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Im Sport sind technische Innovationen keine Seltenheit. Im Laufe der Jahre haben Technologie und Sportwissenschaft zusammengearbeitet, um die Leistung von Profi- und Amateursportlern zu verbessern. Roboter überschreiten die Grenzen der menschlichen Fähigkeiten. Aber welche Veränderungen bringen KI und Robotik außerdem mit sich?


Sie sind außer Atem und verschwitzt.

Sie sind beim Training an Ihre Grenzen geraten.

„DAS WAR NICHT GUT GENUG!“, schreit Ihr Trainer.

Sie schauen ihn fassungslos an. Sie schauen auf die Trainingsstrecke. Sie wissen, dass der Roboter Recht hat.

 

Sie lesen richtig. Roboter.

In nicht allzu ferner Zukunft werden menschliche Trainer durch KI-gesteuerte Roboter ersetzt, die die von Ihren Wearables ausgegebenen Daten verarbeiten. Ihr Robo-Coach wird Ihnen ein individuelles und genaues Trainingsprogramm erstellen. Mit einem datengesteuerten Fitnessplan können Sie Ihr Training danach ausrichten, was Sie am meisten brauchen, und wissen, was Sie vermeiden sollten, um Verletzungen vorzubeugen. Das ist zumindest die Hoffnung vieler Forscher, die im Bereich der Sporttechnologie arbeiten.

Wir sind noch nicht am Ziel, aber die Fortschritte in ähnlichen Bereichen sind vielversprechend. So werden Roboter bereits heute bei der Sportberichterstattung zur Beschaffung relevanter Hintergrundinformationen eingesetzt. Sie helfen den Anti-Doping-Agenturen, Betrüger zu überführen.

Sie nehmen sogar selbst an Sportveranstaltungen teil.

Die Roboter kommen ins Spiel

Im Zuge des technischen Fortschritts werden sich auch die Möglichkeiten rund um die Sporttechnologie weiterentwickeln. Dies sind einige der bisher spannendsten Entwicklungen.

Fußball spielende Roboter

RoboCup ist eine internationale Forschungsinitiative, die seit 1997 läuft. Laut Website ist das Ziel des Wettbewerbs, mithilfe einer der beliebtesten Sportarten der Welt „die Robotik und KI zu fördern“.

Aber es geht um mehr als nur um Roboter-Fußballspiele. RoboCup wurde um Rettungsroboter, Roboter für die Heimanwendung und unbemannte Luftfahrzeuge erweitert. Sogar Schiedsrichter sind Roboter.

Menschliche Schiedsrichter können nicht jedes Detail des Spiels beobachten. Dies wurde deutlich, als der argentinische Mittelfeldspieler Diego Maradona bei der Fußball-Weltmeisterschaft 1986 ein Tor mit der „Hand Gottes“ erzielte, indem er den Ball mit der Hand ins Netz schlug. Der Schiedsrichterassistent übersah das Vergehen und das Tor zählte.

Mit der Technologie lassen sich menschliche Fehler dieser Art vermeiden. Neben der Torlinientechnologie, bei der Hochgeschwindigkeitskameras und Mikrochips zum Einsatz kommen, kann die KI-Technologie auch Fouls und Vergehen mit größerer Genauigkeit feststellen.

Die Forscher sind optimistisch, was den Wettbewerb angeht.

„Das ultimative Ziel von RoboCup ist es, humanoide Fußballroboter zu entwickeln, die das FIFA-Weltmeister-Team schlagen können“, sagte Gerhard Kraetzschmar, General Chair von RoboCup 2016 gegenüber Digital Trends. „Wir hoffen, dieses Ziel bis 2050 zu erreichen.“

Die heutigen RoboCup-Roboter lassen darauf schließen, dass noch ein langer Weg vor uns liegt. Ohne die Beweglichkeit, Wahrnehmung oder Ausdauer eines Menschen wirken die Ergebnisse oft komisch. Moderne Roboter sind meist schwer und ihre Akkupacks müssen während des Spiels ausgetauscht werden. Sie sind auf künstliche Gliedmaßen angewiesen, die nicht flexibel genug sind, um den Fußball flüssig zu schießen. Hinzu kommt, dass die Codierung noch nicht ausgereift ist und die Roboter Faktoren wie Feldpositionierung und Strategie nicht selbstständig beurteilen können.

