Künstliche Intelligenz ist heute aus vielen Bereichen des Sports nicht mehr wegzudenken. Das kommt nicht nur Athleten, Vereinen und Veranstaltern, sondern auch den Fans zugute.
Künstliche Intelligenz (KI) hat mittlerweile Einzug in nahezu alle Bereiche von Wirtschaft, Gesellschaft und Privatleben gehalten. Es ist daher kein Wunder, dass auch im Sport immer häufiger Algorithmen zum Einsatz kommen. Das Marktforschungsinstitut Allied Market Research schätzt, dass der Umsatz mit sportbezogenen KI-Softwarelösungen und -Services bis 2032 weltweit auf knapp 30 Milliarden US-Dollar (rund 27,5 Milliarden Euro) steigen wird. Das entspräche einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von mehr als 30 Prozent.
Die Anwendungsmöglichkeiten künstlicher Intelligenz im Sport sind vielfältig. Intelligente Programme können beispielsweise Videoaufzeichnungen und Sensordaten von Trainingseinheiten und Wettkämpfen analysieren, Schwachstellen in der Technik oder der Strategie erkennen und daraus Verbesserungsvorschläge für die Trainingspläne oder die Mannschaftsaufstellung entwickeln. KI kann auch helfen, Verletzungen zu vermeiden, indem sie Muster in Trainingsdaten mit medizinischen Aufzeichnungen verknüpft und potenzielle Verletzungsgefahren vorhersagt.
Im Profisport wird KI auch eingesetzt, um Sporttalente schneller und besser identifizieren zu können. Im Fokus standen bislang allerdings meist Spieler, die bereits eine gewisse Bekanntheit erlangt hatten. Das britische Unternehmen ai.io will dies ändern. Es bietet mit aiScout eine App, die Amateursportler jedes Alters und jeder Leistungsstufe zur Dokumentation ihrer Talente nutzen können. Die App berechnet aus den erfassten Daten das Leistungsniveau und vergleicht es mit der weltweiten Konkurrenz. Identifiziert der Algorithmus den Bewerber als hoffnungsvolles Talent, werden die Daten an Talentscouts weitergegeben.
Dabei kommt das sogenannte 3D Athlete Tracking (3DAT) zum Einsatz, das Videomaterial mehrerer Kameras in Echtzeit zu einer 3D-Repräsentanz des Athleten zusammenfügt und mit biomechanischen Daten verknüpft. Der App-Hersteller nutzt dafür Intel-Technologien und das Open-Source Computer-Vision-Toolkit OpenVINO (Open Visual Inference and Neural Network Optimization). Die Computer-Vision-Modelle werden auf AWS DL1-Instanzen mithilfe von Intel Gaudi KI-Beschleunigern trainiert. Der Einsatz von Intel-Hardware und AWS DL1-Instanzen mit Gaudi-Beschleunigern reduziert die Kosten für das Training von KI-Modellen und optimiert die Anwendung (Inferencing), was eine schnelle Verarbeitung von Videodaten für die Talentbewertung ermöglicht.
Die Cloud-basierte Speicherung und Analyse der Videodaten bietet Trainern, Ärzten und Physiotherapeuten darüber hinaus einen umfassenden Überblick über die Leistung eines Sportlers, erleichtert so das Optimieren von Trainingsplänen und hilft dabei, Verletzungen zu vermeiden, beziehungsweise optimal zu behandeln. Die App kann auch dazu beitragen, unnötige Reisen zu vermeiden und den CO₂-Fußabdruck bei der Talentsuche zu verringern, da sich die Scouts auf die von der App identifizierten Talente konzentrieren können. Die Partnerschaft mit Intel ermöglicht es ai.io außerdem, seine Technologie auf mehr Sportarten zu skalieren und den Scouting-Prozess zu beschleunigen.
