Hackathon an der TU München ergründet KI-gestützte Spielanalyse

05.03.2024 – Künstliche Intelligenz (KI) und Machine-Learning entwickeln sich in rasantem Tempo weiter, und die DFL Deutsche Fußball Liga unterstützt viele Initiativen, um diese Technologien auch für die Analyse von Fußballspielen nutzbar zu machen. So fand in diesem Jahr am Munich Data Science Institute der Technischen Universität München unter der Leitung von Prof. Dr. Daniel Link ein Hackathon statt, um neue Möglichkeiten zur Auswertung von Spieldaten mit KI auszuloten. Die DFL begleitet das Projekt als Mitinitiator, Partner und Sponsor.

Fünf anspruchsvolle Herausforderungen

Die Aufgabenstellungen unter dem Oberthema „Analysis of spatiotemporal player and ball data of Bundesliga matches“ (Untersuchung von Spieler- und Ball-Trackingdaten in der Bundesliga) umfassten fünf „Challenges“, die die teilnehmenden Teams bearbeiten konnten. Sie alle hatten die Entwicklung von Modellen zum Inhalt, die in der Lage sind, spezifische Spielsituationen mit Hilfe von Machine-Learning und KI zu erkennen und zu analysieren:

  • Durchbrechen der gegnerischen Verteidigungslinie durch Pass oder Dribbling
  • Qualität der Ballannahme nach Zuspiel
  • Gewinn von „zweiten Bällen“
  • Umschaltspiel nach Ballgewinn
  • Vorhersage der Wahrscheinlichkeit bestimmter Ereignisse im eFootball

„Neun Teams zu je fünf Mitgliedern nahmen an dem Hackathon teil,“ berichtet Prof. Dr. Link. „Die teilnehmenden Teams erhielten zu fünf Bundesligaspielen Videoaufzeichnungen von Spielen, detaillierte Aufgabenbeschreibungen sowie einen Datensatz mit Positions- und Ereignisdaten aus diesen Begegnungen.“ Damit ging es für eine Woche in Klausur – die Teams nutzten die Räumlichkeiten der TU, um mathematische Modelle zur automatisierten Erkennung der fünf definierten Spielszenen zu entwickeln.

Intelligente Modelle gefragt

Die Mitglieder der konkurrierenden Teams – alles Studierende in höheren Semestern, teils auch Doktoranden – widmen sich normalerweise der Entwicklung industrieller Anwendungen künstlicher Intelligenz, etwa für autonomes Fahren. Der Hackathon war für sie eine interessante Herausforderung, ihr Know-how einmal auf einem ganz anderen Gebiet einzusetzen.

„Die beim Hackathon entwickelten Modelle sollten in der Lage sein, festzustellen, wann die betreffende Situation in einem Spiel stattfindet,“ erläutert Dr. Hendrik Weber, Leiter der Direktion Sport-Technologie & Innovation der DFL und Mitglied im Aufsichtsrat der Sportec Solutions AG, der als Juror das Projekt mitbetreut hat. „Dazu mussten sie beispielsweise im Fall der ersten Challenge die ballführende Mannschaft sowie die Angriffs- und die Abwehrlinien identifizieren und den Durchbruch durch die Verteidigung erkennen können. Manche Teams haben das recht gut hinbekommen und einige haben sogar eine anschauliche Demonstration dazu erstellt, um die Funktionsfähigkeit ihres Modells unter Beweis zu stellen.“

Anhand von neun Beurteilungskriterien wählte die Jury die drei Teams mit den besten Arbeitsergebnissen aus. Diese Finalisten bereiten nun ihre Ansätze auf, um sie bei der diesjährigen SportsInnovation in Düsseldorf zu präsentieren. Bei dem Sport-Tech-Event am 20. und 21. März wird dann ein erster, zweiter und dritter Platz vergeben.

Zukunftsvisionen als Innovationstreiber

„Bei einem Hackathon kommen natürlich keine marktreifen Produkte heraus“, erläutert Weber. „Es ist vielmehr ein exploratives Unterfangen, durch das die DFL im Schulterschluss mit der Wissenschaft die Möglichkeiten aktueller Technologie austesten möchte. Wenn sich – wie in diesem Fall – gute Ansätze finden lassen, kann man diese weiterverfolgen mit dem Ziel, zu gegebener Zeit ein Produkt daraus zu machen. Zum anderen ist es auch eine gute Gelegenheit, hochkompetente Studierende im Kampf um Talente für eine Tätigkeit im Sporttechnologiesektor zu begeistern.“

„Im wissenschaftlichen Sinne geht es darum, die DNA des Fußballs ein Stück weit zu entschlüsseln.“

Dr. Hendrik Weber, Leiter der Direktion „Sport-Technologie & Innovation“ der DFL

An Nutzungsmöglichkeiten für entsprechende Lösungen mangelt es nicht. So sollen KI-Lösungen in nicht allzu ferner Zukunft technisch-taktische Konstrukte erkennen können, die Moderatorinnen und Moderatoren, Kommentatorinnen und Kommentatoren sowie Analyse-Expertinnen und -Experten beim „Lesen“ des Spiels helfen. Weber erklärt: „Im sportlichen Sinne heißt das, Muster zu erkennen, die einen sportlichen Vorteil ergeben können; im wissenschaftlichen Sinne geht es darum, die DNA des Fußballs ein Stück weit zu entschlüsseln.“

Die DFL ist kontinuierlich auf der Suche nach innovativen Lösungen und Möglichkeiten zur Weiterentwicklung. Ein Wettbewerb wie der Hackathon an der TU München ist eine Chance, den konkreten Nutzen von Technologie im Sport-Kontext immer weiterzuentwickeln und für eine möglichst vielfältige Nutzung zugänglich zu machen.