史上最“壕”世界杯，黑科技成了球队“生死”关键
本文来自微信公众号：硅星人 （ID：guixingren123），作者：Juny，题图来自：视觉中国
随着昨天法国队2比0战胜摩洛哥，2022年卡塔尔世界杯即将进入最紧张的冠亚军争夺战。除了精彩的球赛之外，此次，“壕无人性”主办方卡塔尔成为了大家关注和讨论的热点。
据统计，本届世界杯卡塔尔投入了约2200亿美元，总奖金基金高达10亿美元。对比一下，在卡塔尔之前，巴西、俄罗斯两届世界杯投资都仅为百亿美元。2021年世界银行披露的卡塔尔GDP为1795.7亿美元，也就是说，卡塔尔世界杯的总花费已经是去年GDP的1.2倍。虽然卡塔尔以前从没踢进过世界杯，但是真的是为足球下血本啊。
在这巨额投入的背后，除了对于基础设施、比赛场馆的建设之外，此次对球场内外的科技改造也是史上最多、规模最大。
与4年前相比，在今年的世界杯中，各种黑科技扮演了更加重要的作用，甚至在很多场比赛中都成为了决定球队“生死”的关键环节。
来跟硅星人来一起看看这届世界杯上有哪些有趣或者让人恼火的科技应用吧。
升级版AI裁判，掌握球队的“生死”话语权
此次大赛，争议最大的莫过于AI智能裁判，它不仅在球迷眼中C位出圈，还在多场比赛中扮演了至关重要的作用。
2018年，视频助理裁判VAR技术首次进入世界杯，允许在发生进球、是否判罚、是否直接红牌以及纪律处罚对象错误等4种情况下介入。但当时由于VAR技术的局限，在赛程中引起了不小的争议，特别是在决赛中，法国队通过VAR判罚获得关键点球取胜，让很多球迷发出了质疑。
但此次，VAR大幅升级成为了用数据说话、更公开公正的AI裁判。首先，在体育场屋顶安装了12个专用跟踪摄像头，让跟踪足球和每个球员的数据点多达29个，同时能够以每秒50次的频率计算他们在球场上的确切位置。
视频助理裁判组总共可以使用42个摄像机，其中8个是超慢动作，4个是慢动作。慢动作回放主要用于事实情况，例如识别身体进攻的接触点或进攻的位置，正常速度回放用于主观判断。视频裁判组除了VAR系统之外，还有三位人工视频助理裁判来共同判定。
此次世界杯上的机位，图片来自FIFA
此外，比赛还首次引入了全新的半自动越位技术（SAOT），为裁判组提供更好的技术支持。
基于高速摄像机以及置于足球内部传感器返回的数据，该系统能够非常精确地检测到球员踢球的时间点，再通过结合肢体和足球的跟踪数据并应用人工智能，在几秒钟内就给视频裁判自动发出越位警报。
在通知现场裁判之前，视频裁判会通过手动检查踢球点和自动创建的越位线来验证。为了保证公开、公平、公正，在视频裁判和主裁判确认判罚后，AI裁判系统将使用完全相同的位置数据点生成3D动画，详细说明球员身体在球场上的位置和判罚结果。然后在体育场的大屏幕和转播信号中播出。
在此次世界杯之前，半自动越位识别技术（SAOT）已经在足坛经受了一定的实战检验，包括去年在卡塔尔举办的阿拉伯足球赛、欧洲超级杯和欧冠比赛等。
图片来自FIFA
在今年的比赛中，AI裁判发挥了重要的作用。
比如在小组赛首轮中沙特对阵阿根廷，阿根廷队打进的3个进球最后全部被智能裁判系统判罚越位无效，最后让沙特“爆冷”赢下比赛。
再比如在被称为“死亡之组”的E组淘汰赛中，日本队对阵西班牙。一旦日本赢下比赛，就将在小组赛中淘汰掉曾拿过4次世界杯冠军的德国队。比赛的第50分钟，日本队凭借救回一颗似乎已经出界了的球，成功破门反超西班牙，引起了巨大的争议。
如果用肉眼看，该球确实已经到了界外。然而，通过AI裁判的最终数据显示，当时足球的投影与底线重合了1.88毫米，而根据规则，足球出界的定义是指球体正上方的垂直投影要完全越出底线，因此判定进球有效。也正是这个AI裁判的决定，把让“四星德国”最后送回了家。
日本队具有争议的进球，图片来自视觉中国
在本届世界杯上，这样的例子多次出现。同时，由于SAOT技术的引入，也让本次世界本的越位判罚大大增加，也因此被一些网友戏称为“越位杯”。
对球场内外的各个角落，进行科技大改造
