北京时间今日零时，2022年卡塔尔世界杯正式开幕！本届世界杯举办可谓是“壕”无人性，举办经费和参赛奖金共创新高，据悉其筹备以来预计花费了2200亿美元，甚至达到了世界银行披露的2021年卡塔尔1795．7亿美元GDP的1．2倍。
在本届卡塔尔世界杯上，赛场内外的科技也看点十足，其中许多技术都是世界杯历史上首次使用。此次世界杯另外重大亮点之一就是比赛用球，这也是自世界杯足球赛举办以来，第一个装载芯片的智能足球！
内置中央“芯片”，记录足球运动数据
资料显示，2022年卡塔尔世界杯比赛用球命名为“旅程”（阿拉伯语：AL RIHLA），它与往届世界杯用球相比重量更轻，可以在空中保持更快的飞行速度。这样的好处在于，一方面能够让足球飞得更快，守门员难以防守情况下，进球率能够得到提升，也可以大幅提高比赛的观赏性。
“旅程”的球面由20个SPEEDSHELL模块组成，同时采用了三角形状和弯折设计，降低了足球在空中运行的风阻系数。除此之外，通过表面内嵌式的设计细节，“旅程”设计者大大提升了足球飞行的稳定性。当然这些都是涉及到材料学、力学方面的学识，在本文中我们更想跟大家聊一聊，“旅程”装载了芯片的特殊含义。
据悉，“旅程”应用了创新技术系统——CTR－CORE，即在足球内部植入一枚中央芯片，其能够以500次／秒的速度记录足球运动相关数据。
类似的技术实际上在篮球、网球等运动中早有应有，不过这还是第一次被用在足球上。据了解，CTR－CORE的技术原理类似陀螺仪的芯片，可以充分记录足球的初始速度、运行速度、运动角度等数据，尤其是在足球作为一项对抗极为激烈的运动项目，如何让芯片具备更好的稳定性和记录运动轨迹的精准性，技术难度并不小。
笔者查阅资料了解到，足球的重最约为396－453克，足球运动员踢球时，造成的球速约为60－120公里／小时，若按照80公里／小时的球速算，其撞击力相当于116公斤。如果是大力踢球，其撞击力可达到200公斤。通过力量测定器测定，世界上一个杰出的运动员一脚有力的射门，力量可达到1200公斤。
在这种情况下，芯片如何固定在足球中呢？除了本身必须具备优秀的抗震性能以外，通过在“旅程”内胆中使用多个连接柱，设计者将芯片固定在球体中心的囊壳中，从而保证了球的平衡性不受影响。
笔者注意到，CTR－CORE中除了中央芯片以外，还有一个悬挂系统，上面搭载；额惯性500Hz运动传感器（IMU），可以将比赛期间收集到的高精度的运动数据发送到视频助力裁判的画面中，以帮助主裁判作出更合理的决定。
据了解，采用这种新技术可以非常精确地检测踢球点，通过结合肢体和足球的跟踪数据并应用人工智能，新技术向视频操作室内的视频裁判提供自动“越位”警报。
当然，这项新技术也不是仅仅依靠足球中的芯片系统就可以实现，还需要搭配全场专用的跟踪摄像头，来跟踪足球和每个球员的多达29个数据点，以每秒50次的频率计算他们在球场上的确切位置。收集的29个数据点包括与越位判罚相关的所有肢体。
当足球场上出现难以判罚的“越位”行为时，视频裁判会通过手动检查踢球点和自动创建的越位线来验证提议的决定。这个过程会在几秒钟内发生，这意味着可以更快、更准确地做出越位判断。在视频裁判和现场裁判确认后，系统将使用完全相同的位置数据点生成3D动画，详细说明球员四肢在球场上的位置。这段3D动画将始终以最佳视角展示越位情况，然后在体育场的大屏幕上播放，还将提供给转播频道，以最清晰的方式通知所有观众。
该足球的设计者之一阿迪达斯指出， 足球运动员基本难以察觉到这样的足球跟普通足球有什么区别，因为这项技术“完全不可见”，CTR－CORE内部也是由电池供电，甚至可以感应充电。
