說起2010年南非世界杯的最大網(wǎng)紅，一定非「章魚保羅」莫屬！

這只位于德國海洋生物中心的神奇章魚，不僅成功預(yù)測了德國隊全部七場比賽的結(jié)果，還順利地選出了最終的總冠軍西班牙隊。

不幸的是，保羅已經(jīng)永遠地離開了我們，但它的「遺產(chǎn)」卻在人們預(yù)測足球比賽結(jié)果的嘗試中持續(xù)存在。

在艾倫圖靈研究所（The Alan Turing Institute），隨著2022年卡塔爾世界杯的持續(xù)進行，三位研究員Nick Barlow、Jack Roberts和Ryan Chan決定用一種AI算法預(yù)測今年的冠軍歸屬。

預(yù)測模型

圖靈研究所的統(tǒng)計算法基于一款衍生于足球游戲《英超范特西》的模型「AIrsenal」（沒錯，從名字就能看出，該算法的發(fā)明者一定是阿森納球迷）。

該模型借鑒了Dixon和Coles于1997年推出的足球預(yù)測經(jīng)典模型。該模型將球隊攻擊強度、防守強度和主場優(yōu)勢考慮在內(nèi)，并使用了貝葉斯統(tǒng)計計算比賽中最有可能得分的球隊。

三位研究員調(diào)整了AIrsenal模型，使其更適合預(yù)測國際比賽的結(jié)果。

例如，每支國家隊都最常與來自同一大洲的球隊比賽，例如巴西自2019年之后就沒有與任何歐洲球隊比賽過。這可能會在預(yù)測來自不同大洲的球隊之間的結(jié)果時產(chǎn)生偏差。

為了解決這個問題，研究員引入了不同大洲聯(lián)合會間的「相對優(yōu)勢參數(shù)」，對模型進行了修正。

訓(xùn)練數(shù)據(jù)

為了精準預(yù)測2022年世界杯的冠軍，首先需要用過去的數(shù)據(jù)對模型訓(xùn)練。

三位圖靈院的研究員采用GitHub用戶martj42編制的國際足球比賽綜合數(shù)據(jù)庫——該數(shù)據(jù)庫記錄了自1872年以來，每場足球比賽的詳細結(jié)果。

在訓(xùn)練數(shù)據(jù)中，世界杯正賽（2002年之后）和近期比賽的權(quán)重，要依次大于洲際錦標賽、預(yù)選賽和友誼賽。研究員還將FIFA官方排名輸入到模型中，以提供對球隊表現(xiàn)的最新估計。

值得一提的是，研究員也在新聞稿中說明，他們的模型并沒有將「球員」、「點球」和「地點/天氣/其他」等因素考慮在內(nèi)，卻仍然成功預(yù)測了2014年和2018年世界杯的冠軍德國和法國。

預(yù)測結(jié)果

最終，通過這個AI模型以及100,000次實驗結(jié)果，艾倫圖靈研究所分別對「最終冠軍」以及「英格蘭和威爾士隊的成績」進行了預(yù)測，最終給出了兩份報告。

最終冠軍預(yù)測

通過上表我們可以發(fā)現(xiàn)，在100,000次測試結(jié)果中，巴西有接近25,000次都贏得了最終的冠軍，奪冠概率大約為25%。

比利時和阿根廷分別是奪冠的第2和第3大熱門，概率分別為18%和13.5%。

此外，奪冠概率4-10位的球隊分別是法國（11%）、英格蘭（7.5%）、西班牙（4.5%）、荷蘭（4.4%）、丹麥（3.1%）、葡萄牙（3.0%）和克羅地亞（2.2%）——清一色是歐洲球隊。

大英兩兄弟成績預(yù)測

根據(jù)AI模型對英格蘭和威爾士隊的成績模擬，威爾士有超過一半的概率（52%）止步小組賽。

英格蘭則情況稍好，只有20%的概率無緣小組出線，不過模型仍認為他們有70%的概率止步8強，并不看好「三獅軍團」的奪冠前景。

不知這樣的預(yù)測，遠在英倫半島的英格蘭球迷，是否會同意呢。

其他模型同樣看好巴西

無獨有偶。

最近，來自盧森堡大學(xué)、慕尼黑工業(yè)大學(xué)和多特蒙德工業(yè)大學(xué)的聯(lián)合研究團隊，也利用2002、2006、2010、2014和2018五屆世界杯的數(shù)據(jù)，結(jié)合各支球隊的結(jié)構(gòu)和各國GDP等參數(shù)對「隨機森林模型」進行了訓(xùn)練，以此預(yù)測2022年世界杯的冠軍歸屬。

最終結(jié)果顯示，巴西隊進入決賽的概率為23.5%，并有15%的概率最終奪冠，在32強中高居榜首。奪冠概率2-5位的球隊分別是：阿根廷、荷蘭、德國和法國。

聯(lián)合研究團隊AI模型對最終冠軍的預(yù)測，與艾倫圖靈研究所的研究結(jié)果如出一轍。由此看來，「桑巴軍團」加冕第六顆星——還真是指日可待呢！

最后我們也必須承認，雖然利用AI去預(yù)測比賽結(jié)果具有一定科學(xué)性，巴西、比利時和阿根廷等球隊也確實是本屆大賽的最大熱門，但模型絕對不可能將全部因素都涉及到。

無論AI模型有多精準，足球永遠是一種隨機游戲。

綠茵場上那波詭云譎的不可預(yù)測因素，或許才是我們喜歡、并深深熱愛它的原因。

參考資料：

https://www.zeileis.org/news/fifa2022/

https://www.eurekalert.org/news-releases/971175

https://www.turing.ac.uk/blog/can-our-algorithm-predict-winner-2022-football-world-cup

https://www.iflscience.com/ai-has-run-100-000-simulations-and-predicted-the-2022-world-cup-winner-66314