Este ano, na Copa do Mundo da FIFA, um computador saberá o segundo em que um chute ultrapassa a linha do gol - às vezes até antes do árbitro poder fazer a chamada. O sistema, chamado GoalControl, usa um conjunto de 14 câmeras de alta velocidade para monitorar cada meta e enviar um sinal para um smartwatch toda vez que uma bola romper a linha do gol.
O sistema é tão - se não mais - preciso do que um árbitro humano. Ele completou um teste bem-sucedido na Copa das Confederações do ano passado, na qual marcou corretamente todos os 68 gols marcados no torneio.
Então os fãs de esportes (especialmente aqueles cujas equipes foram eliminadas ou que simplesmente não estão no futebol) ficam imaginando: o mesmo nível de automação pode ser aplicado a outros esportes - talvez até mesmo ao futebol americano ?
Essa é a pergunta que uma equipe da Universidade do Estado da Carolina do Norte e os pesquisadores da Carnegie Mellon se propuseram a responder. O grupo, financiado pela Disney Research, compartilhou seu sistema, que utiliza transmissões de rádio para rastrear uma bola de futebol no espaço 3D, no IEEE Antennas and Propagation Magazine no início deste mês.
Desde o início, a equipe sabia que um sistema como o rastreamento de bola baseado em câmera da FIFA não funcionaria para eles.
“O futebol americano é único, porque a bola é muito obscurecida - principalmente quando você se importa mais com isso”, diz David Ricketts, professor associado de engenharia elétrica e de computação na North Carolina State University e um dos autores do artigo. Os jogadores atacam e empilham a bola, porque é assim que o jogo é jogado.
A equipe incorporou um transmissor de rádio de baixa frequência e uma pequena bateria no futebol; uma série de antenas rastreia o sinal e um computador usa esses dados para mapear a posição da bola no espaço 3D. O sinal de frequência mais baixa produz comprimentos de onda extremamente longos, o que significa que eles podem passar facilmente pelo corpo humano.
De acordo com Ricketts, a interferência de frequência é o que deu errado com algumas tentativas anteriores de rastreamento de bola. Nesses casos, os engenheiros usavam transmissores que produzem ondas de alta frequência, que são facilmente absorvidas pelo corpo humano - não exatamente a melhor maneira de obter um sinal de debaixo de seis linebackers.
Mas as ondas de baixa frequência também não são perfeitas: o solo as absorve e, em seguida, as emite e distorce. “Embora as pessoas sejam transparentes”, diz Ricketts, “a Terra não é porque é tão grande”.
Embora a abordagem deles em geral possa ser nova, a equipe usou um método antigo para desembaralhar os sinais.
"Percebemos que poderíamos usar uma técnica desenvolvida na década de 1960, chamada teoria da imagem complexa", disse o Dr. Darmindra Arumugam, outro autor e ex-Ph.D. estudante da Carnegie Mellon, em um comunicado de imprensa. “A teoria complexa da imagem nos permite explicar os campos secundários gerados pela terra e compensá-los em nosso modelo”.
Mesmo com os transmissores a bordo, as bolas de futebol ainda seguem os regulamentos da NFL. “Uma bola de futebol tem atacadores, o que a torna muito assimétrica, variável e desequilibrada”, explica Ricketts. A NFL também permite uma variação de peso de até meia onça; os transmissores das equipes pesam menos de 25 gramas.
Neste momento, o sistema é preciso em cerca de 77 centímetros; ele precisa chegar a 14 cm - cerca de metade do comprimento de uma bola de futebol - para ser uma opção viável para o jogo.
Enquanto a tecnologia certamente não estará pronta para a próxima temporada ou até a próxima, Ricketts não está desanimado.
"Tentar localizar uma bola de futebol no campo é como tentar encontrar um cubo de um pé em uma área de 450.000 pés cúbicos", diz ele. “Não é como se houvesse uma limitação fundamental na engenharia - é realmente melhorar o algoritmo que usamos para estimar a posição”.
Embora o sistema possa ser útil para lidar com chamadas contestadas, estabelecer primeiros downs e linhas de scrimmage, Ricketts acredita que ele também pode ajudar a aprimorar a experiência de assistir TV da mesma maneira que as câmeras de zona de impacto da MLB ou o controle de puck da NHL.
"Se você pensar sobre isso", diz ele, "quando todo mundo está alinhado e o centro está no lugar, você nem vê a bola até que ele a faça."
O próximo passo provável: uma mão da tecnologia para um parceiro corporativo para desenvolvimento adicional e implementação potencial.
"Está pronto para uma transferência de tecnologia", diz Ricketts.