在绿茵场之外，此次卡塔尔世界杯的各项硬件、软件也都具有前所未有的科技感。
首先是在球场建设上，为了保持比赛场地的凉爽舒适，此次举办比赛的8个体育场中，有7个采用了利用太阳能转化的热能制冷技术。足球场地四周以及观众席下部都安装有通风口，比赛期间冷风会源源不断地从通风口推送到场地和观众区。此外，独特的可伸缩屋顶还能显著改善制冷过程，一旦遇到恶劣天气，可伸缩屋顶还可以自动关闭。
另外唯一一个没有安装冷风系统的974体育场，是世界杯历史上第一个完全可拆卸的体育场。这个体育场使用集装箱和模块化钢架搭建，其中974就代表着这个体育馆用了974个可回收的集装箱。世界杯比赛结束后，这个临时场馆将被拆除，并援助给欠发达国家。
图片来自FIFA
在场馆外，所有场地周边都配备有大量太阳能制冷ElPalm凉亭，同时提供USB充电座和Wi-Fi接入。出租车、停车场、地铁系统和场馆出入口的交通信息，都通过定制的App即时向观众推送，球迷们此次还能够直接在体育场的座位上点餐。
针对有特殊身体状况的球迷，此次世界杯还非常贴心为其提供了全新的技术支持。比如使用电脉冲，通过触觉手掌通信器向视障人士直播传递赛事情况，可以为患有自闭症或感官处理问题的人士提供安全和平静观赛空间等。
除了球迷，此次参加世界杯的运动员们也可以通过一款名为FIFA Player App的应用程序，在每场比赛后，查看自己在赛场上的表现及其他数据。包括自己的身体指标数据，接球和踢球的数据，关键时刻拍摄的多张动作照片记录、智能数据预测等等。
图片来自FIFA
“逐梦之旅”：需要充电的“超能力”足球
本次世界杯的比赛用球Al Rihla，更是卡塔尔官方宣传的一大亮点。
Al Rihla在阿拉伯语中的意思是“旅程”，其设计灵感来自卡塔尔的建筑、标志性船只和国旗。此次，在球面设计上，“旅程”由20片SPEEDSHELL模块通过热黏合技术拼接而成，而非用线缝合，同时采用了聚氨酯表皮，通过三角形状和弯折设计，从而大大降低了足球在空中运行的风阻系数。
除了全新的外观设计之外，“旅程”此次最重要的特点还是其球内的芯片及传感器。在四年前的俄罗斯世界杯上，官方首次在足球里内置了NFC芯片，用以记录运动轨迹、球员射门等比赛细节。今年，“旅程”在延续了内置芯片的基础上进行了大幅升级迭代。
“旅程”内嵌了一颗采用“CTR-CORE”系统的中央芯片，能够实时收集高精度的足球运动数据，并以每秒500次的频率将数据发送给人工智能系统进行整合分析。一旦检测到越位等犯规，数据将发送给视频助理裁判（VAR），让VAR能在25秒内做出判决，比原本系统加快了45秒。
图片来自FIFA官方
CTR-CORE的技术原理类似陀螺仪的芯片，可以记录足球的初始速度、运行速度、运动角度等。实际上，CTR-CORE技术此前在篮球、网球等运动中已经有所应用，但此次是第一次被用在对抗极为激烈的足球上，也对数据传输的稳定性和记录运动轨迹的精准性提出了更高要求。
虽然内置了芯片和传感器，但这丝毫不影响“旅程”的重点和速度。“旅程”是阿迪达斯连续第14次为世界杯创造的比赛用球，阿迪达斯在开发这款智能足球的时候，首先进行了广泛的盲人测试，保证球员区分不了普通球和装有传感器和悬架装置的球。
此外还进行了一系列的机械射击测试，在实验室环境中，对机器人射击设备进行编程，以不同的速度、旋转和方向踢球，再使用高速摄像机评估球的飞行状态，确保内置装置的存在不会让球的飞行路径异常。
由于内部传感器需要一个小电池驱动，所以在每场卡塔尔球赛前都有一个有意思的现象——一个个足球在场边“排排坐”地充电。阿迪达斯表示，充满电的足球可以大约持续使用6个小时，静止状态则可以支撑18天。
图片来自Twitter
本周末，世界杯的决赛就将拉开帷幕。到时候AI裁判是否会跟上一届世界杯一样成为冠军球队的“最佳助攻”，成为一大悬念。
那么你认为哪支球队能最终夺冠呢？
本文来自微信公众号：硅星人 （ID：guixingren123），作者：Juny
