Ein Fußballspiel ist wie eine Programmiersprache aufgebaut

Der Sportwissenschaftler Christian Holzer über den Einsatz von Computern im Fußball

Beim RoboCup, dem internationalen Wettbewerb für Fußball spielende Roboter, belegen deutsche Teams seit Jahren Spitzenplätze. Von den menschlichen Kickerkollegen werden diese Erfolge jedoch bislang kaum wahrgenommen, geschweige denn gewürdigt. Angebote zur Kooperation, etwa vom mehrfachen RoboCup-Weltmeister CS Freiburg an den Bundesligaklub SC Freiburg, werden brüsk bis arrogant abgelehnt. Einer der Wenigen, die dem Roboterfußball offen und interessiert gegenübertreten, ist Christian Holzer. Der ehemalige Jugendnationalspieler kickt gegenwärtig für den SC Fürstenfeldbruck und arbeitet an einer Dissertation über ein computergestütztes System zur Spielanalyse.

Roboter des CS Freiburg

Christian Holzer: Mit einem Roboter verbinde ich eine Maschine, die immer exakt die gleiche Aktion ausführt. Insofern halte ich den Vorwurf für unangebracht. Die Deutschen haben vielmehr sehr diszipliniert gespielt und haben ihr System kompromisslos durchgezogen.

Christian Holzer: Das läuft noch völlig nebeneinanderher. Jedenfalls sehe ich noch keinen Einfluss, der vom Roboterfußball auf den menschlichen wirken würde. Es geht noch in erster Linie darum, mit den Maschinen das menschliche Spiel nachzuahmen.

Christian Holzer: Ich beschäftige mich damit, weil ich meine Doktorarbeit über ein System zur Ortung von Fußballspielern auf dem Spielfeld schreiben werde. Gemeinsam mit der Karlsruher Cairos AG wird beim Fraunhofer-Institut gerade ein System entwickelt, bei dem die Bewegungen der Spieler mithilfe kleiner, am Körper befestigter Sender zentimetergenau erfasst werden können. Um die dabei anfallenden Datenmengen auswerten zu können, sind neuronale Netze hilfreich. Hier liegt die Verbindung zum RoboCup.

Christian Holzer: Die Chips senden auf einer bestimmten Frequenz, und im Stadion sind mehrere Antennen verteilt, die die Signale empfangen. Über die unterschiedlichen Signallaufzeiten lässt sich die Position der Spieler mehrmals pro Sekunde mit einer Genauigkeit von einem Zentimeter, vielleicht sogar noch mehr, errechnen. Da jeder Spieler zudem mit mehreren Chips ausgestattet ist, kriegen wir auch Informationen über seine Körperbewegungen. Selbst Schrittfrequenzen lassen sich ermitteln.

Christian Holzer: Den kriegt er auch, natürlich.

Christian Holzer: Computer werden bisher insbesondere im sportphysiologischen Bereich eingesetzt, etwa bei der Auswertung von Laktat- oder Herzfrequenzmessungen. Es gibt auch einige wenige Firmen in Europa, die Programme zur Analyse der Spieltaktik entwickelt haben. Die sind in der Bundesliga derzeit ziemlich verbreitet. Der Anwender hat dabei die Videoaufzeichnung eines Spiels auf der Festplatte und kann sich daraus eigene, spezielle Datenbanken zusammenstellen, zum Beispiel die Zweikämpfe eines bestimmten Spielers.

Christian Holzer: Gegenwärtig wird der Computer noch in erster Linie als besserer Videorekorder eingesetzt. Früher hat man die Szenen, die man den Spielern zeigen wollte, auf eine andere Kassette kopiert oder musste den Rekorder vor- und zurückspulen. Auf der Festplatte kann man dagegen gezielt und viel schneller auf bestimmte Szenen zugreifen. Außerdem erleichtert der Computer die statistische Auswertung. Allerdings müssen etwa die Positionen der Spieler immer noch vom Menschen geschätzt und manuell eingegeben werden.

Christian Holzer: Solche Ansätze gibt es auch. Zwei Firmen arbeiten daran, das Spiel mit mehreren Kameras aufzunehmen und daraus die Wege der einzelnen Spieler herauszurechnen. Da diese Systeme sich an den Trikotfarben orientieren, gibt es allerdings Probleme, wenn zwei Spieler mit dem gleichen Trikot aneinander vorbei laufen. Dann können die Spieler häufig nicht mehr eindeutig zugeordnet werden. Auch die Genauigkeit lässt noch zu wünschen übrig.

