上個(gè)月，當(dāng)葡萄牙超級(jí)巨星C羅在曼聯(lián)對(duì)紐卡斯?fàn)柕谋荣愡€剩18分鐘時(shí)被罰下場(chǎng)，他臉上的愁容登上了國(guó)際新聞的頭版頭條。但他絕非唯一有這種情緒的人。很少有球員認(rèn)同主教練用新球員替換他們的決定。

在此次卡塔爾世界杯足球賽期間，球員們將有一種更科學(xué)的方式來(lái)爭(zhēng)取上場(chǎng)時(shí)間。在終場(chǎng)哨響后的幾分鐘內(nèi)，賽事組織者將向每位球員發(fā)送一份詳細(xì)的表現(xiàn)明細(xì)。例如，中鋒的傳球、帶球和射門(mén)表現(xiàn);以及當(dāng)對(duì)方控球時(shí)，防守隊(duì)員對(duì)對(duì)方的搶斷頻率和程度數(shù)據(jù)等。

這是數(shù)字對(duì)這場(chǎng)競(jìng)賽的完美加持?，F(xiàn)在，數(shù)據(jù)分析有助于指導(dǎo)一切，從球員轉(zhuǎn)會(huì)到訓(xùn)練強(qiáng)度，到瞄準(zhǔn)對(duì)手，再到建議最佳射門(mén)點(diǎn)等等。

與此同時(shí)，足球運(yùn)動(dòng)員還面臨著航天員級(jí)別的數(shù)據(jù)審查強(qiáng)度?？纱┐鞅承暮图鐜Э梢愿兄\(yùn)動(dòng)，用GPS追蹤位置，并計(jì)算每只腳的射門(mén)次數(shù)。攝像機(jī)從多個(gè)角度捕捉一切，從頭球得分到球員持球時(shí)間。為了讓這些信息有意義，大多數(shù)精英足球隊(duì)現(xiàn)在都雇傭了數(shù)據(jù)分析師，其中包括數(shù)學(xué)家、數(shù)據(jù)科學(xué)家以及從頂級(jí)公司和實(shí)驗(yàn)室——比如計(jì)算巨頭微軟和歐洲核子研究中心(CERN，位于瑞士日內(nèi)瓦附近的歐洲粒子物理實(shí)驗(yàn)室)——挖來(lái)的物理學(xué)家。

作為回報(bào)，分析人士的見(jiàn)解正在改變比賽的進(jìn)行方式：中鋒遠(yuǎn)距離射門(mén)的頻率減少，邊鋒傳球給隊(duì)友而不是傳中(cross)，教練癡迷于提高球場(chǎng)控球權(quán)——這些戰(zhàn)術(shù)轉(zhuǎn)變都有確鑿證據(jù)來(lái)支持教練的直覺(jué)。

德國(guó)科隆體育大學(xué)的體育科學(xué)家丹尼爾·梅默特(Daniel Memmert)表示，“大數(shù)據(jù)開(kāi)創(chuàng)了足球的新時(shí)代。它改變了球隊(duì)的理念和行為，改變了他們分析對(duì)手的方式，改變了他們培養(yǎng)人才和發(fā)掘球員的方式?！?/p>

覆蓋所有項(xiàng)目

關(guān)于數(shù)據(jù)如何改變體育運(yùn)動(dòng)，最著名的案例之一來(lái)自一項(xiàng)不同的比賽。邁克爾·劉易斯(Michael Lewis)在2003年出版的《點(diǎn)球成金(Moneyball)》一書(shū)中詳細(xì)描述了奧克蘭運(yùn)動(dòng)家隊(duì)(Oakland Athletics)的經(jīng)理比利·比恩(Billy Beane)是如何依靠球員數(shù)據(jù)在2002年以極低的預(yù)算打造了一支獲勝的棒球隊(duì)。據(jù)悉，Beane根據(jù)球員表現(xiàn)的詳細(xì)數(shù)據(jù)招募球員，包括以前被低估的測(cè)量值，比如擊球手上壘的頻率。

