ورود هوش مصنوعی به رختکن: نگاهی به پشت‌صحنه فناوری‌های جدید فیفا

مسابقات جام جهانی فوتبال مردان، یک فرصت جهانی و منحصربه‌فرد برای به نمایش گذاشتن فناوری‌های نوین فوتبالی ارائه می‌دهد؛ از کفش‌ها و توپ‌های پیشرفته گرفته تا سیستم‌های دیجیتالی که با هدف افزایش دقت داوری و همچنین ارتقای سطح تعامل و هیجان هواداران طراحی شده‌اند. جام جهانی همیشه ویترینی برای نوآوری بوده است و رقابت‌های 2026 در آمریکای شمالی نیز از این قاعده مستثنی نیست.

روند آوردن این فناوری‌های پیچیده به دنیای بازی‌ها اغلب از دانشگاه‌ها، آزمایشگاه‌های بیومکانیک و سایر مؤسسات تحقیقاتی آغاز می‌شود. مجله آکادمیک «مهندسی ورزش» (Sports Engineering)، مطالعات و مقالات داوری‌شده‌ای (Peer-reviewed) را منتشر می‌کند که به شدت توسط نهاد اداره‌کننده جهانی این ورزش، یعنی فیفا (Fifa)، تحت نظارت و بررسی قرار می‌گیرند تا در آینده در زمین مسابقه پیاده‌سازی شوند.

در دو مجموعه از مطالعاتی که تاکنون منتشر شده است، موضوعات تحقیقاتی برجسته‌ای مانند «ردیابی خودکار بازیکنان» و «تشخیص خودکار رویدادهای بازی» بسیار به چشم می‌خورند. بخش دیگری از این تحقیقات بر بررسی میزان کارایی و دقت حسگرهای پوشیدنی (Wearable Sensors) در محیط‌های شلوغ و پر از نویز استادیوم‌ها تمرکز دارد.

داده‌های عظیمی که از ردیابی حرکات بازیکنان به‌دست می‌آید، می‌تواند برای ایجاد آواتارهای مجازی و سه‌بعدی از آن‌ها استفاده شود. استفاده از این فناوری در حال حاضر در دست بررسی است تا مخاطبان و تماشاگران محبوب‌ترین ورزش جهان (چه از نظر تعداد بازیکنان و چه از نظر هواداران) بیش از پیش افزایش یابد. در واقع، هدف سوم از اهداف استراتژیک فیفا برای دوره زمانی 2023 تا 2027 این است که: «ارائه راهکارهایی برای تعامل بیشتر هواداران از جمله از طریق فوتبال الکترونیک (eFootball)، و سرمایه‌گذاری در فناوری‌های دیجیتال و هوش مصنوعی برای نسل‌های آینده.»

بنابراین، چه نوآوری‌هایی راه خود را به جام جهانی فعلی در آمریکای شمالی پیدا کرده‌اند و کدام فناوری‌های دیگر احتمالا در مسابقات آینده معرفی خواهند شد؟

زوایای دید بهبودیافته و بازسازی‌های سه‌بعدی

شاید یکی از پربحث‌ترین نوآوری‌های تکنولوژیک در این دوره از جام جهانی، استفاده مکرر از دوربین‌های متصل به بدن (Body Cameras) توسط داوران باشد. این زاویه دید اضافی با استقبال و تحسین گسترده‌ای مواجه شده است، زیرا به هواداران چشم‌انداز جدید و شگفت‌انگیزی از لحظات کلیدی بازی (از جمله صحنه‌های گلزنی و آنچه داوران در هنگام اتخاذ تصمیمات حساس می‌بینند) ارائه می‌دهد. این موضوع باعث شفافیت بیشتر و درک بهتر تماشاگران از فشار روانی روی داوران شده است.

اما انقلاب در زوایای دید به همین جا ختم نمی‌شود. یکی از جنبه‌هایی که به طور فزاینده‌ای در پوشش تلویزیونی مسابقات رایج شده است، «بازسازی‌های سه‌بعدی» است. به عنوان مثال، زمانی که پس از بررسیِ سیستم کمک‌داور ویدیویی (VAR)، تصمیمات مربوط به آفسایدهای میلی‌متری و بسیار نزدیک توضیح داده می‌شود، از این فناوری استفاده می‌گردد. این سیستم‌ها از داده‌های مربوط به موقعیت و حرکات بازیکنان که توسط سیستم‌های ردیابی نوریِ (Optical Tracking) نصب‌شده در زیر سقف استادیوم جمع‌آوری می‌شوند، استفاده می‌کنند تا جریان بازی را از زوایای کاملا جدید بازسازی کنند. این فناوری پتانسیل آن را دارد که نماهای کاملا بدیعی از جریان بازی به هواداران بدهد؛ مثلا تماشای یک شلیک به سمت دروازه دقیقا از زاویه دید دروازه‌بان!

