הטכנולוגיה של הכדורגל

מי שאינו אוהד ספורט יתקשה להבין את ההתרגשות הגדולה מכמה ספורטאים שמנסים להכניס כדור לתוך רשת גדולה. קשה אפילו יותר להבין מדוע איננו מנצלים את כל האפשרויות הטכנולוגיות שברשותנו כדי למנוע טעויות שיפוט שיערערו את האמונה בהגינות של הספורט המקצועני.

טהרני הספורט יטענו שספורט, כמו החיים עצמם, כולל גם טעויות שיפוט והן חלק בלתי נפרד מהמשחק. לא ננסה לענות על השאלה הכמעט פילוסופית 'האם צריך להשתמש בטכנולוגיה בספורט?' אבל מעניין לראות מה עומד מאחורי כמה מהטכנולוגיות שבכל זאת חדרו לאחרונה לעולם הכדורגל.

טכנולוגיות קו שער

"עבר או לא עבר?" הייתה אחת השאלות האייקוניות בכדורגל, שכן חוקי הענף קובעים שכדור צריך לעבור במלוא היקפו את קו השער כדי להיחשב "גול", או לעבור את הקו שמסמן את גבולות המגרש כדי להיחשב "כדור חוץ". בפועל, לא פעם גם ימים רבים, חודשים ואפילו שנים אחרי שהסתיים משחק מכריע, אוהדי כדורגל עדיין התווכחו אם הכדור עבר או לא עבר? המשמעות הייתה הרת גורל – שער חוקי למהדרין שלא נרשם בגלל טעות שיפוט, או שער שאושר בלי שהכדור עבר במלוא היקפו את קו השער.

בתחילת העשור הקודם נכנסה לשימוש במגרשי הטניס מערכת בשם "עין הנץ", שענתה בדיוק על השאלה הזאת. בעקבות זאת החלו לשמוע קריאות להכניס טכנולוגיה עזרת לשימוש גם למגרשי הכדורגל, כדי למנוע מפח נפש מאוהדי כדורגל תמימים.

למרות זאת, שיקולים שונים, ובהם נוסטלגיה ל"כדורגל של פעם", הטענה שטעויות שיפוט הן חלק מהמשחק וחשש מפגיעה בשטף המשחק בלמו את כניסתן של 'טכנולוגיות קו' למגרשי הכדורגל, אף על פי שכבר היו זמינות ומוכחות. רבים טוענים שנקודת המפנה הייתה ברבע הגמר של מונדיאל 2010 בין אנגליה לגרמניה, כששער שוויון של אנגליה לא אושר אחרי שהכדור עבר בבירור את קו השער.

במונדיאל 2014 כבר השתמשו לראשונה בתולדות הטורניר בטכנולוגיית קו שער. נכון להיום כמה מהליגות המובילות באירופה, בהן אנגליה וגרמניה, כבר משתמשות באופן קבוע ורשמי בטכנולוגיות כאלה בכל משחקי הליגה הבכירה. שתי המובילות בענף הן "עין הנץ" ו"שופט השער".

מערכת עין הנץ של חברת סוני פותחה בבריטניה ויושמה לראשונה ב-2001 ככלי עזר טלוויזיוני במהלך שידורי קריקט. המערכת אוספת נתונים מכמה מצלמות מהירות המוצבות במקומות אסטרטגיים סביב המגרש ומעליו, ומייצרת הדמיה תלת-ממדית של תנועת הכדור לעומת המגרש ברמת דיוק של 4-3 מילימטרים.

המערכת מבוססת על עקרונות של עיבוד תמונה ושל שילוש (טריאנגולציה). עיבוד התמונה מאפשר למערכת לזהות את הפיקסלים שמייצגים את הכדור בכל התמונות המגיעות מהמצלמות הפזורות במגרש. המערכת מצליבה נתונים ממצלמות במקומות שונים וכך מייצרת משולשים דמיוניים במרחב שמאפשרים לחשב את הקואורדינטות של הכדור בדיוק רב, בדומה למערכות מיקום לווייניות כמו ה-GPS.

