Có gì bên trong trái bóng vừa khiến Ronaldo mất bàn thắng?

Trái bóng World Cup, với tên gọi Al Rihla hay “cuộc hành trình” trong tiếng Arab, là thành quả của 6 năm phát triển và là mảnh ghép quan trọng trong hệ thống công nghệ tại World Cup 2022.

Mới đây, “trái bóng thông minh” đã thể hiện vai trò của mình khi xác nhận Ronaldo không phải cầu thủ chạm bóng cuối cùng, trong bàn thắng đầu tiên của tuyển Bồ Đào Nha trước Uruguay ở trận đấu ngày 29/11. Dữ liệu từ Al Rihla đưa ra câu trả lời cho tình huống gây tranh cãi này nhờ hệ thống cảm biến siêu nhạy tích hợp bên trong.

Trong mỗi quả bóng là một thiết bị được thiết kế bởi KINEXON, công ty nổi tiếng trong ngành theo dõi hiệu suất thể thao. Theo công ty, thiết bị này chỉ nặng 14 gram và bao gồm 2 cảm biến riêng biệt hoạt động đồng thời.

Thứ nhất là cảm biến băng thông siêu rộng (UWB), công nghệ định vị vượt trội so với GPS hoặc Bluetooth, đồng thời truyền dữ liệu theo thời gian thực giúp các nhà quan sát xác định chính xác vị trí trái bóng ở mọi thời điểm trong trận đấu.

Thứ hai là cảm biến đo lường quán tính (IMU), công nghệ xác định mọi chuyển động, kể cả chuyển động xoay, của một vật thể trong không gian 3 chiều.

“Cảm biến băng thông siêu rộng cho thấy vị trí của một vật thể, ở đây là trái bóng, và IMU cho thấy chuyển động chi tiết trong không gian ba chiều", Maximillian Schmidt, đồng sáng lập và giám đốc điều hành của KINEXON, cho biết.

Hệ thống này ghi lại bất kỳ tác động nào lên Al Rihla, đá, đánh đầu, ném hoặc thậm chí là chạm vào, với tần suất 500 lần mỗi giây. Dữ liệu này được gửi theo thời gian thực đến hệ thống định vị cục bộ (LPS), gồm nhiều ăng-ten đặt xung quanh sân nhận và lưu trữ dữ liệu.

Khi một quả bóng bay ra ngoài biên và một quả bóng mới được ném hoặc đá vào để thay thế nó, hệ thống phụ trợ của KINEXON sẽ tự động chuyển nhận dữ liệu từ quả bóng mới mà không cần sự can thiệp của con người.

Thiết bị cảm biến của KINEXON được "đặt" bên trong chính giữa trái bóng nhờ một hệ thống treo của Adidas.

Kết hợp với các cảm biến trong bóng này là camera quang học Hawk-Eye, hệ thống theo dõi nổi tiếng trong quần vợt. 12 camera Hawk-Eye được đặt xung quanh sân, theo dõi cả quả bóng và từng cầu thủ 50 lần mỗi giây. Trên mỗi cầu thủ, có 29 điểm riêng biệt của cơ thể được theo dõi, bao gồm cả tay và chân.

Hai nguồn dữ liệu kết hợp với nhau để giúp trọng tài đưa ra các quyết định việt vị không chỉ có độ chính xác cao mà còn nhanh hơn nhiều so với trước đây, ưu tiên chính của FIFA trong chu kỳ World Cup này.

“Chúng tôi đã thảo luận sau World Cup năm 2018, và thấy rằng vấn đề cần cải thiện nhất là thời gian cần thiết để đưa ra các quyết định việt vị”, Nicolas Evans, người đứng đầu bộ phận nghiên cứu của FIFA Technology Innovation, cho biết.

Dữ liệu từ cả KINEXON và Hawk-Eye được đưa vào phần mềm trí tuệ nhân tạo được lập trình để tự động cảnh báo việt vị. Thay vì việc các trọng tài phải xem lại "thủ công" các tình hình huống, một quá trình tốn thời gian, ở World Cup năm nay các chương trình AI sẽ tự động cảnh báo khi xuất hiện tình huống nghi ngờ và các trọng tài chỉ cần xác nhận.

Hệ thống cũng là nguồn dữ liệu để tạo ra các hoạt cảnh không gian 3D, được chiếu trên các chương trình phát sóng và trên sân vận động để người hâm mộ trực tiếp nhìn thấy quy trình ra quyết định.

Để đảm bảo dữ liệu trả về là chính xác, hệ thống của KINEXON thu dữ liệu 500 lần mỗi giây. Các thiết bị thu phát hình ảnh thường hoạt động tạo ra khoảng 50 khung hình mới mỗi giây, có nghĩa là các thông tin trong khoảng 1/50 giây giữa các thời điểm tạo khung hình sẽ bị "bỏ sót".

Với tốc độ của cảm biến trong Al Rihla, khoảng hổng này chỉ là 1/500. Dữ liệu KINEXON và Hawk-Eye cũng được đồng bộ chính xác đến một phần triệu giây, đảm bảo hai nguồn không lệch nhịp với nhau.

Các nhà phát triển cũng đảm bảo rằng trái bóng chứa cảm biến bên trong không khác biệt so với một trái bóng thông thường. Adidas là công ty đã thực hiện thử nghiệm so sánh này.

Công ty đã sử dụng các thiết bị robot được được lập trình để đá bóng ở các tốc độ, độ xoáy và hướng khác nhau. Các camera tốc độ cao ghi lại đường bay của quả bóng, đảm bảo rằng bóng chứa cảm biến không có đường bay bất thường.

Adidas cũng thực hiện các bài "kiểm tra mù" để xem cầu thủ có thể phân biệt được giữa bóng bình thường và bóng gắn cảm biến hay không. "Cầu thủ không thể nhận ra sự khác biệt", Evans nói.

Các bên liên quan tự tin rằng họ đã đáp ứng mọi tiêu chuẩn để có thể đưa công nghệ mới này vào World Cup. "Đây là công nghệ tốt nhất chúng ta từng có", Evans nói.

Dù vậy, các chuyên gia cho biết không thể loại trừ trường hợp xảy ra trục trặc. Và ngay cả trong trường hợp công nghệ hoạt động hoàn hảo, không có gì đảm bảo những người hâm mộ thể thao sẽ ủng hộ Al Rihla nếu như cầu thủ yêu thích của họ đổ lỗi cho trái bóng trong những tình huống gây tranh cãi.