کمک‌های رسمی به مقامات مسابقه

فناوری خط دروازه (Goal-line technology) برای اولین بار در جام جهانی مردان در سال 2014 مورد استفاده قرار گرفت تا مشخص شود آیا تمامِ حجم توپ از خط دروازه عبور کرده است یا خیر. اما جام جهانی 2026 یک گام فراتر رفته و برای اولین بار از فناوری پیشرفته‌ی «تشخیص خروج توپ از زمین» (Out-of-bounds technology) استفاده می‌کند. این سیستم با استفاده از دوربین‌ها و سنسورها، به طور قطعی مشخص می‌کند که توپ چه زمانی از خطوط کناری یا عرضی زمین خارج شده است، چه برای اعلام پرتاب اوت و چه برای ضربه کرنر.

بینندگان مسابقات همچنین ممکن است متوجه شوند که مقامات و کادر فنی تیم‌ها، به جای استفاده از یادداشت‌های کاغذی و دست‌نویس، از یک «تبلت تعویض دیجیتال» برای توضیح و اعمال تعویض‌هایی که می‌خواهند انجام دهند استفاده می‌کنند. این کار باعث می‌شود فرآیند تأیید تعویض‌ها توسط مقامات مسابقه بسیار آسان‌تر و دقیق‌تر شود و تغییرات با سرعت بالایی به پخش‌کنندگان تلویزیونی مخابره گردد. علاوه بر این، تبلت‌های دیجیتال در مقایسه با یک دفترچه یادداشت خیس و مچاله شده در زیر باران شدید، حساسیت کمتری به شرایط آب‌وهوایی دارند!

تحلیل داده‌ها و هوش مصنوعی در خدمت مربیان

فیفا متعهد شده است که در این جام جهانی، تمام 48 تیم حاضر باید به طور مساوی «از قابلیت‌های تحلیلی مشابه در قبل و بعد از مسابقه» از طریق سیستم AI Pro بهره‌مند شوند. این سیستم از عامل‌های هوش مصنوعی (AI Agents) استفاده می‌کند که قادرند داده‌های ساختاریافته‌ی مسابقه را پردازش و پرس‌وجو کنند تا بینش‌های تاکتیکی سریع، تحلیل‌های عملکردی فردی و تیمی، و همچنین توصیه‌های استراتژیک را در اختیار کادر فنی قرار دهند. این امر باعث می‌شود تیم‌هایی با بودجه کمتر نیز به پیشرفته‌ترین آنالیزهای روز دنیا دسترسی داشته باشند.

علاوه بر این، پژوهشگران در حال بررسی روش‌هایی هستند که بتوانند از طریق تصاویر ویدیویی پخش زنده (Broadcast video)، بازیکنان را ردیابی کرده و رویدادهای بازی را به صورت خودکار تشخیص دهند، بدون اینکه نیازی به نصب دوربین‌های تخصصی و گران‌قیمت در استادیوم باشد. اطمینان از اینکه این قابلیت‌های نرم‌افزاری در خارج از لیگ‌های نخبه و ثروتمند جهان نیز در دسترس قرار گیرند، گام مهمی در جهت دموکراتیزه کردن و توسعه‌ی عادلانه این ورزش به شمار می‌رود.

توپ جام جهانی: مهندسی آیرودینامیک و سنسورهای داخلی

هر دوره از جام جهانی شاهد معرفی یک توپ کاملا جدید است. توپ سال 2026 با نام آدیداس تریوندا (Adidas Trionda)، دارای چهار پنل با شکل‌های منحصربه‌فرد است؛ این کمترین تعداد پنلی است که تا به حال برای ساخت یک توپ در تاریخ جام جهانی استفاده شده است.

این پنل‌ها که از جنس مواد پلیمری و پلی‌اورتان ساخته شده‌اند، دارای شیارها و برجستگی‌های کوچک سطحی به شکل عقاب، برگ افرا و ستاره هستند که نمادی از سه کشور میزبان (آمریکا، کانادا و مکزیک) می‌باشند. این بافت‌های سطحی به همراه درزهای اتصال، با هدف ایجاد ویژگی‌های آیرودینامیکی مطلوب طراحی شده‌اند تا توپ در هنگام حرکت در هوا (درگ و جریان‌های گردابی)، رفتار پروازی کاملا پایدار و قابل پیش‌بینی تولید کند.