Gut, dass wir bis zum Jahr 2050 noch viel Zeit haben.

Ski fahrende Roboter

Die Olympischen Winterspiele sind nicht nur etwas für talentierte Athleten. Es zeigt sich, dass auch Roboter teilnehmen können. Anfang 2018 nahmen Roboter im eine Stunde von Pyeongchang entfernten Skigebiet Welli Hilli am weltweit ersten Skirennen von Robotern teil.

Die Veranstaltung wurde von der südkoreanischen Regierung organisiert, um die Fortschritte im Bereich der Robotik zu präsentieren. Acht Teams kämpften um das Preisgeld von 10.000 Dollar. Die Grundregeln lauteten: Die Roboter müssen eine menschliche Gestalt haben (d. h. sie müssen auf zwei Beinen stehen und Gelenke haben, die an Ellbogen und Knie erinnern), mindestens 50 cm groß sein und normale Skistöcke und Skier benutzen.

Eingebaute Kamerasensoren wurden verwendet, um den Humanoiden dabei zu helfen, sich auf den Pisten zurechtzufinden und die Slalomstangen auf der Strecke zu umfahren. Die Ergebnisse zeigen, dass Roboter, trotz relativ beeindruckender Ergebnisse, den alpinen Skisport in der nächsten Zeit nicht übernehmen werden.

(Quelle: The Guardian)

Basketball spielende Roboter

CUE ist ein Basketball spielender Roboter, der als Nebenprojekt von einem Ingenieursteam von Toyota gebaut wurde. Mit einer Größe von 190 cm ist der Roboter kleiner als der durchschnittliche NBA-Spieler. Allerdings führt CUE Freiwürfe mit 100-prozentiger Treffsicherheit aus. Diese Zahl übersteigt den aktuellen NBA-Durchschnitt von 77 %.

Der Roboter selbst ist eher einfach. Er kann weder Bälle selbst aufheben noch sich alleine bewegen. Er kann jedoch in die Hocke gehen, zielen und werfen. Laut der japanischen Nachrichtenorganisation Asahi Shimbun trainierte CUE das Werfen 200.000 Mal und nutzte die KI, um seine Fähigkeiten zu verbessern.

Rennen fahrende Roboter

Es wurde viel darüber gesprochen, dass autonome Autos sicherer sind als menschliche Fahrer. Aber sind sie auch schneller?

Bühne frei für: Roborace, eine Rennserie für autonome Fahrzeuge.

Der neueste Prototyp für das Rennen ist der DevBot. Ein rein elektrisch betriebenes Fahrzeug mit einem Gewicht von 975 kg und vier Motoren mit einer Leistung von je 300 kW. DevBot kann Geschwindigkeiten von über 320 km/h erreichen und nutzt eine Reihe von Technologien, um sich fortzubewegen. Dazu gehören zwei optische Sensoren, fünf Lidar-Sensoren, sechs AI-Kameras, zwei Radare, 18 Ultraschallsensoren sowie eine Nvidia Drive PX2-Plattform (die 24 Billionen Rechenoperationen pro Sekunde durchführen kann).

(Quelle: Top Gear

Studenten der Universität Eindhoven haben ihre eigenen fahrerlosen Rennwagen entworfen und gebaut.

Zuvor lag ihr Schwerpunkt auf Elektroautos. Doch nachdem sie eine Reihe von Elektrofahrzeugen perfektioniert hatten, wussten sie, dass es Zeit für eine neue Herausforderung war. Also bauten sie im Semester 2017/18 ihren ersten autonomen Rennwagen.

Das Ergebnis ist der URE13, der in diesem Sommer sein erstes Rennen bestreiten wird.

Konsens: Mechanische Gladiatoren? Nicht ganz. Die heutigen Roboter-Athleten sind vielversprechend, doch vorerst werden sie den menschlichen Sportler nicht ersetzen.

Die Technologie verbessert den Sport

Trainer setzen Ziele anhand der Leistung, die sie sehen. Es ist oft der einzige Weg, den Athleten ihren Trainingsstand zu verdeutlichen, damit sie an ihren Fehlern arbeiten und ihr Training darauf ausrichten können.

Die Technologie stellt den Trainern eine ganze Reihe von bisher nicht nachweisbaren Metriken zur Verfügung, die ihnen bei der Bewertung helfen können.

