La ciència de dades al món del futbol està avançant a passes de gegant en els últims anys, i els equips més punters ja disposen d’equips tècnics analítics que treballen amb noves mètriques per tal d’intentar optimitzar el rendiment de l’equip. "A grans trets, aquestes estadístiques provenen de dades de tracking dels jugadors, les quals indiquen la posició dels jugadors al camp per cada instant de temps. A partir del tracking es poden construir models predictius o agrupar jugades similars a partir de patrons que es produeixen mitjançant la interacció dels jugadors al camp", afirma Adrià Arbués, doctorand de la UPF en el Grup de Recerca en Processament de la Imatge (GPI) al Departament de Tecnologies de la Informació i les Comunicacions (DTIC) de la UPF.

Però a aquests models predictius, alguns d’ells ja emprats actualment, encara els manquen algunes variables específiques que poden afectar dràsticament el desenllaç de la jugada, com ara l’orientació del jugador. En la versió actual del futbol, l’orientació és una habilitat vital que han de dominar els jugadors per tal de realitzar/rebre una passada en condicions i anticipar-se a la defensa. No obstant això, les dades de tracking no inclouen aquest tipus d’informació, ja que encara no incorporen models de posa. 

"Així doncs, la nostra recerca recent ha consistit en la creació de dos models: el primer troba l’orientació dels jugadors en funció de la seva posició corporal i el segon prediu quina passada té més/menys risc en un moment donat, gràcies a l’orientació de tots els jugadors", manifesta Arbués.

Aquesta investigació l’han dut a terme investigadors de la Universitat Pompeu Fabra i del FC Barcelona: Adrià Arbués-Sangüesa, doctorand del GPI; Adrián Martín, investigador del grup de recerca Image Processing for Enhanced Cinematography (IP4EC); Coloma Ballester i Gloria Haro, coordinadora i membre del GPI, respectivament, tots ells del (DTIC),  amb Carlos Rodríguez  i Javier Fernández (FCB). 

Càlcul de l'orientació del cos del jugador a partir la posició corporal

La primera part de la recerca ha estat presentada en un article que ha estat recentment acceptat a la International Conference on Image Processing (ICIP2020). En aquest treball els autors calculen l’orientació dels jugadors a partir de la seva posició corporal; més concretament, utilitzant un model de posició anomenat OpenPose i, mapejant aquelles parts corresponents a la part superior del tors (maluc i espatlles) en un pla bidimensional, "podem extreure un vector normal sobre el pla, que ens retornarà l’esmentada orientació; en aquells casos en els quals no identifiquem el maluc o les espatlles, la posició de les parts facials juga un rol important", afegeix Arbués.

Aconseguir una estimació de l'orientació del jugador refinada

"La qualitat de la imatge pot no ser la desitjada en determinades ocasions, i aquells jugadors que estan lluny de la càmera tenen una resolució notablement baixa; per aquest motiu, intentem refinar l’estimació de l’orientació de dues maneres: mitjançant un model d’aprenentatge automàtic que ens diu si el jugador està de cara o d’esquena; compensant l’orientació amb la posició de la pilota, donat que la majoria de jugadors acostumen a estar lleugerament esbiaixats per la posició d’aquesta", segueix explicant Arbués, primer autor dels treballs.

"Gràcies a les dades que ens ha proveït el Futbol Club Barcelona, hem pogut comparar l’orientació obtinguda amb el nostre mètode amb dades reals de partit, captades mitjançant l’ús de sensors com a wearable; el nostre mètode té un error medià de menys de 30 graus", especifica Arbués. 

Quina és la passada més fiable en cada moment?

Dins la segona part de la recerca, els investigadors defineixen una nova mètrica que mesura la viabilitat dels esdeveniments de passada; és a dir, en un moment donat, quan s’està a punt d’efectuar una passada, quin jugador pot rebre la pilota en millors condicions?

"Per a respondre a aquesta pregunta, hem combinat tres estimacions independents de viabilitat de passada, a partir de: (a) la distància entre passador i possibles receptors, (b) la pressió defensiva sobre el passador/receptor, i (c) la compatibilitat d’orientacions entre passador i receptor, obtinguda mitjançant una solució geomètrica", afirma Arbués. 

Amb això, "Demostrem que aquesta última és la peça o ingredient clau per obtenir la passada més probable en aquells instants de temps del partit.  Per tal de estimar-la, hem optat per una solució geomètrica en què es defineixen cons amb el camp de visió de cada jugador (definida per l’orientació) i es busquen potencials interseccions entre el con del passador i el dels possibles receptors", afegeix el primer autor dels treballs.

Utilitzant una base de dades de més de 6000 passes, els resultats demostren que el model és prou robust, ja que el 70% de les passades efectuades estan en el top 3 més viable segons el nostre model i que l’orientació és clau per la presa de decisions en la majoria dels casos (posició del jugador, zona del camp).

Treballs de referència:

• Adrià Arbués-Sangüesa, Adrián Martín, Javier Fernández, Carlos Rodríguez, Gloria Haro, Coloma Ballester  (2020), "Always Look on the Bright Side of the Field: Merging Pose and Contextual Data to Estimate Orientation of Soccer Players", accepted in the International Conference on Image Processing (ICIP 2020).
   
• Adrià Arbués-Sangüesa, Adrián Martín, Javier Fernández, Gloria Haro, Coloma Ballester  (2020), "Using Player's Body-Orientation to Model Pass Feasibility in Soccer", accepted in the Computer Vision in Sports Workshop (CVPR 2020).