Hawk-Eye ( Hok-ay , Hawkeye ) es un sistema de software y hardware que simula la trayectoria de un proyectil de juego. El sistema fue desarrollado por Manor Research vez en competencias deportivas de la vida real en 2001.
Se utiliza principalmente para arbitrar competiciones, así como para recopilar estadísticas y visualizar el juego, en los entrenamientos. El más utilizado en tenis , cricket , voleibol . Como herramienta de visualización del juego utilizada en el billar . Probado en el fútbol. Se está discutiendo el tema de su implementación en otros deportes. El alto costo y la complejidad de la operación limitan el uso de Hawk-Eye solo a las competiciones más grandes. Desde 2017, ha comenzado la operación de una nueva generación del sistema Hawk Eye Live, que le permite abandonar por completo a los jueces en la línea de tenis.
En el tenis, Hawk-Eye es un tipo de sistema ALC (Automated Line Calling system) [1] . El sistema Hawk-Eye se ha convertido en una parte integral de la cultura del tenis, agregando espectáculo al proceso competitivo y ayudando a fortalecer el espíritu de juego limpio durante la competencia [2] . Recibió varios premios por logros en el campo del entretenimiento. El sistema tiene muchos críticos que creen que la automatización del arbitraje en los deportes lo priva del factor humano y de un especial espíritu competitivo.
La necesidad de un sistema que facilitara el arbitraje se debió a las numerosas situaciones controvertidas que surgían regularmente durante la competición. Con velocidades de pelota de tenis de hasta 250 km/h, es muy difícil determinar el contacto de la línea con el ojo humano y la decisión de los jueces puede ser subjetiva [3] . Las disputas con los árbitros interrumpieron el curso normal de las peleas y contribuyeron poco al espíritu deportivo de la competencia [4] . Los intentos de introducir árbitros asistentes automatizados en el tenis y el cricket tienen una larga historia [5] [6] .
Los desarrollos tecnológicos relacionados con facilitar el trabajo de los jueces comenzaron a aparecer a partir de finales de la década de 1960. Los primeros sistemas de soporte de hardware para el arbitraje en el tenis se crearon en la década de 1970 [6] . Los llamados sistemas TEL (Tennis Electronic Lines) funcionaban a base de sensores de presión que detectan el toque de la línea y requerían instalación debajo de la superficie de la cancha. No han recibido una amplia distribución. Además de la complejidad de la instalación, los sensores no distinguían si la pelota toca la línea o el pie del jugador (aunque su ventaja era la capacidad de dar el resultado al instante, era un sistema en tiempo real). En la década de 1980 se anunció el sistema Cyclops , que funcionaba a base de sensores infrarrojos que determinaban la intersección de la pelota con el rayo. El sistema registró solo errores durante el envío. Su principal inconveniente era que no distinguía entre la pelota y cualquier otro objeto que interrumpiera el curso del rayo. Sin embargo, se usó en torneos de Grand Slam hasta finales de la década de 1990 [7] .
A mediados de la década de 1990, el sistema MacCAM por Imaging Systems LLC se probó en los principales torneos En esencia, era solo una cámara de alta velocidad (hasta 5000 cuadros / segundo), lo que permitía determinar visualmente si la pelota tocaba la línea en la repetición.
En 1999, el equipo de investigación de Roke Manor Research Ltd comenzó a desarrollar un sistema basado en el procesamiento de video y la construcción de la trayectoria de la pelota. A la cabeza del grupo estaba el Dr. Paul Hawkins, un ex jugador de críquet. Durante el desarrollo se utilizó la experiencia de desarrollos en el campo militar en medicina [8] . En 2001, Paul Hawkins y David Sherry protegieron el desarrollo con la patente WO0141884 ( Video Processor Systems For Ball Tracking In Ball Games - “Video Processing System for Tracking in Ball Games”) [9] . Por primera vez, Channel 4 demostró las capacidades del nuevo producto de la compañía durante el partido oficial entre los equipos nacionales de Inglaterra y Pakistán , en el Lord's Cricket Ground el 21 de mayo de 2001. Desde 2006, el Hawk-Eye se ha utilizado constantemente para arbitrar torneos de tenis profesionales [2] .
