز هرگونه درگیری یا وضعیت خطرناک به کار گرفته خواهند شد.

به گفته او، هدف از استفاده از سگ‌های رباتیک حمایت از نیروهای پلیس در مداخلات اولیه و حفاظت از امنیت فیزیکی مأموران است.

نسل جدید فناوری آفساید نیمه ‌خودکار

یکی از بزرگ‌ترین گلایه‌های هواداران در سال‌های اخیر، تأخیر در اعلام آفساید بوده است. فیفا امیدوار است با نسخه جدید فناوری آفساید نیمه‌ خودکار این مشکل تا حد زیادی برطرف شود. نسخه قبلی این فناوری تنها زمانی به داور هشدار می‌داد که بازیکن بیش از ۵۰ سانتی‌متر در موقعیت آفساید قرار گرفته باشد. اما در نسخه جدید، این آستانه به ۱۰ سانتی‌متر کاهش یافته است.

یوهانس هولتسمولر، مدیر نوآوری فیفا، معتقد است ارتقای دقت سامانه جدید باعث می‌شود تصمیمات حتی در ظریف‌ترین صحنه‌ها نیز صحیح‌تر باشند.

او می‌گوید: حتی اگر فقط نوک یک انگشت پا در آفساید باشد، سیستم می‌تواند آن را تشخیص دهد.

داوران اکنون هشدارهای صوتی را مستقیماً در گوشی ارتباطی خود دریافت می‌کنند و دیگر لازم نیست منتظر انتقال پیام از اتاق VAR بمانند. با این حال این فناوری همچنان محدودیت‌هایی دارد.

سیستم تنها قادر به تشخیص آفسایدهای موقعیتی است و نمی‌تواند درباره موارد تفسیری تصمیم بگیرد؛ برای مثال تشخیص اینکه آیا بازیکن در روند بازی دخالت کرده یا خیر، همچنان بر عهده داوران خواهد بود.

همچنین در شرایطی که بازیکنان روی زمین افتاده باشند یا بدن آنها بیش از حد به یکدیگر نزدیک باشد، عملکرد سامانه ممکن است با دشواری مواجه شود.

با وجود این محدودیت‌ها، فیفا معتقد است این فناوری باعث کاهش وقفه‌های غیرضروری، کاهش خطر مصدومیت ناشی از ادامه بی‌دلیل بازی و افزایش رضایت بازیکنان و تماشاگران خواهد شد.

نقش‌آفرینی علم در جام جهانی

نیچر در گزارشی اعلام کرد: مجموعه فناوری‌ها نشان می‌دهد جام جهانی ۲۰۲۶ تنها یک تورنمنت فوتبالی نیست؛ بلکه به آزمایشگاهی بزرگ برای ترکیب ورزش، داده‌های عظیم، هوش مصنوعی، رباتیک و فناوری‌های پیشرفته تبدیل شده است.

از توپ‌های مجهز به حسگر و آواتارهای دیجیتالی گرفته تا داوری هوشمند و سگ‌های رباتیک، تقریباً هیچ بخش از این مسابقات از تأثیر فناوری در امان نمانده است.

جام جهانی فوتبال ۲۰۲۶ فیفا امروز در ورزشگاهی در مکزیکوسیتی آغاز می‌شود؛ رقابت‌هایی که می‌تواند فناورانه‌ترین دوره این تورنمنت تا به امروز باشد. همه تیم‌ها به یک ابزار هوش مصنوعی دسترسی خواهند داشت که می‌تواند حرکات بازیکنان را تحلیل کند و آواتارهای دیجیتالی بازیکنان که بر پایه اسکن بدن آنها ساخته شده‌اند، به داوران کمک خواهند کرد تا صحنه‌های مسابقه را مدل‌سازی کرده و تخلفات را دقیق‌تر تشخیص دهند.

برای درک نقش علم در بزرگ‌ترین رویداد فوتبال جهان و آشنایی با مسیر آینده این حوزه، مجله نیچر با فرانکو ایمپلریزری، سردبیر نشریه «علم و پزشکی در ورزش» گفت‌وگو کرده است. این نشریه پژوهش‌های مرتبط با انواع فوتبال، از جمله فوتبال، فوتبال آمریکایی و راگبی را منتشر می‌کند.