Wearables zeichnen Bewegung, Herzfrequenz, Körpertemperatur und mehr auf und sind damit für viele Athleten unverzichtbar geworden.

Fitness-Ausrüstung für Fußballer

In der Saison 2015/16 durften die Spieler in der britischen Premier League während der Spiele erstmals Wearables tragen. Die Geräte nutzen Sensoren (z. B. Beschleunigungsmesser, Gyroskope und Kompasse) und GPS-Technologie, um Daten zu sammeln und den Trainern dabei zu helfen, die Leistung ihrer Spieler besser zu verstehen.

Die Ergebnisse können mit den Zielen und dem Trainingsverlauf verglichen werden. Auch wenn diese Daten nicht vorhersagen können, ob ein Spieler eine Verletzung erleiden wird oder nicht, können sie das Verletzungsrisiko minimieren.

Man hofft, dass diese Geräte zusammen mit dem Wissen über den Gegner verwendet werden können, um die Strategien der Teams zu verfeinern und zu entscheiden, welche Spieler in den Spielen eingesetzt werden sollen.

Quelle: Ioannis Oikonomou


Tragbare Technologie ist für Athleten gedacht, die sich die Kraft der KI zunutze machen wollen.

Robotics and football

Kampf um den Sieg

Auch die englischen Kricketspieler verwenden Wearables. Im Jahr 2017 waren Jason Roy, Ben Stokes und Alex Hales die ersten englischen Kricketspieler, die Mikrochips auf ihren Schlägern verwendeten.

Der Mikrochip, genannt Batsense, wurde von Intel entwickelt. Er misst die Schlaggeschwindigkeit, den Winkel der Ausholbewegung und die Zeit zwischen dem Anheben des Schlägers und dem Schlagen des Balls.

Die Daten geben den Spielern nicht nur mehr Einblick in ihre Technik, sondern sind auch ein wertvolles Instrument für die Übertragung.

„Wie oft sprechen wir als Berichterstatter von ‚schnellen Händen‘ oder einer ‚hohen Schlaggeschwindigkeit‘. Doch was bedeutet das eigentlich? Wir haben es nie gemessen“, sagt der ehemalige Kapitän der englischen Kricketmannschaft, Nasser Hussein.

„Alles in allem, wird es den Zuschauern als Hilfsmittel bei der Berichterstattung mehr Kontext geben.“

Der Internationale Turnverband (Fédération Internationale de Gymnastique, FIG) plant die Einführung der KI-Technologie für die Olympischen Spiele in Tokio 2020. Die von Fujitsu entwickelte 3D-Sensorik soll die Jury bei der Bewertung und die Athleten beim Training unterstützen. Außerdem soll eine detailliertere Berichterstattung für die Zuschauer erreicht werden.

 

„Ein Kampfrichter muss acht Stunden pro Tag arbeiten. Wie wirkt sich das auf die geistige Leistungsfähigkeit aus? Es ist unmöglich, die Kriterien einheitlich zu bewerten. Das kann nur der Computer.“

– Bruno Grande, ehemaliger Präsident des FIG

 

Die Technologie wird die Beurteilungsprozesse ergänzen, aber die menschlichen Kampfrichter nicht vollständig ersetzen. Die KI-Technologie kann zwar inhärente Vorurteile beseitigen, jedoch scheitert sie an der Beurteilung neuer Techniken oder künstlerischer Werte.

(Quellen: Fujitsu, The Guardian

Es sollte beachtet werden, dass die Messwerte von Wearables durch eine Reihe externer Faktoren beeinflusst werden können. Dazu gehört, wie das Gerät getragen wird, wie die Ausrüstung gehalten wird oder welche Art von Aufschlag, Schuss oder Tritt der Spieler ausführt. Diese Variablen müssen beim Vergleich von Spieler-Daten und -Ereignissen berücksichtigt werden. Hinzu kommt das Teilen der Daten. Trainer, Physiotherapeuten, Ernährungswissenschaftler und Ärzte müssen mit der IT kommunizieren und zusammenarbeiten, um die Daten bestmöglich verarbeiten zu können.

