World Cup 2022: Trái bóng Al Rihla chứa bí mật gì bên trong?

Một trong những công nghệ đó nằm bên trong Al Rihla - quả bóng chính thức của World Cup 2022 tại Qatar. So với những quả bóng ở các kỳ World Cup trước, Al Rihla tích hợp nhiều công nghệ hiện đại nhất hiện nay.

Trong khi Al Rihla sản xuất bởi Adidas, công nghệ bên trong quả bóng được thiết kế bởi KINEXON, công ty hàng đầu thế giới về theo dõi hiệu suất nhiều môn thể thao. Những công nghệ này đã phát triển và thử nghiệm trong 6 năm trước khi được Liên đoàn bóng đá thế giới (FIFA) chứng nhận đầy đủ.

Phần lõi quả bóng có tích hợp cảm biến

Một cụm thiết bị đặc biệt tích hợp trong Al Rihla. Chỉ nặng 14 gram, các thiết bị này về cơ bản là các cụm cảm biến độc lập hoạt động đồng thời. Thiết bị đầu tiên là cảm biến siêu băng thông rộng (UWB). Nó được sử dụng để cung cấp dữ liệu vị trí chính xác chưa từng có, vượt trội hoàn toàn so với bluetooth hay GPS. Dữ liệu thu thập được sẽ truyền theo thời gian thực để liên tục theo dõi vị trí của quả bóng trong trận đấu.

Thiết bị thứ hai là một cảm biến đơn vị đo lường quán tính (IMU) - một cảm biến sử dụng để phát hiện các chuyển động tinh vi của các vật thể trong không gian. Maximillian Schmidt, đồng sáng lập kiêm Giám đốc điều hành của KINEXON cho biết: "Trong khi các cảm biến siêu băng thông rộng giúp chúng tôi có được vị trí của các đối tượng, thì các cảm biến IMU lại cung cấp cho chúng tôi dữ liệu chuyển động chi tiết trong không gian 3 chiều".

Vì vậy, bất cứ khi nào Al Rihla được đá, đánh đầu, ném hoặc thậm chí chỉ cần chạm vào, cảm biến sẽ thu thập và xử lý dữ liệu siêu nhanh. Sau đó, dữ liệu sẽ gửi theo thời gian thực từ các cảm biến đến Hệ thống định vị cục bộ (LPS), bao gồm một dãy ăng-ten nối mạng lắp đặt xung quanh sân vận động để nhận và lưu trữ dữ liệu ngay lập tức...

Đặc biệt, khi một quả bóng bay ra ngoài biên trong quá trình thi đấu và một quả bóng mới được đưa vào sân để thay thế, hệ thống phụ trợ của KINEXON sẽ tự động chọn đầu vào của quả bóng mới mà không cần can thiệp thủ công.

Hệ thống camera thu thập dữ liệu – AI xử lý thông tin

Al Rihla chứa hệ thống cảm biến KINEXON với tần số xử lý dữ liệu là 500Hz. Điều này có nghĩa là độ trễ đầu vào của hệ thống sẽ thấp hơn 10 lần so với tần số 50Hz tiêu chuẩn, đồng nghĩa với việc mọi dữ liệu thu từ cảm biến sẽ được xử lý nhanh chóng và chính xác, gần như không có sai sót và độ trễ.

Ngoài việc tích hợp các cảm biến bên trong Al Rihla, hệ thống camera theo dõi quang học Hawk-Eye từng sử dụng rộng rãi trong quần vợt - cũng được áp dụng trong giải đấu. Mười hai camera Hawk-Eye thiết lập xung quanh sân vận động sẽ theo dõi quả bóng và từng cầu thủ 50 lần mỗi giây. 29 điểm khác nhau trên cơ thể của mỗi cầu thủ (bao gồm cả tay chân) được chú ý trong suốt trận đấu.

Bên cạnh đó, dữ liệu từ cả KINEXON và Hawk-Eye sẽ được xử lý bằng phần mềm trí tuệ nhân tạo, vốn đã lập trình để tự động đưa ra cảnh báo khi xảy ra tình huống việt vị cho các trọng tài trong phòng video của trận đấu. Thay vì các trọng tài phải thảo luận tình huống với nhau, AI sẽ tự động tạo cảnh báo để các trọng tài VAR có thể xác nhận. Như vậy, tổ 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 kỳ World Cup 2022.

Phần mềm này cũng tạo ra hình ảnh 3D trong các tình huống việt vị để người hâm mộ có cái nhìn trực tiếp và trực quan hơn về quá trình ra quyết định của các "Vua áo đen". Đây chính là điểm mấu chốt của công nghệ mang tên "Công nghệ việt vị bán tự động".

Ngoài ra, FIFA cũng ứng dụng Giao thức thời gian chính xác PTP, cho phép đồng bộ hóa 2 nguồn dữ liệu từ KINEXON và Hawk-Eye với độ chính xác đến một phần triệu giây, đảm bảo hai nguồn cấp dữ liệu không bao giờ sai lệch với nhau.

Al Rihla đã vượt qua những thử nghiệm

Tuy nhiên, việc tích hợp hệ thống cảm biến bên trong có ảnh hưởng đến tốc độ và quỹ đạo bay của Al Rihla so với bóng thông thường (không có ruột bên trong) hay không?

Để xác minh điều này, Adidas đã tiến hành một loạt các thử nghiệm khác nhau. Với sự giúp đỡ của các câu lạc bộ ở một số quốc gia bao gồm Tây Ban Nha, Đức và Anh, các bài kiểm tra được thực hiện để xem liệu các cầu thủ có thể phân biệt sự khác biệt giữa bóng bình thường và bóng có gắn thiết bị cảm biến hay không.

Trong khi đó, một thử nghiệm khác thực hiện trong phòng thí nghiệm. Hệ thống robot được lập trình để "đá" quả bóng ở các tốc độ, độ xoáy và hướng khác nhau. Sau đó, một camera tốc độ cao sẽ đánh giá đường bay của quả bóng, đảm bảo rằng sự hiện diện của cảm biến không tạo ra đường bay bất thường.

Kết quả kiểm tra cho thấy cầu thủ không thể phân biệt sự khác biệt giữa bóng tích hợp cảm biến và bóng thường. Ở chiều ngược lại, các cảm biến bên trong  Al Rihla cũng lắp đặt theo công nghệ hệ thống treo do Adidas cung cấp. Công nghệ cho phép cảm biến được đặt chính giữa bên trong quả bóng và giữ nó chắc chắn ở vị trí nhất quán. Điều này có nghĩa là cụm cảm biến vẫn sẽ hoạt động bình thường sau cú ra chân cực mạnh của cầu thủ.