相信不少球迷最近都沒少熬夜看球。今天咱們就來聊聊本屆世界杯里的新玩意兒、新科技。

我們把這些世界杯上的新科技?xì)w為兩類：視覺輔助一類，數(shù)據(jù)驅(qū)動一類。我們先聊視覺輔助、再聊數(shù)據(jù)驅(qū)動，最后再看看在大數(shù)據(jù)喂養(yǎng)下的機器學(xué)習(xí)“神算子”，算出的本次世界杯冠軍到底是誰？

視覺助理裁判

視頻助理裁判（Video Assisted Referees，簡稱 VAR）可能是今年世界杯最令人興奮的部分了！VAR 將在今年的比賽中首次作為裁判的附加助手使用。VAR 技術(shù)由一組位于遠(yuǎn)程視頻室的助理人員組成，他們將利用視頻技術(shù)幫主裁判做決定。

說起這些視頻助理裁判，還真是挺 “大牌”，他們只用在可能會決定一場球賽勝負(fù)的關(guān)鍵時刻，比如進沒進球、要不要紅牌罰下之類的。

首先由裁判決定需不需要用 VAR，如果裁判覺得有用 VAR 的必要，VAR 遠(yuǎn)程協(xié)助小組會在場外幕后播放錄像，然后會把結(jié)果通過裁判戴的耳麥傳給裁判。此時裁判有兩種選擇：如果選擇全盤相信 VAR，裁判就直接做決定；如果裁判仍然存疑，則可以自己在球場邊再看一遍錄像，然后再做決定。

本屆世界杯上 VAR 出盡風(fēng)頭、屢屢發(fā)威，尤其 6月 22 號巴西對哥斯達黎加的那場比賽，VAR 更是對比賽得分造成了決定性的影響：在主裁判判罰點球后，根據(jù)觀看 VAR 回放，主裁判又將點球取消 —— 這在世界杯可是史無前例！

巴西名將內(nèi)馬爾當(dāng)時正在嘗試踩球過人，遇到哥斯達黎加中衛(wèi)岡薩雷斯的防守后，兩人發(fā)生身體接觸，內(nèi)馬爾慘叫一聲，四腳朝天倒在禁區(qū)內(nèi)動不了了，主裁判因此第一時間判罰點球。

沒想到哥斯達黎加球員強烈抗議，主裁判只好走到場邊看視頻回放。然后沒想到的一幕發(fā)生了：回到場內(nèi)后，裁判宣布取消此前的點球判罰！

這是遠(yuǎn)鏡頭，的確看不太清：

喏，這是正面鏡頭，你自己判斷到底哥斯達黎加球員的手到底碰沒碰到內(nèi)馬爾的球衣、內(nèi)馬爾有沒有必要慘叫倒下。

放錯了，這個才是：

這可真是人在做，VAR 在看。如果早幾十年有 VAR，不知道 1986 年阿根廷對陣英格蘭的 “上帝之手”、2002 年韓國世界杯韓國對陣西班牙等比賽的歷史，是否會被改寫。

那么，VAR 是怎么得到這些圖像的呢？這要得益于分布全場的33個攝像頭：

VAR 的鷹眼系統(tǒng)由英國 Roke Manor Research Limited 研發(fā)。33 臺廣播攝像機里，有 8 臺是慢動作攝像機，還有 4 臺是超慢動作攝像機。但其實我們看的球賽直播只是 33 臺攝像機里的 31 臺播的畫面，剩下 2 臺是 VAR 的專屬攝像機，只有 VAR 能看到里面的內(nèi)容。在淘汰賽階段，每個球門的后面會再安裝兩個超慢動作攝像機，這也是只有 VAR 團隊才能看的。

有意思的是，根據(jù)國際足聯(lián)規(guī)定，慢動作攝像機主要用于關(guān)于客觀的事實情況的糾紛，比如到底手打到哪兒了；而主觀判斷 —— 比如一個動作到底有多犯規(guī)、或者一個手球是不是故意的 —— 則只能用正常速度的攝像機。