Wenn Roboter und Menschen aufeinandertreffen

Prothesen wurden in den letzten Jahren stark weiterentwickelt. Sie sind angenehmer zu tragen und in ihrer Funktionalität nicht mehr eingeschränkt. Stattdessen können die heutigen Prothesen individuell und sogar an verschiedene Sportarten angepasst werden. Und Dank der Fortschritte bei Batterien, Mikroprozessoren und im Bereich der KI können künstliche Gliedmaßen inzwischen nicht nur heben und greifen, sondern sogar fühlen.

Doch ihre Akzeptanz in der Sportwelt jenseits der Paralympics gestaltet sich schwierig.

Oscar Pistorius schrieb 2012 Geschichte, als er als erster Athlet mit einer beidseitigen Beinamputation an den Olympischen Spielen teilnahm. Zuvor wurde er im Jahr 2008 von der International Association of Athletics Federations (IAAF) als nicht teilnahmeberechtigt eingestuft, nachdem Forscher befanden, dass seine Prothesen ihm gegenüber anderen Athleten, die keine Prothesen trugen, einen Vorteil verschafften. Diese Entscheidung wurde jedoch zurückgenommen, nachdem eine Folgestudie ergab, dass seine Prothesen, obwohl sie sich mechanisch von intakten Gliedmaßen unterscheiden, physiologisch ähnlich sind.

Dennoch bleibt die Frage, ob mechanische Unterschiede die Laufgeschwindigkeit erhöhen können oder nicht. Die Debatte um die Leistung von Pistorius sollte schließlich von dem Gerichtsverfahren überschattet werden, in dem er wegen Mordes an seiner Freundin verurteilt wurde.

How robotics and AI are shaping the world of sport

Quelle: Ioannis Oikonomou


Da die Robotik in der Lage ist, die menschliche Leistungsfähigkeit zu steigern, stellt sich beim Einsatz von Prothesen im Sport die Frage: Was ist natürliche Begabung? 

Ein aktuelleres Beispiel ist Markus Rehm, ein deutscher Paralympics-Sieger im Weitsprung, der die Verantwortlichen noch nicht davon überzeugen konnte, dass er bei den Olympischen Spielen antreten darf. Rehm ist einseitig beinamputiert und springt mit seiner Prothese am rechten Bein ab. Er ist bereits Weiten gesprungen, die ihm bei den letzten drei Olympischen Spielen Gold eingebracht hätten. Nach Ansicht des ehemaligen IAAF-Mitglieds Helmut Digel verschafft die Laufprothese, die Rehm verwendet, ihm einen illegalen Wettbewerbsvorteil.

 

„Es ist in niemandes Interesse, dass Sportler ohne Behinderung und
Sportler mit Behinderung, die technische Hilfsmittel verwenden, gegeneinander in Wettkampf treten. Wenn das passiert, wird die Inklusion den fairen Wettkampf übertrumpft haben und der Sinn des Sports wird verloren gehen.“

– Helmut Digel (über IAAF)

 

Beim Einsatz von Prothesen im Sport stellt sich die Frage: Was ist natürliche Begabung? Schließlich können auch die Schuhe eines Sportlers seine Leistung beeinflussen. Und ein Athlet, der Wearables optimal nutzt, profitiert von einem besser abgestimmten Trainingsprogramm. Es ist eine ethische Frage, die noch nicht vollständig beantwortet ist.

Das Spielfeld der Zukunft

Egal ob Training, Leistung oder Zuschauererlebnis: KI und Robotik haben großes Potenzial, den Sport in vielerlei Hinsicht zu verändern.

Die obigen Beispiele stellen lediglich die Spitze des sportlichen Eisbergs dar. Weitere mögliche Anwendungen der KI sind Chatbots zur Interaktion mit Fans, automatisierte Video-Highlights für eine bessere Live-Übertragung sowie die Optimierung der Werbeplatzierung. Auch der Ablauf beim Ticketkauf und die Teilnahme an Veranstaltungen kann durch die KI-Technologie verbessert werden.

Aber vorerst müssen sich noch die Athleten anstrengen. Zweifellos werden die kommenden Fortschritte im Bereich der Robotik einen großen Einfluss auf das Training, die Wettkämpfe und die Leistung der Athleten haben. Als Zuschauer können wir uns nur auf unseren Sofas zurücklehnen und zuschauen (mit unserer ebenfalls verbesserten Übertragung).