Físicos argentinos descubren la mejor manera de parar a la defensa en un partido de fútbol

Desarrollaron un modelo informático fabricado con imágenes reales de partidos de fútbol que calcula la mejor defensa para un equipo.

Por Alcides Blanco para Noticias La Insuperable

Físicos argentinos han desarrollado un modelo informático, basado en redes de proximidad bipartitas variables en el tiempo, para descubrir cuáles son las mejores tácticas defensivas de los equipos de fútbol.

En un artículo publicado en Physical Review, un equipo de investigadores liderado por el especialista del CONICET Andrés Chacoma analizan y resuelven las complejidades de la marca en defensa en este deporte, pasión de multitudes.

En su investigación, los científicos estudian la dinámica de la marca defensiva en los partidos de fútbol. Para ello, relevan y analizan una base de datos que contiene las trayectorias de los jugadores de ambos equipos sobre el terreno de juego durante tres partidos profesionales.

A continuación, describen la dinámica a través de la construcción de redes temporales bipartitas de proximidad. Basado en el concepto introducido de proximidad, los nodos son los jugadores y los enlaces se definen entre oponentes que están lo suficientemente cerca entre sí en un momento dado. Al estudiar la evolución del parámetro de heterogeneidad de las redes durante el juego, caracterizan una ley de escala para la forma promedio de las fluctuaciones, revelando la aparición de complejidad en el sistema.

Además, proponen un modelo sencillo para simular el movimiento de los jugadores en el campo del que obtienen la evolución de una red de proximidad sintética. Muestran también que el modelo captura con un acuerdo notable la complejidad del caso empírico, por lo que resulta útil para dilucidar los mecanismos subyacentes responsables de los fenómenos observados.

Así, al modelar jugadores de fútbol utilizando un sistema de ecuaciones dinámicas, los científicos pudieron recrear los patrones estadísticos básicos que son característicos de los jugadores reales cuando actúan en comportamientos defensivos.

La defensa

La marca en el fútbol es una táctica defensiva asociada a la persecución de los defensores y centrocampistas por parte de los atacantes del otro equipo. Esa técnica se expresa en una proximidad constante que se puede describir en términos de la distancia entre los jugadores. Para ello, a su vez, es necesario conocer las coordenadas de todos los jugadores en el campo en cualquier momento del partido. Todos estos datos son públicos y fueron debidamente utilizados en esta investigación: recopiló datos de tres partidos generados mediante procesamiento de video y despersonalizados, por lo que no se sabe de qué equipos de fútbol reales se trata.

Definición del rango de distancias de interacción. Para esta visualización, usaron el juego grabado en D S 1 . (a) Las posiciones de los jugadores en t ≈ 20 . El mapa de calor en el fondo muestra las zonas exploradas por el jugador resaltadas con una estrella. (b) Posición promedio de los jugadores desde el marco de referencia del centro de masa. Parámetro d indica la distancia entre los oponentes más cercanos, y la elipse muestra la zona de acción de la estrella del jugador.

Los datos proporcionaron información sobre las coordenadas de los 22 jugadores con una resolución espacial de 10 centímetros y una frecuencia de 25 fotogramas por segundo. Para suavizar las posibles interferencias, los físicos promediaron los fotogramas en una matriz en incrementos de un segundo. Los autores caracterizaron la dinámica del partido utilizando redes temporales bipartitas de proximidad, es decir, gráficos en los que cada jugador de un equipo se comunica solo con los jugadores del otro equipo. En este caso, la conexión se produce solo cuando la distancia entre los jugadores es inferior a un determinado umbral. Los científicos estudiaron detenidamente la conectividad y distribución de los clústeres en tales redes en función del valor umbral, así como también cómo cambia esta dependencia con el tiempo.

De particular interés para ellos fueron los eventos llamados «avalanchas», que se producen cuando la red se vuelve lo más conectada posible, es decir, cuando los jugadores se agrupan en algún punto del campo. Esta situación se presenta tanto en el caso de la marca activa, como durante tiros de esquina o saques laterales. Las distribuciones de la intensidad y duración de las «avalanchas» dieron testimonio de su naturaleza similar, y sus parámetros pueden usarse para describir cuantitativamente las mejores tácticas de defensa.

Siguiendo a Newton

En la siguiente etapa del trabajo, los físicos describieron los movimientos de los jugadores de fútbol utilizando la segunda ley de Newton, que dice: “la aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza que actúa sobre él e inversamente proporcional a la masa”. La aceleración de cada jugador estuvo determinada por un análogo de la fuerza que no le permite acelerar indefinidamente, así como por un análogo de la fuerza elástica que lo ata a un punto del campo, determinado por el esquema táctico elegido por el entrenador, y también, por alguna fuerza de interacción que depende de la distancia a otros jugadores con coeficientes apropiados. Para determinar todos los parámetros posibles del modelo, los autores tomaron la configuración del partido en algún momento del juego y minimizaron la diferencia entre las velocidades real y calculada después de un tiempo.

Para comprender qué tan bien el modelo dinámico construido de esta manera reproduce las estadísticas de proximidad, los físicos agregaron ruido aleatorio a las ecuaciones y realizaron una simulación. Descubrieron que la defensa y las avalanchas en un partido virtual se organizan según aproximadamente las mismas distribuciones de jugadores que ocurren en un partido real. El modelo, sin embargo, no puede reproducir avalanchas muy extremas que no están directamente relacionadas con la defensa táctica, como los tiros libres al arco y los córneres, así como tampoco agrupar los jugadores que están fuera del juego.

Futuros equipos con entrenador robótico

Los autores concluyen que conseguir que un ordenador actúe como una especie de comentarista de televisión e indique qué equipo tiene la defensa más fuerte en un partido, es solo el primer paso hacia un verdadero entrenador robótico que le diga a los DT dónde potenciar a su equipo e incluso a los jugadores individuales, para conseguir la mejor defensa posible durante un partido.

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