En 2001, Hawk-Eye Innovations LTD, que desarrollaba su producto principal, se escindió de Roke Manor Research. La empresa es propiedad del empresario estadounidense desde 2006 En 2009, la empresa generó unos ingresos antes de impuestos de 1,1 millones de libras esterlinas. En 2010, el valor de mercado de Hawk-Eye Innovations se estimó en 15 millones de libras esterlinas [10] . Desde marzo de 2011, Hawk-Eye Innovations se ha convertido en propiedad de Sony Corporation [11] .
Hawk-Eye es el producto más común pero no el único de este tipo. En fútbol, GoalRef (desarrollado originalmente para balonmano ) está siendo probado. En los Estados Unidos, la K-Zone, utilizada en el béisbol, ha ganado cierta distribución [12] . En cricket, Hawk-Eye compite con el sistema Pitch View, que se probó en 2012 [13] .
No se divulgan todos los detalles del funcionamiento de Hawk-Eye, ya que son un secreto de empresa . La base de su software fueron los sistemas de captura de movimiento que aparecieron en la década de 1990 [14] .
El complejo de software y hardware consta de varias cámaras de video que transmiten un flujo de datos de video para su procesamiento a una computadora. Se utilizan seis cámaras para cricket y diez para tenis. Las cámaras de video de alta velocidad (106 cuadros por segundo, según el desarrollador [15] ) se fijan de tal manera que capturan el espacio del juego desde ciertos ángulos [16] . El procesamiento de flujo de datos de video incluye varias etapas. Inicialmente, las reglas del juego se establecen en el sistema y se construye un modelo del espacio de juego durante la calibración . El software le permite organizar el reconocimiento de la imagen de la pelota. Según los desarrolladores, el sistema reconoce constantemente una pelota voladora en forma de un punto alargado borroso, cuyo tamaño es de 2 a 10 píxeles , contra el fondo de la cancha, el equipo y el público [17] [18] .
Basado en el seguimiento y el principio de triangulación , el sistema determina las coordenadas de la pelota. A partir de las imágenes bidimensionales obtenidas de cada cámara, se construye una serie de puntos en coordenadas tridimensionales [19] . Las cámaras no están sincronizadas entre sí y las diferentes coordenadas de la pelota obtenidas de diferentes cámaras se vinculan en un sistema común de puntos utilizando una aproximación lineal [17] . Además, con la ayuda de algoritmos de suavizado , se reconstruye una ruta de vuelo virtual a través de estos puntos. Si estimamos la velocidad de la pelota de tenis en 50 m/s, entonces a una velocidad de tiro de 100 fotogramas por segundo, puede haber una distancia de unos 50 cm entre los nodos de interpolación [15] . El sistema de visualización da como resultado una trayectoria suave con un punto de toque de la cancha interpolado en el caso del tenis [20] . El sistema también permite emitir otros indicadores: velocidad de la pelota, estadísticas de aciertos en determinadas zonas, etc. [2] .
Para el funcionamiento del sistema (en el caso del cricket) se necesitan tres operadores [15] . El sistema no impone ningún requisito sobre el inventario y el sitio. La precisión del sistema es un punto controvertido, ya que las fuentes dan diferentes datos: desde 1 mm [21] hasta 5 mm [16] . Según la propia Hawk-Eye Innovations, la precisión es de 3,6 mm, es decir, alrededor del 5% del tamaño de una pelota de tenis o de cricket [22] . De acuerdo con los requisitos de la ITF, durante la prueba, el error del sistema no debe exceder los 5 mm [23] .
A partir de 2013, el sistema no pudo operar en tiempo real . El sistema tardó hasta 10 segundos en obtener el resultado, por lo que no fue posible reemplazar completamente los jueces de línea con automatización [24] [25] . La intervención del árbitro en el tenis también es necesaria debido a que el jugador, según las reglas, si va a realizar un ensayo, debe hacerlo inmediatamente después del golpe polémico, de lo contrario la situación será, como ellos decir, "sobreactuado" [26] . El costo de usar el sistema se estima en $20,000 por semana en una cancha de tenis [27] . Para el cricket, el costo de instalación es tan alto como £180,000 por estadio [13] .
Desde 2016, los torneos de tenis han comenzado a probar la próxima generación de la tecnología Hawk Eye Live. Le permite rastrear el toque de la pelota en menos de 0.1 segundos y no requiere que se detenga el juego. La tecnología también rastrea el error de "footfault" . Por lo tanto, Hawk Eye Live le permite prescindir completamente de los jueces en la línea. Esta versión utiliza 12 cámaras para el control del balón y 6 para el "paseo". El único elemento "humano" que queda en el sistema es la señal de voz grabada que detiene el juego [28] .
El uso del ojo de halcón en el tenis se debe a la dificultad de juzgar fuera del campo en situaciones en las que la pelota cae cerca de la línea.
En 2002-2004, la ITF probó el sistema en varios torneos de tenis. La Federación ha desarrollado una serie de requisitos para los sistemas ALC (sistemas de llamada de línea automatizada - sistemas de control táctil de línea) [1] . Como parte de la prueba, también se consideró un sistema Auto-Ref de la competencia, que funcionaba con un principio tecnológico similar [5] . Durante el US Open Tennis Championship en 2004, el público tuvo la oportunidad de ver las posibilidades del complejo. Durante el partido de cuartos de final entre Jennifer Capriati y Serena Williams , los jueces cometieron una serie de errores a favor de Jennifer. El sistema (Hawk-Eye aún no tenía un nombre bien establecido y se llamaba Shot Spot ) se utilizó en ese momento solo para visualización y demostró claramente todos los problemas del arbitraje en ese duelo dramático [29] [30] .
La Copa Hopman (Australia) comenzó a utilizar Hawk-Eye en torneos de alto rango en enero de 2006. El sistema recibió altas calificaciones de los organizadores [~ 1] . Michaela Krycek se convirtió en la primera tenista en utilizar el desafío ( challenge ) en el sistema Hawk-Eye [31] . El torneo de clasificación debut de Hawk-Eye fue el Miami Masters en marzo de 2006. El primer Grand Slam en introducir el ojo de halcón fue el US Open de 2006 [3] [5] . En 2007, en la conferencia de la ITF, los expertos técnicos Jamie Capel-Davis y Stuart Miller, después de respaldar el uso de Hawk-Eye, propusieron enmiendas a las reglas. En marzo de 2008, la ITF, la ATP y la WTA adoptaron y unificaron las normas relativas al uso del sistema durante las competiciones. En cada set, el jugador tiene derecho a tres intentos de apelación al sistema si duda de la decisión de los jueces de línea. Si el jugador cometió un error y el juez tenía razón, entonces el intento se deduce de su "cuenta". Se añade un ensayo más a cada uno si los jugadores alcanzan el desempate [2] [32] . En algunos casos, los jugadores incluso hacen un intento deliberadamente innecesario para ganar tiempo y obtener un descanso, aunque esto se considera un comportamiento antideportivo [2] .
Hawk-Eye se ha convertido rápidamente en una parte importante del proceso competitivo y de toda la cultura del tenis. Actualmente, el sistema Hawk-Eye se usa en todos los Grand Slams, excepto en el Abierto de Francia , los Juegos Olímpicos y la mayoría de los torneos profesionales más importantes. La excepción son los torneos que se llevan a cabo en superficies no pavimentadas, ya que la pelota deja una marca claramente visible en ellas después de la caída. Por regla general, los organizadores no pueden permitirse el lujo de equipar todas las arenas con el sistema y se instala solo en las canchas centrales [33] .
La nueva generación de tecnología Hawk Eye Live se probó en las Finales ATP de próxima generación en Milán en noviembre de 2017 y recibió críticas favorables. En agosto de 2018, Hawk Eye Live superó con éxito la prueba del largo torneo World TeamTennis en EE. UU. En la sesión de la ATP de julio de 2018, el órgano rector de la Asociación de Tenis recomendó el uso de la tecnología en los torneos más importantes de la próxima temporada [28] [34] . El US Open de 2020 fue el primer torneo de Grand Slam en utilizar la tecnología Hawk Eye Live [35] .