מערכת עין הנץ אוספת תמונות במהירות גבוהה ומתעדת את תנועת הכדור במרחב בזמן אמת. בתוך כך היא מפעילה אלגוריתמים שמחשבים גם את תנועת הכדור הצפויה לפי המידע שכבר נאסף. אם הכדור נוחת קרוב לקווי המגרש שהוגדרו מראש, המערכת יודעת לפרש את מקום הכדור לעומת הקו ולקבוע במדויק אם היה שער חוקי או אם הכדור יצא מגבולות המגרש.

מעבר לקביעה מדויקת אם הכדור עבר או לא עבר, ההדמיה התלת-ממדית הזריזה שעין הנץ מייצרת מאפשרת לה להשתלב בקלות בשידורי הטלוויזיה מהמשחק ולהעשיר את חוויות הצופה. ומכיוון שהנתונים נאספים ללא הרף, אפשר לנתח את המידע שנאסף במערכת גם כדי לנתח סטטיסטית הרגלים של שחקנים, קבוצות ואפילו את התכונות של כדורים של יצרנים שונים.

מערכת נוספת היא שופט השער (Goalref), שפותחה במקור לשימוש בכדוריד. בשנת 2011 נכנס מכון פראונהופר הגרמני להוביל את קבוצת הפיתוח של המערכת, ועם חברת אביזרי הספורט "ספורט סלקט" הם פיתחו טכנולוגיית קו שער שיושמה בהמשך במשחקי גביע העולם ב-2014.

המערכת עובדת על שני עקרונות של השראה אלקטרומגנטית שמיושמים גם בגנרטורים, מנועים חשמליים, שנאים ועוד. ראשית, שינוי בעוצמה הכוללת של שדה מגנטי גורם ליצירת מתח חשמלי בחוט מתכת או בכל מוליך אחר. ושנית, כשמניעים טבעת מוליכה בשדה מגנטי לא אחיד, ההשראה האלקטרומגנטית יוצרת בטבעת זרם שיוצר שדה מגנטי משלו אך כיוונו הפוך לשדה המגנטי המקורי.

את העקרונות האלה אפשר לנצל כדי להפוך את מסגרת השער לחיישן ענק שיכול לזהות שינויים בשדה המגנטי סביב מסגרת השער. לשם כך יוצרים שדה מגנטי קטן בקרבת השער. חוטים מוליכים שמותקנים במסגרת השער מרגישים את השדה ונוצר מתח חשמלי שאפשר לתרגם לאות חשמלי. שינוי באות החשמלי מייצג שינוי בשדה המגנטי בקרבת השער.

כדי לנצל את השיטה הזאת נחוץ כדור מיוחד שבין השכבות המרכיבות אותו מטמיעים פסים מוליכים שיוצרים טבעות מוליכות סביב הכדור. כשהכדור עם הטבעות נע בתוך שדה מגנטי הוא יוצר שדה מגנטי משלו הפוך לכיוון השדה המגנטי המקורי. מסגרת השער מזהה את השדה המגנטי הקטן הזה ומשדרת אות רדיו לשעון החכם של השופט שמבשר שנכבש שער.

מחקרים השוואתיים בוחנים כיום את עין הנץ ואת שופט השער, כך שייתכן שכבר בעתיד הקרוב נדע איזו טכנולוגיה עדיפה.

ספריי נעלם

מי שראה כדורגל לפני שנת 2010 זוכר בוודאי היטב את ריקודי ה"שופט-חומה" המפורסמים. זה קרה שוב ושוב במשחק בכל פעם שנשרקה בעיטה חופשית באזור הרחבה. הכוריאוגרפיה המוכרת מתחילה בשופט, שמתרחק מהכדור בצעדים גדולים ונעצר כתשעה מטרים ממנו. בשלב הזה הוא מזמין את שחקני החומה ומבקש שיעמדו בקו ישר במקום שבו נעצר. השחקנים נענים להזמנה, אך ברגע שהשופט מפנה להם את גבו החומה מתקדמת בנחישות בצעדים קטנים לכיוון הכדור.

