採用感測器的體育賽事前景更遼闊

美國職棒大聯盟主席 Rob Manfred 最近告訴 ESPN，機器人裁判員將在 2024 年在大聯盟上任。這種電子好球帶或自動判定好壞球系統 (ABS) 的組成包括，在本壘板後面的感測器，以及在該位置進行三角測量的鷹眼光學追蹤攝影機。此系統會利用該位置的投球弧線以及打者好球帶的尺寸，來判定任何指定的投球是好球還是壞球。若打者不揮棒，系統會在幾秒鐘內將正確的判定轉傳到裁判的聽筒。

圖 1：在體育中運用科技並不是什麼新鮮事。從 1950 年開始，自動裁判機就運用攝影鏡頭來增進能力。(圖片來源： Walter Stein · Associated Press)

2023 年的所有小聯盟球賽都會運用 ABS 進行一些試驗。有一半的 AAA 等級球場，將使用 ABS 自動進行所有的判定。另一半的球場會使用 ABS 挑戰系統，仍由裁判員判定好壞球，但打者、投手或捕手可以挑戰判定結果。在此情況下，則由機器人裁判做出最終決定。

體育分析的技術建構基礎

棒球機器人裁判並非體育界唯一的回饋應用；事實上，體育分析市場在 2025 年會達到 45 億美元的規模。雖然產品的功能和規格會因製造商而有所不同，但絕大多數分析系統都內建特定技術。可參考三個範例：

1.IoT 感測器嵌入到裝備中或由球員佩戴。會擷取的數據包括位置、動作、加速度、振動、力道、壓力和衝擊。

圖 2：穿戴式市場的六軸和九軸動作感測器比比皆是。在此顯示三個帶有晶片上處理器的 MEMS 慣性測量單元 (IMU)。(圖片來源： TDK InvenSense)

2.超廣頻 (UWB) 是一種短距無線通訊協定。由於 UWB 是透過高頻無線電波運作，因此可以擷取比藍牙，GPS 或 Wi-Fi 更精密的空間和方向數據。光學追蹤系統使用高速同步攝攝影機，以每秒 300 幀以上的速率，從多個角度擷取影像畫面。

圖 3：Hawk-Eye 追蹤攝影機可協助官方人員在足球和板球比賽，以及游泳和網球比賽中進行判定。 (圖片來源： Hawk-Eye Innovations)

3.人工智慧 (AI) 軟體可立即處理數據，然後轉換成其他格式，例如影片審查系統、轉播業者用的視覺畫面，以及粉絲的行動應用程式媒體。

圖 4：健身和運動用的動作捕捉感測器通常位於穿戴式裝置中。(圖片來源： Movella Xsens Technologies BV)

應用焦點：FIFA 世界盃的連網技術

2022 年卡達世界盃的官方比賽用球就採用了 Adidas、FIFA 和 KINEXON 共同開發的新追蹤技術。Adidas 懸架系統可穩定球內的 500 Hz 慣性運動單元 (IMU) 動作感測器。IMU 以每秒 500 次的速率收集有關球位置的精確時間數據。球場周圍的 Hawk-Eye 攝影機每秒會追蹤球的位置 500 次。Hawk-Eye 的半自動越位應用程式 SkeleTRACK 會以每秒高達 50 次的速率追蹤個別球員的 29 個追蹤點。

圖 5：2022 年 FIFA 世界盃用球含有 KINEXON 連線技術，可用額外資料增強影像輔助裁判 (VAR) 系統。(圖片來源： Adidas)

當這些技術結合後，比賽官方人員和影像輔助裁判 (VAR) 系統就有必要資訊，可快速、準確、一致地進行越位判定。此軟體還可產生球員的 3D 影像，可顯示在球場的大螢幕上。其他應用程式可將個別球員與球隊當前與過去表現的資料，疊加在球賽現場轉播上。這也是首次在球場中以行動電話直式拍攝社群媒體內容，以便內容創作者以幾乎即時的短片，分享球賽中的關鍵時刻。在家觀看的球迷可利用 FIFA 的擴充實境 (AR) 應用程式，將自家客廳轉變成 3D 資料中心。

應用焦點：使用 NHL Edge 追蹤冰球和球員

NHL 在 2022 年麻省理工學院斯隆體育分析大會上榮獲著名的最佳體育創新傑出獎 (Alpha Award for Best Sports Innovation)。聯盟憑藉其 NHL Edge 品牌的冰球與球員的追蹤技術而獲得認可。此應用程式由 SportsMEDIA Technology (簡稱 SMT) 打造，採用專利的感測器嵌入式冰球，稱為 Bright Star。當冰球受到撞擊時，例如掉到冰上或被球員擊中時，感測器會喚醒並發出紅外線，然後發射到整座球場上的多個光學追蹤攝影機。SMT 的 OASIS 平台會負責處理資料並傳送到官方人員、教練、轉播業者和球迷身上。

圖 6：NHL 冰球內建的感測器能產生更多資料，供球隊、轉播業者和球迷運用。(圖片來源： Paul Sancya · Associated Press)

圖 7：NHL 球衣背面的感測器促成球員的即時追蹤。(圖片來源：Paul Sancya · Associated Press)

分析深植在幾乎每一項職業運動中，但驅使 NHL Edge 的背後動力來自球迷參與度。整體觀賽率一直在下降，對聯盟的未來來說，吸引年輕球迷至關重要。由 5G 和邊緣運算支援的現場應用，可在即時的球賽影片上疊加數位資訊。轉播業者和球迷就可在幾秒鐘內看到球員編號、統計數據和歷史表現。觀眾很快就能透過擴充實境 (AR) 頭戴裝置，享受如同親自上場比賽的體驗。將這類應用延伸到其他職業運動的潛力，無疑是贏得傑出獎的因素之一。

別急著忽視人員的付出

進階分析有助於運動員的訓練更有效率、表現更好且確保比賽安全。光學追蹤和影片審查系統可解決爭議並加快賽事進行。連網應用程式可讓球迷以前所未有的方式與球隊和球員互動。但讓機器淩駕於人類的指導直覺之上則是另一回事。

在 2022 年全國聯盟分區系列賽 (NLDS) 的第四場比賽中，道奇隊經理 Dave Roberts 在第五局下半叫先發投手 Tyler Anderson 下場。《運動畫刊》(Sports Illustrated) 指出，Anderson 正上演一場大師級投手表現，投出 86 球中只有兩支安打且零失分。Anderson 告訴《洛杉磯時報》說，他原本可以整晚都投球的。

但分析數據的人並不同意。

根據分析，在第六局派新投手上場才是正確舉動，且理論上來說，這個決定可能在比賽開始之前就已經做出了。(Roberts 在記者會上遲到了 45 分鐘，因為他一直跟前線分析團隊在討論。)諷刺的是，道奇隊贏得了 2020 年世界大賽的第六場比賽，當時坦帕灣光光芒隊的投手 Blake Snell 也是在他執業生涯中最佳表現的當下被拉下場。光芒隊總教練 Kevin Cash 承認，這個決定是根據數據分析的見解做出的。由此可見，分析可以是有價值的工具，但並非球賽的全部。