当地时间11月20日18:30，2022卡塔尔世界杯开幕，全世界球迷每隔四年一次的足球狂欢月终于拉开了序幕。在本届世界杯开幕之前，已经创造了多个“历史之首”，包括：史上首个在中东国家境内举办的世界杯、史上首次在北半球冬季举办的世界杯、卡塔尔也是现代足球首个从未进入过世界杯比赛的东道主等。除了带来令球迷热血沸腾的足球比赛，本届世界杯超过2000亿美元的巨资投入，也是全球为之感叹的热点，除了比赛与球场建设的投入，各种高科技产品已经渗透到赛场的内外各个角落里。

VAR系统，更为精密的综合评判系统

VAR系统，是“视频助理裁判（Video Assistant Referee）”的缩写，在2018年的俄罗斯世界杯上首次亮相。VAR对裁判的判罚：从犯规的判定，红黄牌的判罚，点球还是任意球，以及进球有效性，起到了关键的参考作用。

VAR是一整套精密系统与精准硬件，如：鹰眼摄像机，IMU传感器等配合工作形成的综合评判体系，经过四年的发展与调教，裁判借助VAR系统的判罚准确率从95%提升到99.2%，本届世界杯上，VAR的判断结果尽管引来争议，但就其数据表现来看，确实有可能成为更多体育比赛的裁判辅助系统。

 

在12月2日世界杯E组第三轮，日本队对阵西班牙队的比赛中，人们戏称VAR是日本获胜并最终晋级的最大功臣。那个颇具争议的“界外球”，经过VAR系统的判定，当时足球与球场底线仍有1.88mm的重合，也直接导致后续进球有效。无论数据与肉眼所看到效果有多少差异，不可否认的是，得益于这套系统的精确性与高效性，VAR将继续成为未来足球的重要组成部分。VAR技术的引入，确实有望改变这项运动，在更加透明的判决基础上，期待足球比赛变得更加公正。

IMU，藏于微小身躯内的高效可靠与智慧

与VAR系统协同工作的硬件设备很多，除了视效收录与识别的工作组件，传感器也是极为重要的。本届世界杯其中最大的变化之一，就是官方指定用球“Al Rihla”中内置了一颗IMU传感器，它能以500Hz的频率发送信号，再通过人工智能系统整合分析，准确判断足球落点与传球点。

（本届杯赛官方用球内置一颗IMU传感器，图源：Adidas官网）
 

IMU是具备惯性测量单元（Inertial Motion/Measurement Unit）功能的传感器，利用惯性原理来检测物体旋转、运动与加速度，其结构通常由三个方向的加速度计与方向陀螺仪组成，形成6轴IMU传感器。从球员踢击足球的那一刻开始，加速度计开始测量静态重力加速度，以及由冲击、运动、碰撞或振动引起的动态加速度；由陀螺转子、内外框架、驱动电机以及信号传感器组成的陀螺仪，利用上层活动金属与下层金属形成电容，测量出运动物体的角速率，而我们所处的MEMS时代，微电机系统的硬件条件日益提高，通过高速计算，以及IMU与通信芯片的数据反馈，记录下足球的运动轨迹。当争议发生时，这些数据通过内置的无线传输模块上传给场外主机，通过高速摄像机与传感器的协作，主裁判就能利用VAR系统进行各种毫米级的精准判罚。

（IMU加速度计模块示意图）

SAOT，越位判罚变得更加客观

SAOT，即半自动越位识别技术（Semi-Automated Offside Technology），利用球场内的12个专用摄像头、球员身上的29个数据点位和官方比赛用球内置的测量传感器，在出现可能的越位动作时，自动及时向视频助理裁判提供越位警报的一套系统。简单来说，就是这套系统可以判断进攻方的队员是否处在越位位置，并自动提醒VAR助理裁判。

 

既然是半自动，即表明结果还需要裁判去做最终判断，确认是否确实越位。如果确认，系统将从最清晰的角度生成为3D动画，该动画将显示踢球时所有球员的位置，并以横切面的形式，清晰展示越位球员越位部位。

 

根据国际足联的说法，在这项技术的支持下，VAR用于检查越位的平均时间从70秒缩短至25秒。大大提升了判罚效率，提高了比赛的节奏。在阿根廷队与沙特队的比赛中，SAOT系统助力VAR，阿根廷队的多个进球经过成像显示均为越位在先的无效进球，并最终以1：2惜败沙特队。

 

Playermaker，每位球员都可以有自己的贴身助教

黑科技除了应用于协助裁判的判罚外，同样开始应用于运动员自身。由一家科技初创公司设置的足球鞋绑带装置Playermaker，内置六轴运动传感器，可对运动员的左右脚进行1000次/秒的数据采样，包括球鞋地面的冲击，脚部旋转、控球、带球时间、冲刺速度等多项数据指标，以让运动员更好的了解自己在球场上的表现。虽然此项技术暂时没有被正式批准用于本届世界杯，但已经开始应用于曼城等多个知名俱乐部的日常训练中，且早在去年5月该技术就已经被纳入国际足联的FIFA创新计划，有望在近两年内正式进入比赛现场。

（图源自Playermaker官网）

此外，卡塔尔的多个球场用到了先进的环境监测与冷却技术，为运动员和球迷提供更舒适的比赛和观赛环境。毕竟，本届杯赛尽管在11月至12月期间举行，但海湾地区的气温仍可能高达到25℃ - 30℃左右，而通过球场建设时预置的环境监测传感器，实时监测球场的温度、土壤水分、电导率参数、甚至二氧化碳数据，实时感知球场状况，提升球员与观众的舒适度。

而赛事主办方更是采用了世界首个盲文娱乐平台Bonocle，该平台能为视障人士提供访问数字内容的所有辅助技术。它具有转码功能，可为视障人士提供支持，使他们也能像其他人一样尽享赛事，同时，还能提高他们在多哈旅行的能力。

另一项名为Feelix Palm的技术也将用于卡塔尔世界杯。该技术使用电脉冲，通过触觉手掌通讯器向视障者传递类似盲文的信息，但不会限制他们的身体运动或听力。此次场馆内还设置感官观赛室，为患有自闭症或感官处理问题的年轻人提供安全和平静的空间，配备互动投影、可控照明及其他玩具，帮助他们在舒适的环境中享受比赛乐趣。各处细节，尽现本届赛事主办的关爱与包容。

（图源自Bonocle官网）

世界杯不仅是足球的盛世，更见证着世界科技历史的发展，每一届世界杯新的科技应用都是对当下时代科技发展的记录，期待随着科技的发展，会有更多先进的技术应用在世界杯赛事的举办上。纵然，再先进的技术，也无法取代最终人为的判断。科技的引入，根据设定的参数和规则，给出相应的结果，但裁判结合现场情况进行综合考量，在科技与人文之间寻得平衡，才不会折损这项世界顶级赛事原本的精彩。随着科技的进步，越来越多黑科技出现在足球甚至其它比赛场上，让比赛变得愈发公平公正，同时也变得更加好看。