說完了視覺助理，我們現(xiàn)在來說說本屆世界杯的另一個新趨勢：數(shù)據(jù)驅(qū)動。

電子體能跟蹤器

電子體能跟蹤器，又叫 EPTS（Electronic Performance and Tracking Systems）。它能跟蹤每名球員的位置、足球的位置，還能和加速度計、心跳監(jiān)控器等微機電設(shè)備一起，盡可能全方位地收集每位球員的體能信息。收集到的信息通過專門的渠道和設(shè)備，發(fā)給每支球隊的技術(shù)人員和隊醫(yī)，用以做決策。

這個跟蹤器放在什么位置比較好呢？有三種選擇，各有利弊：

裝在球場高處| 好處是能縱觀全局、不會影響球員，而且收集的數(shù)據(jù)很全面；壞處是有時容易被遮擋物擋住視線，而且組裝時間略長；

裝在緊鄰球場的周圍 | 比如裝在球門附近、球場邊沿的白線附近。這種方法收集的數(shù)據(jù)更全面、更精確，但缺陷是它位置固定，比較死板。

裝在球員身上 | 或者也可以把 GPS 芯片裝附著在球衣上。這么做的好處是安裝時間短、而且不像前兩種需要專人操作，很方便，GPS 芯片把收集到的數(shù)據(jù)發(fā)到衛(wèi)星上即可。壞處是比賽時其可能對球員產(chǎn)生干擾。

收集這些數(shù)據(jù)，主要是為了分析球員的表現(xiàn)和體能。有了這兩個數(shù)據(jù)，教練和隊醫(yī)在做 “要不要改變陣型” 或 “要不要把誰換下來、讓替補隊員上” 之類的重要決定時就不用靠猜的了。不僅如此，電子體能追蹤器還能提高效率、減少球員因體力不支而可能產(chǎn)生的傷病。

雖然美國國家隊今年沒有資格參加本次比賽，但美國足球聯(lián)合會已經(jīng)著手為 2022 年卡塔爾世界杯做準(zhǔn)備了（巧了！我們中國男足也在為 2022 年卡塔爾世界杯做準(zhǔn)備）。

美國足球最近與 GPS 跟蹤設(shè)備公司 STATSports 簽署了價值 15 億美元的協(xié)議，以監(jiān)測其 400 萬注冊足球運動員。從青年聯(lián)賽到國家隊，這些球員將用 APEX 運動監(jiān)控設(shè)備，這個設(shè)備能追蹤一名球員的各種數(shù)據(jù)：跑步距離、速度、加速度、減速度、負(fù)荷和心率等等。

美國能在訓(xùn)練時用這些設(shè)備，但不知道這對那些在貧困地區(qū)塵土飛揚的小路上踢著礦泉水瓶、懷著足球夢的小孩來說，卻未必是個好消息。先進設(shè)備固然能大大提升一支球隊的表現(xiàn)，但它有可能也讓那些來自經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)的球隊更不容易出頭。畢竟不論更先進的 VR 技術(shù)、還是強大的數(shù)據(jù)分析，都需要經(jīng)濟和技術(shù)實力做支撐。

通過收集、分析某位球員的數(shù)據(jù)，我們能對其體能、技巧等有更細(xì)節(jié)的了解。但要說起對數(shù)據(jù)的應(yīng)用，比起只有教練、專業(yè)人士才關(guān)心的技術(shù)分析，更能挑動人神經(jīng)的恐怕是預(yù)測比賽結(jié)果。

機器學(xué)習(xí)預(yù)測的比賽結(jié)果，

能比章魚準(zhǔn)嗎？

一直以來為了預(yù)測比賽結(jié)果，我們可沒少費心思。從 14 場比賽正確預(yù)測 12 場的章魚保羅：

到指誰誰害怕的貝利 “烏鴉嘴”：

但說到底，這些所謂 “預(yù)測” 幾乎就是猜。在機器學(xué)習(xí)技術(shù)迅速發(fā)展的今天，用機器學(xué)習(xí)預(yù)測世界杯結(jié)果會不會更準(zhǔn)確些呢？

《麻省理工科技評論》報道，如果我們用最近幾年研發(fā)的機器學(xué)習(xí)技術(shù)預(yù)測世界杯結(jié)果，就很有可能比主要靠猜的傳統(tǒng)預(yù)測更準(zhǔn)確！

