• Thứ Hai, 23/06/2014 15:26 (GMT+7)

    Công nghệ xác định bàn thắng cho bóng bầu dục

    Quỳnh Lam
    Trong một tương lai không xa, cả môn thể thao nổi tiếng của Mỹ cũng sẽ được áp dụng công nghệ này với độ chính xác cao không kém những công nghệ được áp dụng tại World Cup 2014.

    Những trận cầu đỉnh cao tại Word Cup 2014 không chỉ “hâm nóng” người hâm mộ mà còn ấn tượng cả với dân mê công nghệ vì những công nghệ thay đổi thế giới tại giải vô địch bóng đá thế giới lần này. Trong số các công nghệ mà FIFA ứng dụng tại Word Cup lần này, có thể nói, công nghệ xác định bàn thắng được cho là có khả năng làm nên lịch sử cho cả ngành công nghệ cũng như thể thao.

    Trở lại thời điểm những mùa giải trước, kết quả ghi bàn thường được công nhận bởi duy nhất một trọng tài trên sân cỏ. Nhưng lần này, với công nghệ xác nhận ghi bàn, trọng tài sẽ nhận được những thông tin chính xác và những cảnh báo một khi bóng cán vạch khung thành - do những camera tốc độ cao bố trí trên sân cỏ luôn dõi theo vị trí của trái bóng lăn. Trong trận cầu giữa đội tuyển Pháp và Honduras diễn ra cách đây 2 tuần, chỉ vài giây sau khi tiền đạo người Pháp Karim Benzema tung cú sút tấn công, trọng tài đã ngay lập tức nhận được tín hiệu báo rung từ chiếc smartwatch mà ông đeo và liền sau đó là tỷ số được ấn định trên bảng điện tử.

    Mạch tích hợp cảm biến phát sóng radio tần số cực thấp được tích hợp vào ruột cao su của bóng chày.
    Chính vì mức độ chính xác này mà công nghệ xác định bàn thắng của FIFA gần đây còn được nghiên cứu, áp dụng cả cho những môn thể thao khác. Trong đó, bóng bầu dục là môn thể thao được đưa vào thử nghiệm đầu tiên. Một phần của công nghệ này là hệ thống cảm biến dùng để xác định vị trí và tọa độ chính xác của trái bóng do nhóm kỹ sư Đại học Bắc Carolina, Đại học Carnegie Mellon và nhóm nghiên cứu Disney Research hợp tác phát triển. Sở dĩ nhóm nghiên cứu phối hợp phát triển công nghệ xác định bàn thắng cho môn thể thao với trái bóng này là vị bóng bầu dục tồn tại những thách thức hoàn toàn khác biệt với bóng đá thông thường. Đôi khi một tiếng còi mang tính chất quyết định thường được trọng tài thực hiện khi mà trái bóng đang nằm dưới cơ thể một cầu thủ cân nặng đến 150kg. Chính trường hợp này khiến các hệ thống phát hiện bàn thắng qua hình ảnh như loại đang được áp dụng tại World Cup lần này trở nên vô nghĩa.

    Nắm rõ được điều này, các nhà nghiên cứu tại Đại học Bắc Carolina đã quyết định chọn cách tích hợp các cảm biến có khả năng gửi đi các tín hiệu sóng vô tuyến vào bên dưới quả bóng bầu dục. Các cảm biến này liên tục gửi đi các dữ liệu về vị trí, tọa độ của trái bóng đến các bộ thu (receiver) bố trí trên sân. Theo một số báo cáo, các kỹ sư đã từng có những cách tiếp cận tương tự trong quá khứ, song đã gặp không ít trở ngại lúc đó khi họ sử dụng sóng radio tần số cao - một loại sóng có thể dễ dàng bị hấp thụ bởi cơ thể con người. Chính vì thế, kết quả từ những nỗ lực nghiên cứu trước đó đã thất bại vì họ không sản tái tạo lại tín hiệu một cách đầy đủ, rõ ràng.

    Cũng chính từ những thất bại trên mà nhóm nghiên cứu đã có thêm nhiều kinh nghiệm và lần này, sóng vô tuyến mà họ sử dụng có tần số rất thấp (bước sóng có chiều dài đến hàng trăm mét). Chính vì vậy mà các tín hiệu sóng này có thể được bảo toàn khi truyền đến các receiver. Toàn bộ hệ thống cảm biến và pin cung cấp năng lượng để hoạt động được gói gọn trong một thiết kế chỉ nặng khoảng 30g và được giấu vào bên trong trái bóng bầu dục. Trên sân, 8 receiver sẽ được bố trí dọc theo các đường biên để tính toán vị trí và hướng di chuyển của bóng theo dạng 3D.

    Việc ứng dụng sóng radio tần số cực thấp tuy giải quyết được vấn đề về sự hấp thụ và suy hao, song lại phát sinh một vấn đề khác. Trở ngại lần này phát sinh từ chính mặt đất của sân thi đấu. Mặt đất cũng có thể hấp thụ các sóng radio tần số thấp và tái phát chúng dưới dạng một dòng xoáy làm nhiễu tín hiệu. Tuy nhiên, nhóm kỹ sư cũng hiện tại đã có cách khắc phục vấn đề bằng cách bố trí thêm các bộ dụng cụ quang học đặc biệt trên sân. Trong khi các receiver thu thập tín hiệu sóng radio từ cảm biến bên trong quả bóng, bộ dụng cụ quang học sẽ thu thập các thông tin về vị trí của từng receiver. Những dữ liệu này sau đó có thể dùng để lọc các tín hiệu được tái sinh từ mặt đất. Hiện tại, nhóm nghiên cứu cho hay đang tiếp tục tăng cường độ chính xác cho công nghệ này hơn nữa.

    Nguồn: spectrum.ieee