تكنولوژي تشخيص عبور توپ از خط دروازه يا گل لاين چيست؟

فيفا در انديشه متخصصين دارد تا در جام‌جهاني ۲۰۱۸ روسيه از فناوري تشخيص عبور توپ از خط دروازه يا گل‌لاين استفاده كند تا از اين‌رو ديگر شاهد اتفاقاتي نظير مردود اعلام شدن گل‌هاي سالمي كه توپ نيز از خط دروازه عبور كرده نباشيم. در سال‌هاي گذشته بارها شاهد اين موضوع بوده‌ايم كه داوران در برخي صحنه‌ها كه توپ از خط دروازه رد شده، به اشتباه گل را نپذيرفته و بعضا سرنوشت جامي را تغيير داده‌اند. شايد بارزترين و به يادماندني‌ترين مثال از چنين شرايطي چهره‌ي بهت زده‌ي فرانكي لمپارد، هافبك جنگنده‌ي انگلستان باشد كه در دور حذفي جام‌جهاني ۲۰۱۰ با شوتي سركش دروازه‌ي مانوئل نوير را باز كرد، حال آنكه برخورد توپ به ناحيه‌ي پشت خط دروازه و خروج توپ از دروازه باعث شد تا داور به اشتباه گل مسلم انگلستان را مردود اعلام كند.

هرچند در سال‌هاي گذشته بارها شاهد استفاده از فناوري موسوم به گل‌لاين در بازي‌ها و تورنمنت‌هاي مختلف فوتبال در گوشه گوشه‌ي جهان بوده‌ايم، اما اينگونه نيست كه يك فناوري خاص و واحد براي گل‌لاين وجود داشته باشد. تكنولوژي گل‌لاين مورد استفاده براي گل‌لاين هرچند ساختار ثابتي دارد، اما تفاوت‌هايي نيز دارد كه در ادامه آن‌ها را بصورت كوتاه تشريح خواهيم كرد.

تكنولوژي چشم شاهين را بايد بهترين فناوري مورد استفاده براي سيستم گل‌لاين خواند. در فناوري چشم شاهين از وجود ۱۴ دوربين بسيار پيچيده كه حول ورزشگاه جاسازي شده‌اند، استفاده مي‌شود. اين دوربين‌ها با قرارگرفتن در محل‌هاي مختلف ورزشگاه روي خطوط دو دروازه فوكوس مي‌كنند، بطوريكه هفت دوربين براي هر كدام از دروازه‌ها اختصاص داده مي‌شود.

فناوري موسوم به چشم شاهين چندان جديد و خلاقانه نيست و در طول يك دهه‌ي اخير شاهد استفاده از آن در ساير رشته‌هاي ورزشي نيز بوده‌ايم. از جمله‌ي رشته‌هاي ورزشي كه فناوري چشم شاهين در آن‌ها مورد استفاده قرار گرفته بايد به تنيس، كريكت و اسنوكر اشاره كرد. دوربين‌ها با سرعت بالاي فيلمبرداري قادرند تا توپ را با دقت بسيار بالا تعقيب كرده و از طريق روش مثلث سازي محل دقيق توپ را نسبت به خط دروازه مشخص مي‌كند.

مثلث‌سازي يا Triangulation روشي در علوم مثلثات و هندسه است كه در آن با استفاده از اندازه‌گيري زاويه‌ي يك نقطه نسبت به دو نقطه‌ي معين، مختصات آن نقطه را محاسبه مي‌كنند. در واقع با استفاده از مثلث‌سازي، مي‌توان فاصله‌ي يك نقطه از دو نقطه‌ي معين را در كنار مختصات آن محاسبه كرد. همانطور كه از نام اين روش نيز مشخص مي‌شود در مثلث‌سازي شاهد اين نكته هستيم كه بين سه نقطه‌ي مورد انديشه متخصصين خطوطي ترسيم شده و در نتيجه با بهره‌گيري از زاويه‌ي ايجاد شده بين اضلاع مثلث محل نقطه‌ي مجهول مشخص مي‌شود. اين سيستم نهايتا تصوير سه بعدي توپ را براساس مختصات آن پيدا مي‌كند.

فناوري چشم شاهين قادر است حتي در شرايطي كه ديد شماري از دوربين‌ها توسط بازيكنان مسدود شده باشد، نتيجه‌ي صحيح و قابل قبولي را نمايش دهد. براساس اطلاعات ارائه شده در سيستم چشم شاهين تنها وجود سه دوربين براي تشخيص محل دقيق دوربين كافي است، از اين‌رو اين سيستم مي‌تواند به راحتي و بدون نگراني از پوشش ديد دروازه اقدام به شناسايي و سنجش دقيق محل توپ كند.

سيستم مركزي مورد استفاده قادر است تا با دريافت پيكسل‌هايي كه محل توپ را مشخص مي‌كنند، اطلاعات موجود در هر فريم را پردازش كند. عملكرد سيستم چشم شاهين به اندازه‌اي دقيق است كه اين سيستم قادر است تا حتي توپي را كه با سرعت ۱۲۰ كيلومتر در ساعت از خط دروازه عبور كرده، شناسايي كرده و صحت و سقم عبور توپ از خط دروازه را متوجه شود.

در صورتي كه توپ بصورت كامل از خط دروازه‌ عبور كند، يك پيام رمزنگاري شده براي ساعتي كه داور روي مچ دست خود بسته يا هدفوني كه به گوش دارد، در طول كمتر از نيم ثانيه ارسال مي‌شود و با استفاده از اين ويژگي داور در كسري از ثانيه از اين موضوع كه توپ از خط دروازه عبور كرده، آگاه مي‌‌شود. چشم شاهين تنها در شرايطي عبور توپ از خط دروازه را تشخيص مي‌دهد كه توپ كاملا از خط دروازه عبور كرده باشد و اين موضوع در اصل صحيح است.

فناوري چشم شاهين حتي مي‌تواند مسير عبور توپ را نيز تشخيص داده و صحت حركت توپ در مسير مورد انديشه متخصصين با برخورد يا عدم برخورد با موانع مختلف را ارزيابي كند. سيستم چشم شاهين براي اولين بار در فصل ۲۰۱۳-۲۰۱۴ در ليگ انگلستان مورد استفاده قرار گرفت. اين سيستم از آن پس در ليگ‌هاي ديگري نظير بوندس‌ليگا، لاليگت و سري آ ايتاليا نيز مورد استفاده قرار گرفته است.

همچون فناوري چشم عقاب، تكنولوژي گل كنترل 4D نيز از وجود ۱۴ دوربين با سرعت بسيار بالا كه حول استاديوم نصب شده‌اند، براي تشخيص عبور توپ از خط دروازه استفاده مي‌كند. هر دروازه ۷ دوربين را به خود اختصاص داده است. اين سيستم با محاسبه محل توپ و همچنين مسير توپ براي رسيدن به خط دروازه، ابهامات موجود در خصوص عبور توپ از خط دروازه را رفع كرده و مشخص مي‌كند كه آيا توپ از خط دروازه عبور كرده يا خير.

گل كنترل ۴ دي قادر است با بهره‌گيري از ۷ دوربين روي هر دروازه بيش از ۵۰۰ صوير را در هر ثانيه ثبت كرده و تغييرات حركتي توپ به فاصله‌ي ۵ ميلي‌متر را نيز به راحتي تشخيص دهد. اين سيستم بصورت آزمايشي در جام كنفدراسيون‌هاي سال ۲۰‍۱۳ مورد استفاده قرار گرفت و موفق شد تا بيش از ۶۸ گل را تشخيص دهد.

يكي از بزرگ‌ترين معايب اين سيستم هزينه‌ي بالاي پياده‌سازي است. هرچند اين سيستم در جام‌جهاني ۲۰۱۴ مورد استفاده قرار گرفت، اما بسياري از ليگ‌هاي معتبر جهان به دليل هزينه‌ي بالا از آن استفاده نكردند.