توپ تریوندا، درست مانند نسل قبلی خود، دارای یک حسگر داخلی (IMU) است که می‌تواند برای اندازه‌گیری حرکات توپ، داده‌ها را با سرعت حیرت‌انگیز 500 بار در ثانیه نمونه‌برداری کند. این اطلاعات به صورت در لحظه (Real-time) به داوران و مقامات مسابقه مخابره می‌شود و از تصمیم‌گیری‌های حساس آن‌ها پشتیبانی می‌کند. جالب است بدانید که دفترچه راهنمای تست فوتبال فیفا، حتی یک «تست تعادل» ویژه برای توپ‌های دارای این سنسور داخلی در نظر گرفته است. هدف از این تستِ سخت‌گیرانه آن است که اطمینان حاصل شود وزن و جایگاه سنسور داخلی به هیچ وجه باعث رفتار غیرقابل پیش‌بینی توپ هنگام غلتیدن روی چمن یا پرواز در هوا نمی‌شود.

زمین‌های بازی و چمن‌های هیبریدی

برخی از بازیکنان در این دوره از جام جهانی شکایت کرده‌اند که زمین‌های چمن موقتی که در برخی از استادیوم‌ها استفاده شده است، حسی شبیه به “یک سطح کاملا مصنوعی و پلاستیکی” را منتقل می‌کند.

تحقیقات دانشگاهی و بیومکانیکی بسیار گسترده‌ای در مورد تأثیر نوع چمن و زمین بر عملکرد بازیکنان و همچنین خطرات ناشی از آسیب‌دیدگی انجام شده است. این موضوع به ویژه برای بازیکنان زن بسیار حائز اهمیت است، زیرا پارگی رباط صلیبی و آسیب‌های زانو در میان آن‌ها شیوع بسیار بیشتری دارد و زمین‌های سفت‌تر می‌تواند این خطرات را تشدید کند.

به همین دلیل، جدیدترین کتابچه راهنمای تست چمن فوتبال شامل آزمونی به نام “تست ارتفاع بحرانی سقوط” است. این آزمایشِ بیومکانیکی طراحی شده است تا اطمینان حاصل کند که سطوح زمین به اندازه کافی نرم و منعطف هستند تا از ایجاد خطر آسیب‌های شدید به سر بازیکنانی که از ارتفاع حداقل 0.6 متری سقوط می‌کنند (مثلا در هنگام پرش برای ضربه سر)، جلوگیری شود.

طراحی کفش‌های ورزشی با فرامواد

تحقیقات آکادمیک به طور پیوسته در حال شکل دادن و به‌روزرسانیِ طراحی کفش‌های فوتبال است. به عنوان مثال، مطالعات اخیر نشان داده است که وجود پدهای ضخیم در قسمت بالایی کفش (رویه‌ی کفش) می‌تواند دقت شوت‌زنی بازیکنان را مختل کند، زیرا سطح تماس و انتقال نیرو را تغییر می‌دهد.

ما اکنون در حال مشاهده ورود کفش‌های تولید شده با چاپگرهای سه‌بعدی (3D-printed) هستیم که توسط برخی از بازیکنان پوشیده می‌شوند. این کفش‌ها از «فرامواد» (Metamaterials) استفاده می‌کنند؛ موادِ مهندسی‌شده و مصنوعی که دارای خواص غیرمتعارفی هستند و در طبیعت یافت نمی‌شوند. این مواد هوشمند نویدبخشِ بهبود چشمگیر در راحتیِ پا و قالب‌گیری دقیق کفش متناسب با آناتومی پای هر بازیکن هستند.

اگرچه ممکن است در این جام جهانی تنها تعداد معدودی از این کفش‌های پیشرفته را در پای بازیکنان ببینید، اما حرکت توقف‌ناپذیر فناوری به این معناست که می‌توانید انتظار داشته باشید چنین طراحی‌های آینده‌نگرانه‌ای، در کنار بسیاری از نوآوری‌های دیگر که در حال حاضر در مرحله تحقیق و توسعه قرار دارند، در چهار سال آینده و در جام جهانی 2030 (در مراکش، پرتغال و اسپانیا) به یک منظره کاملا عادی و روزمره تبدیل شوند.