Самый большой научпоп канал
Подписаться
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
55 минут назад
Елена Андреева
382

Физики вычислили, как улучшить игру в баскетбол

4.3

Ученые из Корнеллского университета (США) адаптировали метод расчета электронной структуры систем многих частиц, который применяется в квантовой физике и квантовой химии, для спортивной аналитики. Исследователи изучили позиционирование баскетболистов на площадке, чтобы спрогнозировать вероятное число победных очков.

Местоположение игроков нападения (красные круги) преобразуется в матрицу плотностей нападения, точно так же плотность защиты прогнозируется, исходя из позиций игроков защиты (синие круги) / © Boris Barron et al.

За основу исследователи взяли расширенную модель классической теории функционала плотности (Density Functional Theory, или DFT). Этот метод, востребованный в квантовой механике, может быть полезен для анализа данных в любых коллективных системах. Например, подход применим для моделирования поведения толпы на концерте, организации групп насекомых или расовой сегрегации в городах.

В более раннем исследовании модель, основанная на (DFT), предлагала наиболее выигрышное для каждого спортсмена положение на баскетбольной площадке по заданному сценарию, что повышало бы их шансы на победу. Но как изменилась бы вероятность конкретного результата, того же трехочкового броска, если бы игрок находился в другом месте или был заменен другим?

Проблему решает расширенный подход — так называемая теория флуктуации функционала плотности (Density Functional Fluctuation Theory, или DFFT), который позволяет определять вероятность успешного забивания или защиты, используя реалистичные наборы данных и минимальный набор предположений. В частности, основное предположение заключается в том, что точное местоположение членов команды может быть преобразовано в «плотности игроков». Это обеспечивает совокупное понимание позиции (например, отсутствие игроков близко к кольцу и существенное присутствие защитников около трехочковой линии).

Задачей ученых было просчитать, сколько очков наберут командные действия в нападении, учитывая расположение десяти игроков и мяча. Научная группа использовала данные отслеживания спортсменов с начала сезона НБА 2022-2023-х по 20 января 2023 года, полученные с помощью технологий компьютерного зрения и машинного обучения. Такой продукт создала для баскетбольных тренеров компания Second Spectrum: с помощью детальных тепловых карт и траектории движения игроков анализируются миллионы игровых ситуаций, выявляя слабые и сильные стороны клубов.

Команда проанализировала поведение 50 самых результативных игроков, чаще всего выходивших за четыре месяца на площадку. Включили в совокупность данных особый пример — разыгрывающего «Голден Стэйт» Стефена Карри, рекордсмена НБА по количеству трехочковых бросков. Исследователи изучили позиции игроков и мяча в их руках не более чем за три секунды до броска. Обучая модель DFFT на массивном наборе данных, физики спрогнозировали, где вероятнее всего будет находиться отдельный игрок и какой результат получит.

Кроме того, учитывалась «гравитация» игрока, когда без мяча он притягивает к себе защитников просто потому, что его бросковая способность представляют угрозу. У Карри, например, она оказалась очень высокой вблизи трехочковой линии, а вот вблизи кольца гравитация была немного меньше, чем у типичного баскетболиста.

Следующим шагом будет изучение концепции «защитного IQ», или совокупности инстинктов спортсмена и его способности предугадывать сценарий до его развития: спортивная аналитика способна превращать большие данные в золотые медали.

Научная работа опубликована в журнале Scientific Reports.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 16:49
Адель Романенкова

Радиотелескопы уловили очень короткий сигнал, и по его характеристикам стало ясно, что он не может быть естественного происхождения. Астрономы пришли к выводу, что источник находился в околоземном пространстве — там, где уже более полувека летает «мертвый» аппарат NASA.

Позавчера, 12:48
МАИ

Российские работодатели наряду с традиционными методами поиска сотрудников все чаще стали прибегать к автоматизированным инструментам, среди которых, в частности, ресурсы рекрутинга на базе искусственного интеллекта. Технологии действительно шагнули так далеко, что программы с большими языковыми моделями могут даже проводить собеседования — это экономит трудовые и временные ресурсы, обеспечивает удобство и объективность процесса. Но без проблем все же не обходится. Научный сотрудник института «Компьютерные науки и прикладная математика» МАИ Юрий Чайников рассказал о том, какие проблемы могут возникнуть при собеседовании с ИИ и смогут ли в будущем кандидаты отказаться от такого формата найма в пользу традиционного.

Вчера, 13:46
ФизТех

Международная группа исследователей разработала методику, которая самостоятельно настраивает математическую модель магнитного взаимодействия. Новый алгоритм позволит более реалистично моделировать и проектировать материалы с требуемыми свойствами и предсказывать их свойства перед экспериментальной проверкой.

Вчера, 16:49
Адель Романенкова

Радиотелескопы уловили очень короткий сигнал, и по его характеристикам стало ясно, что он не может быть естественного происхождения. Астрономы пришли к выводу, что источник находился в околоземном пространстве — там, где уже более полувека летает «мертвый» аппарат NASA.

14 июня
Любовь Соковикова

Изучив поведение 69 видов птиц в разных областях Западных Гат (Индия), международная исследовательская группа наконец объяснила, почему территориальные и всеядные птицы чаще других поют по утрам.

Вчера, 11:00
НИУ ВШЭ

Международная команда исследователей с участием ученых из НИУ ВШЭ экспериментально показала, что люди, страдающие биполярным расстройством, считают мир более нестабильным, чем он есть на самом деле, и из-за этого чаще принимают нерациональные решения. Ученые предполагают, что полученные результаты позволят в будущем разработать более точные методы диагностики и терапии биполярного аффективного расстройства.

Вчера, 16:49
Адель Романенкова

Радиотелескопы уловили очень короткий сигнал, и по его характеристикам стало ясно, что он не может быть естественного происхождения. Астрономы пришли к выводу, что источник находился в околоземном пространстве — там, где уже более полувека летает «мертвый» аппарат NASA.

5 июня
Александр Березин

Вид антилоп, с ледникового периода привыкший к массовым миграциям, пытается вернуться в свой исторический ареал, когда-то достигавший Днепра. Однако их нетипичные для травоядных привычки вызывают сильнейшее отторжение у сельских жителей, предлагающих массово уничтожать их с воздуха. С экологической точки зрения возвращение этих животных весьма желательно, но как примирить их с фермерами — неясно.

22 мая
ПНИПУ

Недавно вышел второй сезон сериала «Одни из нас» (TheLastofUs), созданного по сюжету популярнейшей видеоигры. Ученые Пермского Политеха решили разобраться, насколько реален сценарий грибной пандемии, превращающей людей зомби? Чем живет кордицепс и как он «ищет» своих жертв, действительно ли паразит способен эволюционировать настолько, чтобы поражать человеческий организм и подчинять себе его волю, был бы у людей шанс выжить, какие грибы уже поселились в наших телах и выручит ли нас иммунитет, сформированный тысячелетиями.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно