Картирование тактического поведения и коллективной динамики в футболе с помощью искусственного интеллекта: систематический обзор

Футбол как динамичный и сложный вид спорта требует понимания тактического поведения для достижения высоких результатов в тренировочном процессе и соревнованиях. Искусственный интеллект (ИИ) произвел революцию в анализе тактической результативности в футболе, обеспечив игроков, тренеров и аналитиков беспрецедентными возможностями анализа данных. Цель настоящего систематического обзора — изучить и систематизировать современное состояние исследований тактического поведения, коллективной динамики и паттернов перемещения в футболе на основе ИИ. В соответствии с рекомендациями Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses и схемой Population–Intervention–Comparators–Outcomes было выявлено 2548 статей. На основе синтеза результатов 32 исследований в обзоре представлены доступные методы на основе ИИ для анализа тактического поведения и выявления коллективной динамики с использованием искусственных нейронных сетей, глубокого обучения, машинного обучения и методов анализа временных рядов. В частности, тактическое поведение описывалось с помощью пространственно-временных данных трекинга и таких методов, как сверточные нейронные сети, рекуррентные нейронные сети, вариационные рекуррентные нейронные сети, вариационные автокодировщики, метод Делоне, ранжирование игроков, иерархическая кластеризация, логистическая регрессия, XGBoost, классификатор на основе случайного леса, повторяющееся инкрементальное усечение для уменьшения ошибки, анализ главных компонент и стохастическое вложение соседей с t-распределением. Кроме того, коллективная динамика и паттерны картировались с использованием графовых метрик, таких как посредническая центральность, эксцентриситет, эффективность, уязвимость, коэффициент кластеризации и PageRank; ожидаемая ценность владения; классификаторы карт контроля пространства поля; методы компьютерного зрения; ожидаемое количество голов; трехмерные траектории мяча; оценка опасности; модели вероятности передачи; и общее число выполненных передач. Результативность ключевых технико-тактических показателей выражалась через владение команды, расстановку игроков, командную стратегию, эффективность контроля командного пространства, определение командных расстановок, координационные паттерны и анализ игроков в...