Memmert表示，“通過(guò)利用數(shù)據(jù)，Beane獲得了極大的優(yōu)勢(shì)。不過(guò)，足球要比棒球復(fù)雜得多。棒球是一種自然的‘停止-開(kāi)始’(stop–start)游戲，在同一時(shí)間只有一支球隊(duì)試圖得分，而且?guī)资陙?lái)，棒球統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)一直被例行收集和大規(guī)模研究。相比之下，足球是一種移動(dòng)的、得分低的‘入侵’游戲，而且要記錄誰(shuí)做了什么以及它如何影響結(jié)果也困難得多?！?/p>

幾十年來(lái)，足球統(tǒng)計(jì)學(xué)家傾向于關(guān)注進(jìn)球數(shù)和失球數(shù)，并尋找一種方法對(duì)它們進(jìn)行建模來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)。這種方法的變種至今仍被用于預(yù)測(cè)比賽結(jié)果。英國(guó)牛津大學(xué)開(kāi)發(fā)了一個(gè)數(shù)學(xué)模型，該模型假設(shè)進(jìn)球數(shù)和丟球數(shù)分布在一個(gè)平均值附近，并正確預(yù)測(cè)了意大利將在2020年歐洲杯上擊敗英格蘭。它還正確判斷了8個(gè)進(jìn)入1 / 4決賽的選手中的6個(gè)。

這樣的成功案例并不罕見(jiàn)。牛津大學(xué)的博士生馬修·佩恩(Matthew Penn)也曾開(kāi)發(fā)了一個(gè)2020年歐洲杯的模型，他說(shuō)，統(tǒng)計(jì)匹配預(yù)測(cè)比許多人意識(shí)到的更準(zhǔn)確。對(duì)于正在進(jìn)行的卡塔爾世界杯，Penn的模型顯示，比利時(shí)最有可能捧得冠軍獎(jiǎng)杯，其次是巴西。

誰(shuí)將贏得世界杯?

根據(jù)一種“雙泊松”(double Poisson)統(tǒng)計(jì)模型，考慮到各男子足球隊(duì)的攻守實(shí)力，比利時(shí)奪冠幾率最高，而巴西則在FIFA排名中位列第一。

完美球場(chǎng)

對(duì)教練來(lái)說(shuō)，更有趣的是球場(chǎng)上發(fā)生的事件以及球員如何影響事態(tài)走向。

足球分析家一直在記錄這類信息。最成功的是，前皇家空軍會(huì)計(jì)師查爾斯·雷普(Charles Reep)花了20世紀(jì)50年代的大部分時(shí)間在英格蘭觀看比賽，并對(duì)球場(chǎng)位置和傳球順序等因素進(jìn)行了基本觀察。Reep甚至用他的數(shù)據(jù)來(lái)分析球隊(duì)的表現(xiàn)，并提出策略和戰(zhàn)術(shù)建議。在伍爾弗漢普頓流浪者足球俱樂(lè)部(FC)，他甚至幫助引進(jìn)了一種直接而犀利的打法，這種打法不允許橫傳，成功助力球隊(duì)在五年內(nèi)贏得三次聯(lián)賽冠軍。

現(xiàn)代技術(shù)使這些數(shù)據(jù)的獲取和分析變得非常容易，以至于大多數(shù)頂級(jí)俱樂(lè)部和許多國(guó)家隊(duì)在十多年前就開(kāi)始聘請(qǐng)數(shù)據(jù)分析師。目前，它的用途已經(jīng)延伸到足球金字塔的深處。在攻讀博士學(xué)位的同時(shí)，Penn還在牛津城(Oxford City)俱樂(lè)部擔(dān)任兼職數(shù)據(jù)分析師。牛津城是一家半職業(yè)俱樂(lè)部，在英國(guó)足球體系的第六梯隊(duì)國(guó)家南部聯(lián)盟(National League South)中踢球。

