KI-Schiri

"Schiri, wir wissen, wo dein Server steht"

Nils Laurer, Felix Batista Parada

Was ist der KI-Schiri?

Der "KI-Schiri" bezieht sich auf ein fortschrittliches System der Schiedsrichtung, bei dem künstliche Intelligenz (KI) und menschliche Schiedsrichter zusammenarbeiten, um eine optimale Entscheidungspräzision im Fußball zu gewährleisten. Dieses System soll hochentwickelte Sensoren, Kameras und Drohnen rund um das Spielfeld einsetzen, die in Echtzeit umfangreiche Datenpunkte erfassen. Diese Daten umfassen Spielerbewegungen, Ballpositionen und mögliche Regelverstöße. Durch die Analyse dieser Informationen kann der KI-Schiedsrichter sofortige und exakte Entscheidungen treffen bzw. bei diesen unterstützen. Dieser Ansatz zielt darauf ab, die Stärken von Menschen und Maschine zu vereinen, um die Fairness und Genauigkeit bei Spielentscheidungen im Fußball zu maximieren.

Einsatz von Technologien

Drohne

Die Drohnentechnologie ist mit hochauflösenden Kameras und Sensoren ausgestattet, die eine umfassende Überwachung des Spielfeldes ermöglichen. Sie fliegen in unterschiedlichen Höhen und Winkeln über dem Spielfeld und erfassen kontinuierlich Echtzeit-Videos sowie Daten zu Spielerpositionen und Ballbewegungen. Hierbei kann eine Drohne, die exakt über dem Fußball schwebt, eine neue und bedeutende Kameraperspektive bieten.

Sensoren

Die Integration von Sensoren ist ein entscheidender Aspekt des "KI-Schiri". Im Inneren des Fußballs befinden sich Sensoren, die seine Position und Bewegungen mit hoher Präzision messen. Zusätzlich wäre es möglich in den Schuhen oder speziellen Sport-BHs der Spieler Sensoren zu integrieren, die ihre Position und Bewegungen auf dem Spielfeld nachverfolgen. Diese Sensoren liefern kontinuierlich Daten, die für die Entscheidungsfindung von essenzieller Bedeutung sind.

 

Kameras

Rund um das Spielfeld sind hochauflösende Kameras installiert, die kontinuierlich Videoaufnahmen machen. Diese Kameras sind in der Lage, die Bewegungen der Spieler und des Balls aus verschiedenen Blickwinkeln zu erfassen. Die Aufnahmen werden in Echtzeit analysiert und dienen als Grundlage für die Entscheidungsfindung des "KI-Schiris".

 

Echtzeitanalyse

Durch fortschrittliche Bildverarbeitungstechniken wie z.B. Image Segmentation kann die KI, Spieler, den Ball und andere relevante Objekte in Echtzeit identifizieren und kategorisieren. Dies ermöglicht eine genaue Analyse der Spielsituationen und Entscheidungsfindung. Die Technologie erlaubt es, die Spielsituationen zuverlässig zu interpretieren und schnelle Entscheidungen zu treffen.

Einsatzfelder

Einwürfe und Ecke

In hektischen Spielsituationen kann es schwierig sein, genau zu bestimmen, ob der Ball die Seiten- oder Torauslinie überquert hat und welcher Spieler zuletzt am Ball war. Der "KI-Schiri" nimmt diese Herausforderung an, indem er Sensoren und Echtzeitanalyse kombiniert, um präzise Entscheidungen zu treffen.

Die Technologie zur automatischen Erkennung von Einwürfen und Ecken arbeitet ähnlich wie die bereits etablierte Torlinientechnik. Sobald der Ball die Linie überquert, wird dies mithilfe zahlreicher Kameras und der im Ball integrierten Sensoren erfasst und in Echtzeit an das KI-System übermittelt. Die KI kann dabei auch erkennen, welcher Spieler den Ball zuletzt berührt hat. Dies geschieht durch eine Kombination aus Bildanalyse und den Daten der Sensoren, die in den Spielern integriert sind, wie etwa in den Fußballschuhen oder speziellen Sport-BHs.

In Spielsituationen wie Seitenaus, Eckball oder Abstoß erkennt das System präzise, ob der Ball die Seiten- oder Torauslinie überquert hat und welches Team den Einwurf, Eckball oder Abstoß erhält. Diese schnelle und präzise Analyse stellt sicher, dass der Spielfluss nicht unterbrochen und die korrekte Entscheidung getroffen wird.

Foulspiel

 

Foulspiele sind oft entscheidende Momente in einem Fußballspiel und können den Ausgang eines Spiels erheblich beeinflussen. Der "KI-Schiri" unterstützt die Entscheidungsfindung bei Foulspielen, insbesondere bei kritischen Situationen, die vom VAR überprüft werden. Die KI kann durch Echtzeitanalyse und Auswertung historischer Spieldaten präzise Empfehlungen abgeben, ob ein Foulspiel vorliegt und welche Strafe angemessen ist.

Mithilfe von Sensoren und fortschrittlicher Bildverarbeitungstechniken kann die KI die Intensität des Kontakts, die Bewegungsrichtung der Spieler und den Kontext der Spielsituation analysieren. Dadurch kann sie differenzieren, ob es sich um ein leichtes Vergehen oder um ein schweres Foul handelt, das eine gelbe oder rote Karte rechtfertigt.

