科技有狠活|足球是门玄学吗?对不起,它是科学

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封面新闻 2022-12-21 19:36 64800

封面新闻记者 张峥

足球是玄学吗?

在手撕了多篇前稿后,作为球盲的小编终于在不断的“天问”中,通过一番在线课程、论文阅读、知情人士科普后,顿悟出一个道理:看不懂球是正常的,因为足球是科学。

如果,你跟小编一样,一众球迷疯狂尖叫你却一脸懵逼,看不懂绿茵场上是谁在带球跑,看不懂各种炫技,搞不懂裁判吹哨是啥原因,那么我们可以试着升维打击,用高深的数学建模、流体力学、统计学、大数据分析来科学地分析足球这种高智商运动。

首先,引入一段影片

点球成金

说到运动科学,有一部片子绕不过,那就是布拉德•皮特主演的奥斯卡提名片《点球成金》。《点球成金》记录了真实事件,该片改编自《魔球:逆境中致胜的智慧》。奥克兰运动家棒球队面临经费少,物资缺乏、人员不济的三重困境,为了扭转局面,总经理比利•比恩(Billy Beane)和他的朋友彼得•布兰德,怪招频出,运用赛博计量法,依靠球员数据,创新重组球队,获得史诗级20连胜。Billy Beane采用的分析方法叫赛伯计量学——一项通过记录棒球比赛的各项统计数据,对比赛和球员进行分析、评价和预测的学科,并得出了一个结论:拥有更高上垒率的队伍更有可能得分,从而更有可能取得胜利。

赛博计量学(sabermetrics 音译)。赛伯计量学词取自美国棒球研究协会(Society for American Baseball Research)的首字母缩写,由棒球历史学家、统计学家和作家比尔•詹姆斯首创。

所以,即使你对踢球一窍不通,你也可以用你的数理知识来操控一场激动人心的赛事,让自己身临其境地参与到决胜千里之外的球场中,是不是有被爽到?

下面,进入正题

让我们一起揭秘科学足球

数据分析

在本届卡塔尔世界杯上,球员会以一种“更讲证据”的方式来向教练展示自己在场上的价值。比赛结束后几分钟之内,赛事主办方就会给每位球员发送一份他们在场上表现的详细分析。前锋可以看到他们的跑动次数和被漏防的次数。后卫则能看到他们在对方持球时进行了多少次干扰。如今,数据分析能为球场内外的所有一切提供指导,从球员转会、训练强度,到制定针对性战术、给出球场上的实时最佳传球线路等等。

以前,每个球员在球场上的进球、失球、传球数据都由人工进行记录,现在,这项工作由人工智能AI取代,现场的高速摄像机会记录下场内主要事件,包括带球、传球和抢断,通过数据转码、汇总、生成统计资料,交由教练团队进行战术决策。同时,可穿戴背心和手环能感知运动,利用GPS追踪位置,还能计算每只脚的射门次数。为了理解这些信息,大多数顶级球队都会雇用数据分析师,包括从微软和日内瓦近郊欧洲粒子物理实验室(CERN)等计算应用巨头挖来的数学家、数据科学家和物理学家。

“大数据开创了足球的新时代,”科隆德国体育学院的体育科学家Daniel Memmert说,“它改变了球队的战术思想、行为、分析对手的方式以及培养人才和发掘球员的方法。”

利物浦足球俱乐部的数据团队包括曾在CERN和剑桥大学供职的物理学家,他们构建了一套模型,专门评估球员在场上的行动是否更可能导致进球。里斯本大学的体育科学家在和西甲巨头巴塞罗那俱乐部合作期间,发表了一篇分析文章,研究不同类型的传球在场上有多长的机会窗口。

传球网络

球赛中最常听到的数字就是控球率,大多数情况下控球多的被认为是强队,所谓控球,就是足球在同一队的队友之间传递,由此便产生了传球网络。2019年9月 Scientific Reports 上发表的一篇论文,该研究对巴萨10-11赛季比赛的传球网络进行了可视化:代表球员的点越大,参与传球次数越多;连边越粗,说明两人间传球配合越密切。

巴萨队的传球网络的可视化图

足球与科学 

那么国内对科学足球的研究又是如何呢?

70余岁高龄仍然活跃在绿茵场上,清华大学校工球员队队员、物理系教授葛惟昆用自身案例说明,进球不一定是跑得快的年轻人的专利,智商高、懂算法的人,找准点位、巧用物理常识,统计学知识,也能完美进球。

“球在空气中飞行,在地面上反弹,在球门上反弹,有踢球、有抛球、有头顶球,要接球、卸球、停球等。这些都与物理有关。”

球员以什么样的角度踢球,球飞得最远?答案是45度。

点球点的位置为什么要设在12码?背后有统计学规律在指导。罚点球有很大的不可预见性,但是又有很大的机会,根据概率统计,在12码位置罚点球,射门成功率可达70%。

贝克汉姆最擅长的香蕉球是怎么踢出来的?有什么物理原理?按照葛惟昆《足球与科学》讲座的观点,香蕉球就是一种旋转球,球在运动中发生偏转,再拐进球门。空气脱离开球,上部晚一点,下部早一点,所以整个流动会向下面倾斜。这种技术很刁钻,那么如何踢,用脚的哪个部分踢,有什么讲究?“香蕉球可以用脚弓也可以用脚背踢,它的关键是脚与球要有长时间的接触。”

大数据足球与中国

足球数据分析,作为国际上顶尖球队目前正在使用的一种技术,在国内普及情况如何呢?足球中国运营负责人谢佑轩告诉封面新闻记者,作为中国足协官方社会足球平台,推动中国足协治理体系和治理能力现代化数字化的一款APP,平台也在尝试借助AI人工智能来记录球员的运动轨迹,由AI自动生成球员报告,不过他认为,大数据分析需要庞大的数据,职业联赛的数据价值更大。而另外一家大数据足球公司,同道伟业,已经在为国内联赛球队提供大数据服务。平台可以提供虚拟全景系统,允许不同用户独立观看比赛中场上任意位置任何细节,可创建比赛场地的数据模型,以便向队员提供更详细和高效的指导和分析。

评论 9

  • 嘉州援彝胡敏洪 2023-08-02 发表于四川

    足球是科学!

  • 半山堂 2023-02-08 发表于北京

    关注

  • 胖胖球 2023-01-10 发表于四川

    好厉害

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