許多分析人士將倫敦俱樂(lè)部布倫特福德(Brentford FC)最近的成功部分歸功于一種內(nèi)部算法，該算法為不同聯(lián)賽的球員打分，并幫助球隊(duì)招募被低估的球星。利物浦足球俱樂(lè)部的數(shù)據(jù)團(tuán)隊(duì)——包括曾在歐洲粒子物理研究所和英國(guó)劍橋大學(xué)工作的物理學(xué)家——已經(jīng)建立了一個(gè)模型，可以評(píng)估球員在球場(chǎng)上的動(dòng)作是否更有可能進(jìn)球。去年，葡萄牙里斯本大學(xué)的體育科學(xué)家與西班牙豪門(mén)巴塞羅那足球俱樂(lè)部合作，發(fā)表了一份分析報(bào)告，分析了比賽中不同類型的傳球機(jī)會(huì)能持續(xù)多久。

Penn表示，“我認(rèn)為我們(在牛津城俱樂(lè)部)做的最有用的事情是賽前報(bào)告。我們觀察其他球隊(duì)球員的屬性，然后繪制一些圖表來(lái)顯示他們的比賽和控球情況。之后，我會(huì)針對(duì)性地提出一些戰(zhàn)術(shù)建議或改變。在最近一場(chǎng)對(duì)陣‘霸主’球隊(duì)的比賽之前，我們的分析發(fā)現(xiàn)該球隊(duì)左后衛(wèi)的頭球數(shù)據(jù)很糟糕。所以我建議讓我們的大中鋒站在球場(chǎng)的右側(cè)。最終，牛津城俱樂(lè)部贏得了比賽?！?/p>

當(dāng)然，一些有經(jīng)驗(yàn)的偵察員用肉眼也能觀察到這些結(jié)果。但Penn認(rèn)為，“數(shù)據(jù)提供的結(jié)果偏見(jiàn)性要比人為見(jiàn)解少得多”。

俱樂(lè)部不需要自己生成這些戰(zhàn)術(shù)分析的原始數(shù)據(jù)。相反，他們可以從商業(yè)公司那里購(gòu)買(mǎi)信息，這些公司用視頻記錄了約3000個(gè)主要比賽事件的結(jié)果，包括運(yùn)球、傳球和搶斷。起初，這些數(shù)據(jù)是手動(dòng)記錄的，但現(xiàn)在通常使用一種名為計(jì)算機(jī)視覺(jué)的人工智能來(lái)完成。通常情況下，這些數(shù)據(jù)帶有匯總的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，比如每個(gè)球員的完成率。

喬安娜·馬克斯(Joanna Marks)是英國(guó)華威大學(xué)數(shù)學(xué)專業(yè)的本科生，今年早些時(shí)候，她與牛津城俱樂(lè)部的Penn合作，開(kāi)發(fā)了一個(gè)模型，利用這些原始數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)估牛津聯(lián)賽中所有球員的傳球強(qiáng)度——這種詳細(xì)的分析通常無(wú)法從公司提供的原始數(shù)據(jù)中獲得。

Marks解釋稱，“你需要考慮到他們的傳球方式。你不能只看完成率，因?yàn)橛行﹤髑蛞y得多。這種模式有助于球隊(duì)做好準(zhǔn)備，因?yàn)槿绻阒缹?duì)手在球場(chǎng)的某個(gè)區(qū)域傳球很好，那么你就知道應(yīng)該注意什么。”

拉維·拉米內(nèi)尼(Ravi Ramineni)曾是微軟的一名數(shù)據(jù)分析師，2012年調(diào)往美國(guó)職業(yè)大聯(lián)盟(MLS)俱樂(lè)部西雅圖海灣人(Seattle Sounders)擔(dān)任類似的工作。他的首要任務(wù)之一是使用GPS數(shù)據(jù)記錄球員跑了多遠(yuǎn)，以優(yōu)化他們的訓(xùn)練和準(zhǔn)備過(guò)程。

他解釋稱，“在訓(xùn)練期間收集這些數(shù)據(jù)，你可以看出今天的訓(xùn)練可能太多或太少，這樣可以避免球員受傷。當(dāng)我們運(yùn)用這些方法的時(shí)候，我們確實(shí)有了一個(gè)非常完美的賽季?！?/p>