In Situationen, in denen der Schiedsrichter unsicher ist, bietet die KI eine objektive Entscheidungsgrundlage, indem sie alle relevanten Daten auswertet und eine Empfehlung ausspricht. Diese Unterstützung hilft dem Schiedsrichter, konsistente und faire Entscheidungen zu treffen, welche auf klar definierten objektiven Kriterien basieren.

Das folgende Video wurde von Jan Held erstellt und präsentiert sein Projekt „X-VARS“. Es demonstriert eindrucksvoll, wie KI bereits heute zur Beurteilung von Foulspielen im Fußball eingesetzt werden kann.

 

Handspiel

 

Handspielentscheidungen sind oft umstritten und können den Ausgang eines Fußballspiels beeinflussen. Der "KI-Schiri" zielt darauf ab, diese Entscheidungen zu vereinheitlichen und objektiver zu gestalten.

Die KI sammelt eine große Menge an Daten von Spielsituationen, die als Handspiel klassifiziert wurden oder nicht. Diese Daten werden von einer Vielzahl an Schiedsrichtern bewertet und als Trainingsmaterial für die KI verwendet. Mithilfe von Bildverarbeitungstechniken, insbesondere Image Segmentation, analysiert die KI die Position des Balls, der Spieler und den Kontaktpunkt des Balls mit dem Arm. Bewertungskriterien wie der Abspreizungsgrad des Arms, die Armposition, die Entfernung des Spielers zum Ball, die Absichtlichkeit des Handspiels und die Unvermeidbarkeit des Kontakts werden in die Entscheidung einbezogen.

In kritischen Spielsituationen im Strafraum, wo der Ball mehrere Spieler berührt, hilft die KI dabei, schnell und präzise zu entscheiden, ob ein Handspiel vorliegt oder nicht. Dabei berücksichtigt die KI, ob der Spieler absichtlich den Ball mit der Hand gespielt hat oder ob der Kontakt unvermeidbar war. Die endgültige Entscheidung liegt weiterhin beim Schiedsrichter, der die Empfehlungen der KI nutzen kann, um eine fundierte Entscheidung zu treffen.

Vorteile des KI-Schiris

  • Präzise Entscheidungen: Durch die genaue Erfassung und Analyse jeder Situation wird die Genauigkeit der Entscheidungen erhöht.
  • Objektive Bewertung: Die KI bewertet die Situation ohne subjektive Einflüsse, was zu einer objektiveren Bewertung führt.
  • Geringeres Konfliktpotenzial: Klare und eindeutige Entscheidungen reduzieren Konflikte und Diskussionen auf dem Spielfeld.
  • Unterstützung bei kritischen Entscheidungen: Insbesondere bei Situationen, die vom VAR überprüft werden, bietet die KI wertvolle Unterstützung
  • Klarheit und Transparenz: Nachvollziehbare Entscheidungen schaffen Vertrauen bei Spielern, Trainern und Zuschauern
  • Einbezug vieler Schiedsrichterbewertungen: Die KI basiert auf einer Vielzahl von Schiedsrichterbewertungen, was zu einer breiteren und ausgewogeneren Entscheidungsgrundlage führt.
  • Einbeziehung historischer Daten: Die KI lernt kontinuierlich aus vergangenen Entscheidungen und verbessert so ihre Genauigkeit und Zuverlässigkeit

Fazit - Vision und Herausforderung

Der "KI-Schiri" markiert einen bedeutenden Schritt in die Zukunft des Schiedsrichterwesens im Fußball. Die Integration von künstlicher Intelligenz und modernster Technologie hat das Potenzial, die Entscheidungsfindung im Spiel grundlegend zu verändern. Durch präzise und objektive Entscheidungen trägt der "KI-Schiri" nicht nur zur Verbesserung des Spielflusses und der Spielqualität bei, sondern stärkt auch das Vertrauen in die Integrität des Sports.

Ein wesentliches Element dieser Entwicklung ist die Vision einer alleinigen Spielleitung durch künstliche Intelligenz. Während menschliche Schiedsrichter derzeit weiterhin eine unverzichtbare Rolle spielen, könnte die fortschreitende Entwicklung der KI dazu führen, dass Spiele in Zukunft vollständig von KI geleitet werden. Diese Vision eröffnet neue Möglichkeiten für den Fußballsport, wirft jedoch auch wichtige Fragen auf.

Technisch gesehen ermöglicht der Einsatz von KI eine Vielzahl von Innovationen im Schiedsrichterwesen. Doch im Menschensport 

Fußball stellt sich bei jeder Neuerung stets die grundlegende Frage:

„Wollen wir das überhaupt?“

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Hybrides Poster zum Thema "KI-Schiri"
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Disclaimer

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KI-Tools

  • OpenAI. (2024). ChatGPT Version 4o DALL-E (Version 3). Verfügbar unter: https://chatgpt.com/
  • CanvaPro (2024). Verfügbar unter: https://www.canva.com

Quellen

Erklärung für KI-gestützte Textproduktion:

Während der Vorbereitung und Erstellung dieser Arbeit haben die Autoren der Artikel, die in den Quellen angegebenen Tools verwendet, um die Qualität der Texte zu steigern und Anregungen zu erhalten. Nach der Nutzung dieser Tools haben die Autoren den Inhalt nach Bedarf überprüft, bearbeitet und übernehmen die volle Verantwortung für den Inhalt der Veröffentlichung.

Semesterergebnisse der Seminare »KI & Ethik« und »Neue KI-gestützte Arbeits- und Organisationsformen« der Masterstudiengänge im Fachbereich Wirtschaft der Fachhochschule Kiel