ایمپلریزری که دانشمند علوم ورزشی در دانشگاه فناوری سیدنی است، زمانی عضو تیم ملی تکواندوی ایتالیا بوده است. با این حال، به فوتبال علاقه ویژه‌ای دارد. او می‌گوید: من ایتالیایی هستم و فوتبال بخشی از فرهنگ ماست. او همچنین در پروژه‌های پژوهشی با سازمان‌های فوتبالی از جمله فیفا و چند باشگاه مطرح همکاری داشته است.

به گفته او، ظهور هوش مصنوعی باعث افزایش چشمگیر حجم پژوهش‌های فوتبال شده است؛ موضوعی که از تعداد مقالات ارسالی به نشریه‌اش کاملاً مشهود است. با این حال هشدار می‌دهد که تا زمانی که دانشمندان راه مناسبی برای مدیریت این سیل داده‌ها پیدا نکنند، افزایش کمّیت لزوماً به معنای افزایش مشابه در کیفیت نخواهد بود.

امروزه بیشتر باشگاه‌ها و تیم‌های ملی دارای متخصصان علوم ورزشی هستند که معمولاً مسئول جمع‌آوری و تحلیل داده‌ها هستند.

حتی اگر در ساختار رسمی یک تیم جایگاه مشخصی برای پژوهش وجود نداشته باشد، حضور اعضای کادر فنی با پیشینه علمی امری عادی است. برخی باشگاه‌ها حتی واحدهای تخصصی علوم داده تأسیس کرده‌اند.

او می‌گوید: حضور دانشجویان دکتری در تیم‌ها نیز بسیار رایج شده است. این دانشجویان ضمن انجام پژوهش، از نزدیک با چالش‌های روزمره تیم آشنا می‌شوند و همین موضوع به آنها کمک می‌کند تحقیقات کاربردی‌تر و نزدیک‌تری به نیازهای واقعی فوتبال انجام دهند.

هیجان‌انگیزترین حوزه‌های پژوهشی فوتبال

ایمپلریزری می‌گوید می‌تواند درباره موضوعات داغ فعلی صحبت کند، هرچند «داغ بودن» لزوماً به معنای هیجان‌انگیز یا آینده‌دار بودن نیست. به گفته او، ادغام هوش مصنوعی در فرآیند تصمیم‌گیری، استفاده از ابزارهای پوشیدنی برای جمع‌آوری اطلاعات بازیکنان و تحلیل‌های داده‌محور ورزشی از مهم‌ترین حوزه‌های نوظهور هستند.

در عین حال، تحقیقات مربوط به مدیریت بار تمرینی نیز همچنان ادامه دارد. این حوزه به بررسی تأثیر فشارهای ناشی از تمرین و مسابقه بر سلامت بازیکنان می‌پردازد.

او معتقد است فناوری با سرعت زیادی در حال پیشرفت است، اما چالش اصلی درک نحوه استفاده عملی از حجم عظیم اطلاعات تولیدشده است. برای مثال، در مقایسه با ۲۰ سال پیش، جمع‌آوری داده‌ها از طریق ابزارهای پوشیدنی بسیار آسان‌تر شده است، اما تفسیر صحیح این داده‌ها همچنان کار ساده‌ای نیست.

مهم‌ترین پرسش آینده پژوهش‌های فوتبال

به گفته ایمپلریزری، پرسش‌های فراوانی وجود دارد، اما یکی از مهم‌ترین آنها این است که هنوز مدل‌های پیش‌بینی معتبر و تأیید شده‌ای برای ارزیابی خطر آسیب‌دیدگی بازیکنان در اختیار نداریم. چنین مدل‌هایی می‌توانند با استفاده از داده‌های یک بازیکن، احتمال مصدومیت او را تخمین بزنند.

او به پژوهشی اشاره می‌کند که چند سال پیش توسط گرت بولاک از دانشکده پزشکی دانشگاه ویک فارست و گروهی از همکارانش انجام شد. نتایج آن مطالعه نشان داد هیچ‌یک از مدل‌های پیش‌بینی خطر آسیب‌دیدگی که در ادبیات پزشکی ورزشی ارائه شده‌اند، حداقل استانداردهای کیفی لازم برای استفاده عملی و توصیه به تیم‌ها را ندارند.

انتهای پیام/