En el cricket, la necesidad de asistencia informática a los árbitros se debe a la llamada LBW ( ( Leg before wicket ) . Después de que el lanzador lanza la pelota , el jugador contrario, el bateador , tiene derecho a tocar la pelota (golpearla) solo con un bate. Al mismo tiempo, a menudo surge una situación en el juego cuando el jugador todavía toca la pelota con alguna parte del cuerpo (generalmente con el pie). Después de eso, el árbitro tiene que decidir a simple vista si esto ha afectado el cambio en la trayectoria de la pelota y si la pelota golpea el "wicket". Con velocidades de bola de hasta 160 km/h para los jugadores de bolos de élite, esta es una tarea difícil y la decisión subjetiva a menudo ha sido controvertida. Hawk-Eye te permite continuar la posible trayectoria y evaluar la posibilidad de que la pelota toque la puerta [15] .
A pesar de que Hawk-Eye se probó por primera vez en cricket, su implementación provocó un largo debate entre los especialistas en este deporte. Esto se debió a las peculiaridades de las reglas del cricket, que no interpretan la situación de BPN sin ambigüedades. Si, por ejemplo, en el tenis solo hay dos opciones "fuera" y "campo", entonces en el cricket el árbitro puede abstenerse de tomar la decisión, calificándola de controvertida. Desde 2006 se han hecho intentos de introducir puntos de vista para corregir las decisiones judiciales, pero la opinión de los jueces fue más poderosa que el veredicto del sistema [15] . Solo en 2009, la federación de cricket International Cricket Council adoptó el Sistema electrónico de revisión de decisiones y enmiendas a las reglas, que estipulan claramente la capacidad de los jugadores del equipo para recurrir a Hawk-Eye, quien sigue siendo la decisión final en disputas [~ 2] . Al igual que en el tenis, los equipos tienen dos intentos para ver la interpretación de la situación en Hawk-Eye por entrada [36] [37] . El Hawk-Eye vio un uso extensivo como parte de la Copa Mundial de Cricket 2011 . En particular, gracias al intento realizado durante la situación de BPN en la semifinal India-Pakistán, las disputas sobre la decisión del árbitro se detuvieron de inmediato [37] . Sin embargo, Cricket que adoptar el DRS, considerando que el sistema es "imperfecto" [38] .
En el fútbol, el ojo de halcón se puede utilizar para determinar si el balón ha cruzado la línea de gol. Durante mucho tiempo, la FIFA ha desaprobado la automatización del proceso de arbitraje, pero el desarrollo de la tecnología y la controversia en constante evolución en torno a la puntuación ha llevado a repensar el punto de vista. Después de largas discusiones, en 2012 la IFAB aprobó la introducción de un sistema automático de detección de goles , pero al mismo tiempo continuó probando una serie de sistemas, incluidos Hawk-Eye, GoalRef y GoalControl [39] , con el objetivo de elegir uno para la Copa del Mundo de 2014 [40] .
En comparación con Hawk-Eye, GoalRef sigue un principio tecnológico diferente y requiere que se instale un microchip en una pelota de fútbol , y tampoco proporciona una representación visual de la situación. El sistema HawkEye (cámaras de vídeo) en el caso del fútbol se monta en diferentes puntos del estadio y en el marco de la portería. El costo de instalación en un estadio se estima en alrededor de £100,000-125,000 [41] . Según el secretario general de la Asociación de Fútbol de Inglaterra , Alex Horn, el Hawk-Eye se instaló en el estadio de Wembley para probarlo durante la competición de la FA Cup [42] . El 11 de abril de 2013, se anunció que el ojo de halcón se utilizaría en los partidos de la Premier League inglesa desde el comienzo de la temporada 2013/14 [43] .
Antes de la Copa Mundial de la FIFA 2018 , los árbitros preferían usar el sistema de reproducción de video VAR en momentos controvertidos, y se nombró a Hawk-Eye como proveedor de tecnología para la implementación del sistema [44] .
Desde 2007, el sistema se ha utilizado en el billar . En este deporte, no es una herramienta del árbitro, sino que se usa solo para una demostración más visual de la situación del juego y para que los comentaristas expliquen la trayectoria del golpe del jugador. Con su ayuda, puede expandir la mesa virtual y mostrarla desde el punto de vista del jugador [45] [10] .