鏡頭之外的行動(dòng)

分析人士現(xiàn)在越來(lái)越關(guān)注球員沒(méi)有球權(quán)時(shí)會(huì)發(fā)生什么。

Ramineni解釋稱，“在足球分析中，你總會(huì)聽(tīng)到一件事，那就是我們需要知道球員在無(wú)球狀態(tài)下做了什么?！?/p>

這更困難，因?yàn)樗枰獙ｉT(mén)的攝像機(jī)，不僅要跟蹤主要行動(dòng)，還要密切關(guān)注那些沒(méi)有直接參與的球員，并以每秒25次的速度標(biāo)記他們的位置。

Ramineni補(bǔ)充道，“提供這類數(shù)據(jù)的公司傾向于與國(guó)家聯(lián)賽簽訂獨(dú)家協(xié)議，這使得外來(lái)者很難獲得數(shù)據(jù)。這樣一來(lái)，如果我從南美或歐洲為美國(guó)足球大聯(lián)盟物色一名國(guó)際球員，那么我將無(wú)法獲悉他們的無(wú)球率(off-the-ball)指標(biāo)?！?/p>

近年來(lái)，出現(xiàn)了一種更強(qiáng)大的技術(shù)，它利用人工智能來(lái)預(yù)測(cè)拍攝比賽中球員的動(dòng)作，即使他們沒(méi)有被攝像機(jī)直接捕捉到。這意味著數(shù)據(jù)公司可以使用比賽的直播畫(huà)面(不受限制)為世界上任何地方的球員提供全面的有球和無(wú)球分析。

谷歌旗下、總部位于倫敦的人工智能公司DeepMind的研究人員與利物浦FC3的數(shù)據(jù)團(tuán)隊(duì)合作開(kāi)發(fā)了這樣一個(gè)預(yù)測(cè)模型。

利物浦足球俱樂(lè)部的研究主管伊恩?格雷厄姆(Ian Graham)稱，“有了這種應(yīng)用程序，你就可以開(kāi)始提出戰(zhàn)術(shù)問(wèn)題。對(duì)于比賽中的一個(gè)特定事件，該模型可以生成數(shù)千個(gè)不同的模擬結(jié)果，以預(yù)測(cè)可能發(fā)生的情況。所以，你有能力談?wù)撛谀嵌螘r(shí)間的比賽中，一個(gè)進(jìn)攻動(dòng)作進(jìn)行得有多好?！?/p>

俱樂(lè)部的數(shù)據(jù)團(tuán)隊(duì)傾向于不分享他們正在做什么或工作效果如何的具體信息，所以公布這項(xiàng)工作對(duì)利物浦來(lái)說(shuō)是充滿挑戰(zhàn)的一步。但這是與Deep Mind合作的一個(gè)條件。

Graham表示，“利物浦擁有足球界最大、最發(fā)達(dá)的分析部門(mén)之一，但我們自己卻沒(méi)有建立這些模型所需的任何資源(其他俱樂(lè)部也一定做不到)，所以只能與Deep Mind合作開(kāi)發(fā)這一模型?！?/p>

和其他數(shù)據(jù)分析師一樣，Graham并不認(rèn)為自己是球場(chǎng)上取得勝利的“功臣”。他認(rèn)為，“足球是一種瞬息萬(wàn)變的游戲，所以球隊(duì)經(jīng)常會(huì)在不該輸?shù)臅r(shí)候輸，在不該贏的時(shí)候贏。在很多時(shí)候，當(dāng)球隊(duì)表現(xiàn)不佳時(shí)，我們的工作更容易，因?yàn)槲覀兊姆治隹梢詭椭麄兲叩酶?。如果我們保持這樣的表現(xiàn)，我們將贏得本賽季預(yù)期的比賽數(shù)量?！?/p>