Christian Holzer: Diesen Ansatz verfolgen wir mit unserem System. Um Rückschlüsse aufs Training ziehen zu können, brauche ich zuverlässige, objektive Daten. Das Augenmaß eines menschlichen Beobachters reicht da nicht aus. Der schätzt vielleicht, dass ein Spieler während eines Spiels acht Kilometer zurückgelegt hat, davon einen Kilometer im Sprint, zwei im lockeren Trab und fünf im Gehen. Ein anderer Beobachter kann dagegen zu ganz anderen Ergebnissen kommen. Für die Trainingsdiagnostik und für die Entwicklung der Taktik ist das ungenügend. Deswegen wollen wir die Spieldaten menschenunabhängig und unter kontrollierten Bedingungen erheben.

Christian Holzer: Ein Fußballspiel hat zwei primäre Ziele: Tore schießen und Tore verhindern. Davon ausgehend lassen sich alle anderen Aktionen, die in einem Spiel stattfinden, hierarchisch strukturieren: Sie dienen entweder dem einen oder dem anderen Ziel. So ähnlich sind auch Programmiersprachen aufgebaut. Und die Spieldaten, die wir mit unserem System erheben, sollen ebenfalls auf diese Weise aufbereitet werden.

Christian Holzer: Wir haben am Lehrstuhl für wissensbasierte Systeme der TU München darüber diskutiert, was man mit diesen Daten anfangen kann. Da gab es solche Überlegungen. Wenn man erst einmal eine ausreichende Datenbasis von mehreren hundert Spielen hat, könnte man mit den Positions- und Aktionsdaten Agenten programmieren. Dann könnte man mit der Auswechslung von Spielern experimentieren und schauen, wie bestimmte Spiele mit einer anderen Mannschaftsaufstellung ausgegangen wären. Aber das ist alles noch Zukunftsmusik. Im Oktober wird das erste Demosystem präsentiert, dann beginnt erst einmal die Erprobungsphase. Wir denken, dass das neuronale Netz bis zur WM 2006 einsatzbereit sein wird.

Christian Holzer: Vielleicht. Das hängt davon ab, wie der weitere Produktionsablauf aussieht. Für Ende Oktober ist, wie gesagt, eine erste Demonstration geplant, das erste einsatzfähige System soll Ende 2003 fertig sein. Der Sender wird dann die Größe und das Gewicht einer Chipkarte haben. Danach geht es um die Genehmigung. Es ist im Profisport ja nicht so einfach, so ein System einzuführen. Der übliche Weg besteht darin, dass zuerst Jugendmannschaften damit getestet werden. Wenn es sich dort bei größeren Turnieren bewährt hat, kann man darüber reden, auch Profimannschaften damit auszustatten. Die Testphase mit Jugendmannschaften wird bis Mitte 2004 abgeschlossen sein, so dass bereits in der Saison 2004/2005 erste Mannschaften das System nutzen können.

Christian Holzer: Auf jeden Fall. Es sind ja alles dreidimensionale Daten. Denkbar ist es, bestimmte Bewegungsabläufe wie Springen, Schießen, Grätschen oder Fallen als Standardbewegungen abzulegen. Dann muss ich nur noch die Laufwege des Spielers auf die Spielerfigur übertragen und habe ein dreidimensional animiertes Spiel in Echtzeit, das ich übers Internet verfolgen kann.

Christian Holzer: In der Leistungsdiagnostik, wo es darum geht, das letzte Quentchen Leistung herauszuholen, ist der Computer sicherlich unverzichtbar. Vor allem aber wird der Computereinsatz durch die Medien gefordert, die das Spektakel Fußball in immer mehr Geld umwandeln wollen und daher ständig nach neuen Wegen der Vermarktung suchen, sei es durch Live-Übertragungen, durch Statistiken, durch 3-D-Animationen im Internet. Dieses Verwertungsinteresse übt einen starken Druck aus, der dazu führen wird, dass der Computer mehr und mehr im Fußball präsent sein wird.

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