يكي ديگر از فناوري‌هاي مورد استفاده براي تشخيص عبور توپ از خط دروازه با كمك دوربين‌ها Goalminder است. اين فناوري بر پايه‌ي قراردادن دوربين‌ها درون دروازه استوار است و خبري از دوربين‌هاي تعبيه شده حول زمين بازي نيست.

سيستم Cairos GLT توسط كمپاني آلماني Cairos Technologies AG با همكاري آديداس توسعه پيدا كرده است. اين تكنولوژي با استفاده از مفهوم ميدان مغناطيسي اقدام به شناساييي وضعيت توپ و احتمال عبور آن از خط دروازه مي‌كند. البته در اين سيستم درون توپ يك سنسور الكترونيكي قرار مي‌گيرد كه عبور توپ از خط دروازه را تشخيص مي‌دهد. آديداس براي اين سيستم سنسوري را توسعه داده كه نه‌تنها قادر است سنسور را درون خود جاي دهد، بلكه مي‌تواند سنسور را در برابر ضربات بسيار هولناك نيز محافطت كند.

توپي كه در حال حركت است از طريق واكنش با سيم‌هاي مسي روي ميدان مغناطيسي تاثير مي‌گذارد. تغييرات ايجاد شده از طريق سنسور تعبيه شده در پشت دروازه به كامپيوتر مركزي كه در كنار زمين تعبيه شده ارسال مي‌شود. اين سرور مركزي تصميم مي‌گيرد كه توپ از خط دروازه عبور كرده يا خير. در صورتي كه سيستم تشخيص دهد توپ از خط دروازه عبور كرده، سيگنالي به ساعت داور بازي ارسال مي‌شود و از اين طريق گل شدن توپ به اطلاع داور مي‌رسد. البته اين سيستم معايبي نيز دارد كه در مورد تشخيص گل شدن توپ در سرعت‌هاي بالا است.

در اين فناوري نيز شاهد استفاده از سنسور پسيو الكترونيكي در درون توپ براي تشخيص عبور آن از خط دروازه هستيم كه توسط يك ميدان مغناطيسي فركانس پايين پوشش داده شده است. اين ميدان مغناطيسي بين دو تير دروازه و خط دروازه را شامل مي‌شود. مدار الكترونيكي مورد استفاده درون توپ شامل سه لايه مس است كه بين لايه‌ي داخلي و بيروني توپ قرار گرفته‌اند.

با عبور توپ از خط دروازه آنتن‌هاي تعبيه شده عبور توپ را تشخيص داده و اطلاعات مورد انديشه متخصصين را در اختيار سرور مركزي كه در كنار زمين قرار دارد، ارسال مي‌كند. با استفاده از اطلاعات دريافتي كامپيوتر تشخيص مي‌دهد كه آيا توپ از خط دروازه عبور كرده يا خير. در صورتي كه توپ از خط دروازه عبور كرده باشد، سيگنالي در كمتر از نيم ثانيه به داور ارسال مي‌شود. اين سيستم در جام‌جهاني ۲۰۱۴ مورد استفاده قرار گرفت. اين تورنمت اولين باري بود كه شاهد استفاده از فناوري GoalRef بود.

با وجود فناوري‌هاي متعدد مورد استفاده براي تشخيص عبور توپ از خط دروازه، تاكنون اين سيستم نيز اشتباهاتي نيز كرده است. بخشي از خطاهاي ايجاد شده در اين سيستم‌ها را بايد به حساب دخالت عامل انساني در حركت توپ به هنگام عبور از خط دروازه عنوان كرد. براي مثال حين بازي فرانسه و هندوراس طي جام جهاني ۲۰۱۴، سيگنال سيستم GolaRef نشان از عبور توپ از خط دروازه داشت، حال آنكه توپ بصورت كامل از خط دورازه رد نشده بود و از اين‌رو گل نشده بود.

همانطور كه در ابتداي اين مقاله نيز اشاره كرديم، اخيرا در برخي از ليگ‌هاي اروپايي شاهد استفاده از بازپخش صحنه‌هاي حساس براي تيم داوري به منظور تصميم‌گيري در مورد چگونگي يك رويداد طي بازي هستيم.