DeepMind公司計(jì)算機(jī)科學(xué)家卡爾?圖爾斯(Karl Tuyls)表示，鏡頭外(off-camera)建模工作是創(chuàng)建一個(gè)虛擬的、由人工智能驅(qū)動(dòng)的助理教練的第一步，該助理教練使用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)指導(dǎo)足球和其他運(yùn)動(dòng)的決策。他表示，“你可以想象，AI看到上半場(chǎng)的表現(xiàn)后，會(huì)建議改變陣型，這樣可能會(huì)做得更好。這種方法在球場(chǎng)之外也很有用，比如在繁忙的城市街道上為自動(dòng)駕駛汽車和行人的軌跡建模?！?/p>

接下來(lái)該怎么做?和所有優(yōu)秀的科學(xué)家一樣，研究足球數(shù)據(jù)的專家強(qiáng)調(diào)，仍需要進(jìn)行更多的研究。前微軟數(shù)據(jù)科學(xué)家莎拉?路德(Sarah Rudd)去年離開(kāi)了阿森納俱樂(lè)部(Arsenal FC)，此前他在這家倫敦俱樂(lè)部從事了近10年的分析工作?，F(xiàn)在，她對(duì)賽車產(chǎn)生的海量遙測(cè)數(shù)據(jù)十分垂涎，這些數(shù)據(jù)可以幫助車隊(duì)調(diào)整和提高賽車性能。

她表示，“我經(jīng)?？碏1，并且總是想著我們足球也能有如此高水平的數(shù)據(jù)就太好了。目前，足球界仍然有很多東西沒(méi)有被衡量，或者它正在被衡量，只是我們還沒(méi)有弄清楚如何從中得出見(jiàn)解而已?！?/p>

下一個(gè)進(jìn)步可能是數(shù)據(jù)顯示球員的方向，甚至他們?nèi)绾无D(zhuǎn)移重心。Rudd認(rèn)為，“跟蹤數(shù)據(jù)可能還沒(méi)有達(dá)到人們想要的細(xì)粒度。我們還沒(méi)有注意到球員為了讓防守者失去平衡或給守門(mén)員‘虛晃一槍’而采取的假動(dòng)作?！?/p>

即使是利物浦俱樂(lè)部的人工智能驅(qū)動(dòng)的分析也可能會(huì)被這種行為所迷惑。Graham表示，“該模型可能會(huì)顯示這個(gè)球員出現(xiàn)異常行為，在本該跑的時(shí)候并沒(méi)有做出預(yù)期動(dòng)作。但那可能是因?yàn)樗唤O倒了，正躺在球場(chǎng)上。”

隨著現(xiàn)代足球被數(shù)據(jù)淹沒(méi)，數(shù)字如何改變了比賽?

Ramineni認(rèn)為，“數(shù)據(jù)分析帶來(lái)的最大好處可能體現(xiàn)在球員招募方面。另一個(gè)領(lǐng)域則是定位球的策略，即球隊(duì)在比賽暫停后獲得任意球。”

從數(shù)據(jù)分析中得到的一個(gè)明確的教訓(xùn)是，球員不應(yīng)該在距離球門(mén)很遠(yuǎn)的時(shí)候射門(mén)。Ramineni解釋稱，“如果你觀看世界上任何一個(gè)聯(lián)賽，十年前球員射門(mén)的距離要遠(yuǎn)得多。這一切改變都得益于從事數(shù)據(jù)分析的人強(qiáng)調(diào)，‘你為什么要從那里射擊?只有2%的機(jī)會(huì)!’”

他補(bǔ)充說(shuō)，許多球隊(duì)現(xiàn)在也不鼓勵(lì)球員嘗試向禁區(qū)長(zhǎng)傳，因?yàn)閿?shù)據(jù)顯示大多數(shù)傳中都是無(wú)意義的。

最后，Ramineni認(rèn)為，隨著生成的數(shù)據(jù)量不斷增長(zhǎng)，應(yīng)用場(chǎng)景也會(huì)不斷增加?，F(xiàn)在，數(shù)據(jù)足跡已經(jīng)遍布整個(gè)體育界，也將改變整個(gè)體育界的運(yùn)行方式。