科學(xué)家們用來預(yù)測本屆世界杯比賽結(jié)果的方法叫 “隨機森林方法”（Random Forest approach）。就像樹從主干到最末端的小樹枝一遍一遍地一分二一樣，如果說最終的比賽結(jié)果是樹最頂端的一顆小樹枝，那么樹木的每次分叉就對應(yīng)著一個關(guān)鍵節(jié)點（比賽誰輸誰贏），而通過參考一組訓(xùn)練數(shù)據(jù)，機器學(xué)習(xí)能估計每個分支的潛在發(fā)生概率，以 “預(yù)測” 出本屆世界杯最終獲勝的球隊。

大多數(shù) “決策樹” 在后期都會因為不可靠因素過多而影響決策模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性，這些決策由于不一致和分散的訓(xùn)練數(shù)據(jù)（training data）而失真，這種現(xiàn)象叫做 “過度擬合”（overfitting）。而 “隨機森林方法” 則通過多次計算隨機分支的結(jié)果來盡量讓結(jié)果準(zhǔn)確。“隨機森林方法” 取多次隨機決策樹的平均值，以此繞過 “過度擬合”。

在這個研究 “到底誰能獲勝” 的模型里，有些考量的因素是我們能想到的，比如該球隊在國際足聯(lián)排名、球員平均年齡、球隊里有多少名球員在冠軍聯(lián)賽踢球等因素。

除了這些明顯對預(yù)測結(jié)果有幫助的因素，這個模型還包含了一些看似無關(guān)緊要的因素，比如國家人口、國內(nèi)生產(chǎn)總值、甚至包括執(zhí)教教練的國籍。

該團隊模擬了足足 10 萬次足球比賽，并根據(jù) 2002 年到 2014 年之前所有比賽的成績（數(shù)據(jù)可以說是很充分了），使用了三種不同的建模方法。

用這種方式預(yù)測出來的本屆世界杯冠軍是...

西！班！牙！

根據(jù)預(yù)測結(jié)果，西班牙奪冠的概率是 17.8%。如果說這個概率還不是很 “自信” 的話，這個預(yù)測說西班牙能沖進四強的概率則高出不少，足足有 73%！可以說是相當(dāng)有信心了。

而這個研究對衛(wèi)冕冠軍德國隊的預(yù)測是：

“能不能闖出小組賽難說，但如果小組賽沒被淘汰，德國隊進四強的幾率高達 58%?！?/strong>

這讓小探想起一周前墨西哥 1-0 擊敗德國時，不論中外媒體幾乎都用了 “爆冷” 這個詞，這個結(jié)果倒是在一定程度上證明了這項研究有一定的準(zhǔn)確性。

好在今天凌晨在德國隊 - 瑞典的比賽中，德國戰(zhàn)車終于發(fā)威 2-1 擊敗瑞典！這才是德國戰(zhàn)車的精神！??！德國球迷的心情終于也陰轉(zhuǎn)晴。

輸給墨西哥的德國：

贏了瑞典：

不過按照這種方法計算，中國男足來自一個人口眾多的國家（加分）、中國 GDP 也全球第二（加分），但連世界杯的門兒都摸不到... 難道這種模型不適用于中國男足？

當(dāng)然，或許是中國男足的世界排名太低了，拉了這項預(yù)測的后腿。中國男足全球排名低到什么程度了呢？這么說吧，下次你再抱怨網(wǎng)速太慢的時候請牢牢記住，我們的網(wǎng)速世界排名都比國足要高。

話說回來，如果機器學(xué)習(xí)的預(yù)測方法在此次世界杯上被證明很準(zhǔn)確的話，恐怕會對賭球行業(yè)產(chǎn)生重大影響。我們奉勸大家一句：享受比賽、愛惜錢包...

說了這么多，本屆世界杯你最看好哪支球隊奪冠？歡迎留言討論！

阿根廷：你們聊你們的，別管我...

本文轉(zhuǎn)載自公眾號：硅谷密探，本文版權(quán)歸原作者所有。