Cette année à la Coupe du Monde de la FIFA, un ordinateur saura qu'un coup de feu passe au-delà de la ligne de but - parfois même avant que l'arbitre puisse effectuer l'appel. Le système, appelé GoalControl, utilise un ensemble de 14 caméras haute vitesse pour surveiller chaque but et envoyer un signal à une smartwatch chaque fois qu'un ballon franchit la ligne de but.
Le système est aussi précis, sinon plus, qu'un arbitre humain. L’année dernière, la Coupe des Confédérations avait été un succès. Les 68 buts marqués avaient été marqués correctement.
Ainsi, les amateurs de sport (en particulier ceux dont les équipes ont été éliminées ou qui ne sont tout simplement pas au football) se demandent: le même niveau d'automatisation peut-il être appliqué à d'autres sports, peut-être même au football américain ?
Telle est la question à laquelle une équipe de chercheurs de l'Université de Caroline du Nord et de Carnegie Mellon a récemment décidé de répondre. Le groupe, financé par Disney Research, a partagé son système, qui utilise des transmissions radio pour suivre un ballon de football dans un espace 3D, dans Antennas et Magazine de la propagation IEEE au début du mois.
Dès le début, l'équipe savait qu'un système tel que le suivi de balle basé sur une caméra de la FIFA ne fonctionnerait pas pour eux.
«Le football américain est unique, car la balle est souvent masquée, surtout lorsque vous en tenez à votre cœur», a déclaré David Ricketts, professeur agrégé de génie électrique et informatique à la North Carolina State University et l'un des auteurs du journal. Les joueurs s'attaquent et s'entassent sur le ballon, car c'est ainsi que se joue le jeu.
L’équipe a intégré un émetteur radio basse fréquence et une petite batterie dans le ballon de football; une série d'antennes suivent le signal et un ordinateur utilise ces données pour cartographier la position de la balle dans un espace 3D. Le signal de basse fréquence produit des longueurs d'onde extrêmement longues, ce qui signifie qu'elles peuvent facilement traverser le corps humain.
Selon Ricketts, ce sont les interférences de fréquence qui ont mal tourné lors de tentatives de suivi de balle. Dans ces cas, les ingénieurs ont utilisé des émetteurs qui produisent des ondes haute fréquence, qui sont facilement absorbées par le corps humain - ce n’est pas vraiment la meilleure façon d’obtenir un signal de six secondeurs.
Mais les ondes de basse fréquence ne sont pas non plus parfaites: le sol les absorbe puis les réémet et les déforme. "Même si les gens sont transparents", déclare Ricketts, "la Terre ne l'est pas parce qu'elle est tellement grande".
Dans l’ensemble, leur approche est peut-être nouvelle, mais l’équipe a utilisé une ancienne méthode pour déchiffrer les signaux.
«Nous avons réalisé que nous pouvions utiliser une technique mise au point dans les années 1960, appelée théorie de l'image complexe», a déclaré le Dr Darmindra Arumugam, autre auteur et ancien doctorat. étudiant à Carnegie Mellon, dans un communiqué de presse. "La théorie des images complexes nous permet de prendre en compte les champs secondaires générés par la Terre et de les compenser dans notre modèle."
Même avec les émetteurs à bord, les ballons de football resteront conformes à la réglementation de la NFL. «Un ballon de football possède des lacets, ce qui le rend très asymétrique, variable et déséquilibré», explique Ricketts. La NFL permet également une variance de poids allant jusqu’à une demi-once; les émetteurs des équipes pèsent moins de 25 grammes.
À l’heure actuelle, le système est précis à environ 77 centimètres; il doit descendre à 14 cm - environ la moitié de la longueur d'un ballon de football - pour être une option viable pour le jeu.
Bien que la technologie ne soit certainement pas prête pour la saison à venir ou même la prochaine, Ricketts n'est pas découragé.
"Essayer de trouver un ballon de football sur le terrain revient à chercher un cube d'un pied dans une surface de 450 000 pieds cubes", dit-il. "Ce n'est pas comme s'il y avait une limitation fondamentale dans l'ingénierie - il s'agit vraiment d'améliorer l'algorithme que nous utilisons pour estimer la position."
Bien que le système puisse être utile pour traiter les appels contestés, établir les premiers essais et les lignes de mêlée, Ricketts pense qu'il peut également contribuer à améliorer l'expérience de visionnage de la télévision de la même manière que les caméras de zone de frappe MLB ou le suivi de rondelles de la LNH.
«Si vous y réfléchissez, dit-il, quand tout le monde est aligné et que le centre est en place, vous ne voyez même pas le ballon tant qu'il ne l'a pas fait.
Prochaine étape probable: transfert de la technologie à une entreprise partenaire pour un développement ultérieur et une mise en œuvre potentielle.
«C'est prêt pour un transfert de technologie», déclare Ricketts.