En la liga de voleibol polaca, el ojo de halcón ha tenido un uso limitado desde 2010. Desde entonces, la FIVB ha aprobado una tecnología para detectar si una pelota golpea una cancha de voleibol [46] . Desde 2012, el voleibol comenzó a probar el sistema en las principales competiciones internacionales. En marzo, los participantes de los cuartos de final de la CEV Champions League de la temporada 2011/2012 recurrieron a sus servicios . El uso completo del sistema comenzó con la Liga Mundial de 2013 . Desde entonces, Hawk Eye ha sido parte del nuevo sistema de evaluación electrónica en voleibol [47] .
Se está discutiendo la posibilidad de implementación en varios otros deportes. En bádminton , aún no se ha recibido la aprobación del organismo central de la BWF , pero varios jugadores destacados se han pronunciado a favor de la introducción temprana de la tecnología en esta forma [48] . En 2012, en una reunión del comité de la ITTF , se discutió la posibilidad de introducir Hawk-Eye en el tenis de mesa , sin embargo, las especificidades de este tipo no permiten la implementación del sistema en su estado actual [49] . Durante el transcurso del juego, la mesa de tenis puede moverse y esto no permitirá que el sistema funcione correctamente. Se discute la posible implementación del sistema en hurling y béisbol [11] .
Cuando se utiliza, el sistema visualiza el resultado del cálculo, mostrando la trayectoria de la pelota y su golpe en forma de "traza" en la línea. Mientras tanto, el sistema, a la hora de calcular el resultado, solo marca “acierto-perdido”. Sin embargo, para mayor credibilidad, el resultado se muestra visualmente en monitores [50] . Para ello, el sistema utiliza elementos tomados de los juegos de ordenador. Así, por ejemplo, el color de la "cancha" virtual cambia, según la cobertura que se utilice actualmente [15] .
El sistema utiliza una representación virtual y por lo tanto idealizada de la superficie de juego. Las líneas en la cancha son rectas geométricas , la pelota en vuelo o la figura de un bateador es una especie de modelo matemático . En realidad, no son formas geométricas abstractas [8] . Si la pelota golpea la línea, cambia de forma, y esto también es el resultado de calcular el cambio de forma, según un modelo previamente establecido, y no una deformación real [15] .
Esta circunstancia también ha sido objeto de críticas al sistema, ya que mide según una representación idealizada de la cancha (la llamada medida secundaria), mientras que árbitros humanos evalúan según el espacio real de juego, donde las líneas no están perfectamente recto (medida primaria) [51] . Las situaciones en las que la repetición muestra un escaso margen de alrededor de 1 mm es una especie de abstracción, ya que es un error menor que el especificado por los propios desarrolladores del sistema [52] . La representación idealizada de la jugabilidad, que ofrece un sistema como Hawk-Eye, crea una representación no del todo adecuada para la audiencia. Comienzan a percibir estos programas como absolutamente precisos, aunque esto no es así. Este es un problema ontológico , que consiste en la percepción de los logros de la ciencia por parte del público [53] . El sistema, como todo proceso tecnológico, tiene limitaciones de precisión [54] .
Hawk-Eye ha cambiado significativamente el proceso de entrenamiento y la recopilación de estadísticas, ya que le permite acumular y procesar datos en una base de datos . Por lo tanto, Hawk-Eye se llama el centro de procesamiento de datos digitales durante las competiciones [55] . Los jugadores y entrenadores utilizan los datos del sistema, tanto para cambiar de táctica directamente durante la competición, como para conclusiones posteriores que afectan al proceso de entrenamiento [56] .
Según los expertos, frente a Hawk-Eye, el gran deporte finalmente recibió un sistema informático bastante confiable para ayudar a los jueces a un costo asequible. Hawk-Eye también tuvo un gran impacto en la percepción de la competencia por parte de los espectadores. Se sienten mucho más involucrados en el proceso y se sienten parte de los jueces de la competencia, y en general hay un mayor efecto de propiedad [56] [2] . En 2003, -Eye ganó el premio Sports Emmy logros técnicos innovadores en el entretenimiento [ 57]
Ahora no tienes que dar vueltas en la cama toda la noche y pensar: ¿Golpeé ese lanzamiento o no? Observé. El suministro estaba en el campo.
