QATAR, DOHA, 2022: FIFA World Cup Qatar 2022 Official Adidas Ball on green grass and national flags of all 32 participants.
Siamo molto lontani dai giorni in cui le persone andavano a caccia di una pompa da bicicletta per gonfiare il pallone da calcio. Una foto pubblicata su Reddit mostra i palloni “Al Rihla” , prima di una partita, attaccati ad una multipresa per la ricarica come se fossero degli smartphone.
Prodotto da Adidas, il pallone, che prende il nome dalla parola araba “Al Rihla” (il viaggio), fornisce dati come velocità e direzione e consente le chiamate di fuorigioco da parte del VAR (Video Assistant Referee).
Il sistema integra un’unità di misura inerziale (inertial measurement unit, o IMU) e si ispira ad un’applicazione di navigazione abbastanza diffusa nel settore avionico. Il sensore misura la velocità, l’orientamento e il campo magnetico utilizzando un accelerometro, un giroscopio e un magnetometro per ottenere la direzione, l’accelerazione e la posizione di un oggetto nello spazio.
Il sistema IMU è alimentato da una piccola batteria, che secondo Adidas può durare per sei ore di uso attivo, o fino a 18 giorni quando la palla non è utilizzata. Il sensore, che pesa solo 14 grammi, fornisce il tracciamento della palla in tempo reale e le telecamere posizionate intorno al campo aiutano gli arbitri a determinare il fuorigioco con una precisione maggiore.
Il campionamento dei dati avviene 500 volte al secondo ed è in grado di rilevare il movimento e la variazione di velocità del pallone. I dati sono inviati in tempo reale dai sensori a un sistema di posizionamento locale (LPS), che richiede una configurazione di antenne installate intorno al campo di gioco, in modo da raccogliere e memorizzare i dati per un uso immediato. Quando la palla esce fuori dai limiti del campo e un nuovo pallone è in gioco, il sistema di backend di KINEXON passa automaticamente all’input dei dati del nuovo pallone senza la necessità di intervento umano.
Per pianificare ed eseguire in modo efficiente le traiettorie, è fondamentale l’utilizzo di un drone per una rappresentazione accurata della posizione del pallone su un sistema di riferimento cartesiano. Infatti, il pallone utilizza una configurazione Marvelmind per stimare le coordinate X e Y. Infine, un Lidar attaccato fisicamente al drone è adoperato per determinare l’altezza (coordinata Z).
Marvelmind Robotics è una società che sviluppa dei sistemi GPS per la localizzazione interna mediante l’uso di beacon a ultrasuoni. Questi sistemi possono essere facilmente adattati per gli ambienti esterni come gli stadi, in cui quattro beacon fissi sono posizionati ad un’altezza di circa 1 metro in ogni angolo del campo. Un quinto beacon mobile è collegato al drone la cui posizione è tracciata dai beacon fissi. In questa applicazione i dati sono accessibili tramite un modem utilizzando un programma scritto in linguaggio C. Questo algoritmo decodifica i dati e li trasmette ad un programma MATLAB/Simulink tramite UDP (Universal Datagram Protocol). Tutto questo viene eseguito su mini PC Intel Nuc.
Infine, il sistema di rilevamento è affiancato al tracciamento ottico realizzato con dodici telecamere Hawk-Eye installate in tutto lo stadio per seguire il pallone e i calciatori. L’unione di queste due tecnologie consente di accelerare il processo decisionale del VAR, in modo tale da prendere decisioni sul fuorigioco in modo più accurato, ma anche più rapidamente rispetto al passato, una priorità fondamentale per la FIFA in questo campionato mondiale.
La FIFA ha chiamato questa tecnologia “Fuorigioco semi-automatico”, gestito per la gran parte dall’intelligenza artificiale, ma che mantiene l’elemento fondamentale di verifica umana.