Hoe laten we computers doen alsof ze voetballers zijn?

Hoe voorspel je met wiskunde en computers hoe voetbalspelers over het veld lopen, zodat je weet waar ze willen scoren? Ik deed afgelopen week mee aan de ‘Studiegroep Wiskunde met de Industrie’ om daarachter te komen.

8 februari 2018

Wiskundigen uit het hele land komen een week lang bij elkaar om problemen van verschillende bedrijven op te lossen. Maandagochtend presenteren alle bedrijven hun problemen. Deze variëren van ‘Hoe kun je zo efficiënt mogelijk bloembollen kweken?’ tot ‘Hoe hou je de spanning op een stopcontact precies gelijk als je de televisie aanzet?’.

Wat kunnen we doen als we nog meer informatie over alle spelers hebben?
Pixabay CC0

Statistiek en transfers

Ik sluit me aan bij een probleem van het bedrijf SciSports. Dit bedrijf verzamelt statistieken over profvoetbalspelers in meer dan 200 competities over de hele wereld. Je kunt denken aan de leeftijd of de rol van een speler, maar ook aan informatie over zijn prestaties zoals het aantal schoten op doel, of het aantal geslaagde passes. Door al deze informatie op een slimme manier te combineren, adviseert SciSports bijvoorbeeld aan clubs welke speler ze het beste kunnen kopen.

FIFA in het echt

Maar wat kunnen we doen als we nog meer informatie over alle spelers hebben? In de onderstaande video zie je een voorbeeld waar veertien verschillende camera’s de positie van alle spelers constant filmen. Door de informatie van deze camera’s te combineren, kun je de wedstrijd in 3D kijken. Deze echte wedstrijd lijkt dan meer op een FIFA-wedstrijd!

Door de informatie van al die camera’s weten we op ieder moment van de wedstrijd waar iedere speler zich precies bevindt. Maar wat kun je eigenlijk met deze informatie?

Mijn groepsgenoten en ik proberen deze week of we met informatie over hoe we met deze informatie kunnen voorspellen hoe een bepaalde speler gaat lopen. Dit is niet makkelijk, en de eerste paar uur discussiëren we dus vooral over hoe we dit willen aanpakken. Uiteindelijk vinden we gelukkig een methode waarmee we denken deze bewegingen te kunnen voorspellen.

Een computerwedstrijd

We laten eigenlijk twee computers een wedstrijd houden. Eén computer probeert zo goed mogelijk te voorspellen hoe een voetbalspeler gaat lopen. De andere computer probeert om de loopbeweging die de andere computer gemaakt heeft te onderscheiden van die van een echte voetbalspeler. Doordat alle twee de computers hun taak zo goed mogelijk willen uitvoeren, doen ze dit allebei steeds beter. Hierdoor slaagt de eerste computer er uiteindelijk in om de loopbeweging van een voetbalspeler zo goed na te doen dat het heel moeilijk is om deze nog van een echte voetballer te onderscheiden.

De tweede computer is uiteindelijk zo goed getraind dat hij de loopbewegingen van twee verschillende spelers weet te onderscheiden. Op deze manier herkent de computer dus wat er zo bijzonder is aan het looppatroon van een bepaalde speler.

Het team waarmee we aan de voetbalopdracht werken, met Clara helemaal rechts.
Oliver Tse voor NEMO Kennislink

Na drie dagen aan die computerwedstrijd gewerkt te hebben, laten we een computer hele korte stukjes beweging van een voetballer na doen. Om langere bewegingen van voetballers te voorspellen, moeten we eigenlijk nog een aantal weken verder werken aan dit probleem, maar op vrijdag presenteren we onze resultaten al. Gelukkig is het bedrijf tevreden met wat we tot nu toe gedaan hebben, en kijkt iedereen terug op een geslaagde week!