Texto original (inglés)[ mostrarocultar] No necesito irme a la cama ahora preguntándome si ese servicio realmente fue dentro o fuera. Miré hacia arriba. Está dentro. No hay necesidad de preocuparse por eso esta noche. —James Blake [36]
En una carrera profesional de tenis de 20 años, esto es lo más asombroso que les ha sucedido a los jugadores, fanáticos y televidentes. La nueva tecnología añade una nueva dimensión al juego.
Texto original (inglés)[ mostrarocultar] En mis 20 años en el tenis profesional, esta es una de las cosas más emocionantes que les ha sucedido a los jugadores, fanáticos y televidentes. Esta nueva tecnología agregará una dimensión completamente nueva al juego. – André Agassi [36]Los problemas del sistema incluyen, en primer lugar, un costo bastante alto, lo que lo hace inaccesible para un uso masivo. Dado que no todos los jugadores pueden jugar en las canchas centrales donde está instalado Hawk-Eye, también hay voces de su lado sobre cierta discriminación [26] . Durante la operación del sistema, regularmente se presenta una situación que desacredita el trabajo de los jueces humanos. Según expertos durante Wimbledon 2012 , los jueces cometieron errores en el 27% de los casos cuando se comparó su trabajo con la automatización. Incluso hubo un caso en el que el árbitro fijó un “out” en una situación en la que el balón estaba a 27 cm de la línea [58] . Los jugadores tampoco siempre evalúan adecuadamente la situación. Las estadísticas recopiladas durante el Abierto de Australia de 2009 mostraron que de los 286 intentos realizados por los jugadores, 89 (31 %) tuvieron éxito [59] . La introducción del sistema tuvo un gran impacto en la cultura del arbitraje, la relación entre árbitros y jugadores. Disminuyó el número de argumentos durante el juego. Con mucha menos frecuencia que antes, comenzaron a surgir situaciones en las que el árbitro de la torre cambia la decisión del juez de línea [2] .
Durante la operación, los errores del sistema se registraron repetidamente. Así, en 2009, durante un encuentro entre Andy Murray e Ivan Lyubichich , durante el torneo Masters de Indian Wells, ocurrió un incidente. Hawk-Eye no registró un "out" y el balón se le dio inmerecidamente a Murray. Según Tomasz Berdych , el sistema puede fallar en el momento en que una sombra cae sobre la cancha [2] [60] .
Desde que Hawk-Eye apareció en la gira ATP, Roger Federer se ha mostrado muy escéptico con respecto al sistema [2] . “Siempre intentan volcarnos las cosas más difíciles”, comentó el suizo que los jugadores ahora son sus propios jueces [26] . Después de la primera colisión seria con Hawk-Eye en la final de Wimbledon de 2007 , Federer mostró emociones extremadamente negativas. Después de que el sistema le diera un balón al suelo a su oponente Rafael Nadal , incluso pidió a los árbitros que apagaran el sistema [61] [~ 3] . Michael Stich se encuentra entre los críticos que creen que productos como el ojo de halcón le roban al deporte un espíritu especial. Los errores de los árbitros son una parte inevitable y natural del deporte y el factor humano en él, ocurren, pero no afectan de manera decisiva el resultado de los partidos de tenis. Deben ser tratados filosóficamente, y la visualización constante de repeticiones priva al deporte de emotividad y entretenimiento [2] [62] [63] .
La cercanía del sistema plantea preguntas y dudas legítimas entre los investigadores [15] . Entonces, los científicos Harry Collins y Robert Evans en su artículo se mostraron muy escépticos sobre Hawk-Eye debido al hecho de que no pudieron encontrar un estudio serio de terceros sobre la evaluación del error del sistema en fuentes abiertas. No se sabe cómo se ve afectado por los cambios en el clima y la iluminación de la arena deportiva. También es dudoso que en el cricket haya necesidad de extrapolar la trayectoria de la pelota [~ 4] . Es muy difícil evaluar cuán correctamente el modelo matemático Hawk-Eye puede construir una trayectoria, teniendo en cuenta el rebote en terreno irregular, la rotación de la pelota, las condiciones climáticas, etc. [64] .
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