בשלב הזה הריקוד מתחמם: השחקן הבועט צועק לשופט, בליווי תנועות ידיים מופגנות, שהחומה קרובה מדי. השופט רץ בחזרה למקום שבו החומה אמורה לעמוד, והשחקנים נאלצים לחזור אחורה. כמובן שברגע שהשופט שוב מפנה את גבו לחומה, הריקוד מתחדש והחומה מתקדמת שוב לעבר הכדור, וחוזר חלילה. אף אחד לא יודע מתי ואיך הריקוד נגמר לבסוף, פרט לכך שלשופט כנראה פשוט נמאס בשלב מסוים והבעיטה החופשית יוצאת לדרך.

התופעה הזאת הטרידה את ראשי ענף הכדורגל בעולם שנים רבות – אחרי הכול הצופים שילמו את מיטב כספם כדי לראות כדורגל, לא מחול. כדי לעצור את הפארסה ואת בזבוז הזמן ייבאו במונדיאל בברזיל ב-2014 פתרון פשוט שכבר היה בשימוש מספר שנים בליגת המקצועניות בקנדה ובארצות הברית: ספריי נעלם.

התרסיס הוא קצף לבן שמאפשר לשופט לסמן בצורה זמנית ובולטת לעין את מקום הכדור והקו שבו החומה אמורה לעמוד. הקצף עצמו הוא תערובת שמכילה בעיקר מים, עם אחוזים בודדים של שמן צמחי וחומרים פעילי שטח שונים. הלכה למעשה מדובר בתערובת שדומה למים עם סבון מוקצף באמצעות מכל אירוסול, כך שנוצר קצף לבן שנשאר יציב למשך דקות ספורות.

במכל ההתזה, החומר שרוצים להקציף מאוחסן בדרך כלל בתחתית ומעליו דוחסים גז בלחץ. לחצן בראש המכל מחובר לצינורית ארוכה שעוברת לאורך המכל והקצה שלה מגיע לתערובת הקצף שבתחתית. כשלוחצים עליו נפתח חריר קטן שמאפשר ללחץ הגבוה שכלוא במכל להשתחרר. הגז בחלק העליון דוחף בעוצמה את החומר החוצה דרך הצינורית הקטנה והתערובת נפלטת מהחריר בלחץ גבוה. כך נוצר תרסיס או קצף בהתאם לתכונות התערובת.

מחקר של האוניברסיטה הטכנית במינכן מגלה שפתרון הקסם הזה אומנם יעיל, אבל לא מהפכני. החוקרים בחנו את תוצאות הבעיטות חופשיות בליגה הגרמנית והשוו בין עונה שבה לא השתמשו בתרסיס לעונה שבה הוא כבר נכנס לשימוש. הם גילו שמספר העבירות שהחומה ביצעה או הבעיטות החופשיות שנבעטו במרחק קטן מהתקן, לא השתנה ועמד על כרבע מכלל הבעיטות. עם זאת, הסטייה מהמקום המקורי שהשופט סימן הייתה קטנה יותר.

ומה בנוגע לשיפור ביעילות הבעיטות החופשיות? החוקרים לא מצאו שיפור כזה. התרסיס אמנם סיפק לבועטים תנאי התחלה קצת יותר טובים, אך בפועל זה לא התבטא באחוז גבוה יותר של בעיטות מוצלחות.

על מה יצא הקצף? שופט כדורגל עושה שימוש בטכנולוגיית לחץ פשוטה כדי לסמן את מקום החומה בבעיטת עונשין | צילום: Shutterstock

טכנולוגיות חדשניות מסייעות לענפי ספורט רבים וכבר שינו את הדרך שבה אנו צורכים וחווים את הספורט. בין שמדובר בשדרוג החוויה ובין שזו פגיעה אנושה בטהרת הספורט, ברור שהעולם הופך טכנולוגי יותר ונראה שבעתיד נראה עוד ועוד שיטות מתקדמות נכנסות לשימוש, בכדורגל ובספורט בכלל. ייתכן שטכנולוגיות נוספות ישמשו כדי למנוע טעויות שיפוט, או רק יעשירו את חוויית הצפייה באמצעות הדמיות, מציאות רבודה ועוד. כך או כך, מעניין לדמיין איך יראה משחק כדורגל ב-2050.