KI in Paris: Ein neuer Blick auf Olympia
Künstliche Intelligenz kann die Organisation, die Sicherheit und das Fanerlebnis bei großen Sportereignissen verbessern, wie die Olympischen Spiele und die Paralympics 2024 in Paris gezeigt haben. In der Vorbereitungsphase wurden beispielsweise mithilfe von skalierbaren Intel Xeon Prozessoren und Arc Grafikprozessoren (Graphic Processing Unit, GPU) digitale Zwillinge der meisten Veranstaltungsorte erstellt. Die virtuelle Repräsentation in 3D erleichterte und beschleunigte die Planung und Vorbereitung deutlich. Virtual-Reality-Schulungen für das Organisations- und Sicherheitspersonal reduzierten den Reiseaufwand und damit den CO₂-Fußabdruck der Spiele. Die Simulation der Wettkämpfe im digitalen Zwilling erlaubte es darüber hinaus, Übertragungskameras und Bildschirme genauer zu positionieren, potenzielle Sicherheitsrisiken zu identifizieren und Besucherströme besser vorherzusagen.
3D-Informationen spielen auch bei den sogenannten volumetrischen Videos eine Rolle, die während der Olympischen Spiele im Olympischen Dorf erstellt wurden. Dazu werden mehrere Kameras um eine Athletin positioniert, die diese aus verschiedenen Blickwinkeln von oben, von unten und von der Seite aufnehmen. KI-basiert lassen sich aus diesen Aufnahmen dreidimensionale Filme erstellen, die Sportbegeisterten ein immersives Erlebnis ermöglichen.
Die KI-basierte Kodierung und Kompression von Videosignalen ermöglichte bei den Olympischen Spielen in Paris erstmals die Live-Übertragung von Wettkämpfen in 8K-Auflösung. Das entspricht fast dem 16-fachen der HDTV-Auflösung. Spezielle Kameras zeichneten das Ereignis in 8K mit 60 Bildern pro Sekunde und einer Bitrate von 48 Gigabit pro Sekunde (GBit/s) auf. Für die Übertragung wurde das Signal um den Faktor 1.000 auf 40 bis 60 Megabit pro Sekunde (MBit/s) reduziert. Die eingesetzten Server, die auf Intel Xeon Prozessoren basierten, benötigten dank KI-Beschleunigerfunktionen wie Intel AMX und Deep Learning Boost dafür weniger als 400 Millisekunden. In den Empfangsstationen dekodierten PCs und Laptops, die mit Intel CPUs und GPUs ausgestattet waren, das Signal in Echtzeit und stellten es als 8K-Videostream zur Verfügung.
Mehr Teilhabe dank KI
Die Paralympics zeigen immer wieder eindrücklich, zu welchen sportlichen Höchstleistungen Menschen mit körperlichen oder geistigen Beeinträchtigungen fähig sind. Künstliche Intelligenz kann helfen, die Hürden für den Einstieg in eine Sportlerkarriere zu senken und die Teilhabe im Training und bei Wettkämpfen zu verbessern. Bei den Olympischen und Paralympischen Spielen erleichterte beispielsweise eine barrierefreie Informationsplattform allen Teilnehmern des US-Teams die Orientierung an den Trainingsstätten. Dazu erstellten Spezialisten mit einer laserbasierten Messeinrichtung detaillierte 3D-Karten der Zugänge, Wege, Aufzüge, Trainingseinrichtungen und Erholungsbereiche des Geländes. Die vielen Millionen Datenpunkte wurden von skalierbaren Xeon Prozessoren auf Basis des OpenVINO-Toolkits analysiert und um zweidimensionale Grundrisse ergänzt, in denen wichtige Punkte wie Sitzbereiche, Eingänge und Toiletten verzeichnet waren. Eine auf den 3D- und 2D-Daten basierende App ermöglichte es den Sportlern, sich per Augmented Reality oder über eine interaktive Karte Schritt für Schritt durch das Gelände führen zu lassen. Bei Bedarf bot die App zusätzliche visuelle oder akustische Unterstützung. Wegbeschreibungen ließen sich außerdem an persönliche Anforderungen anpassen. So konnten beispielsweise Rollstuhlfahrende die App so konfigurieren, dass sie ihnen nur stufenfreie Zugänge und Routen anzeigte.
Fazit: Neue Höchstleistungen durch KI
Künstliche Intelligenz ist aus dem Sport nicht mehr wegzudenken. Algorithmen helfen, Training und Spielstrategien zu optimieren, Verletzungsrisiken zu senken, neue Talente zu identifizieren, die Teilhabe von Menschen mit Beeinträchtigungen zu verbessern und Sportereignisse wie die Olympischen Spiele und die Paralympics zu unvergesslichen Erlebnissen zu machen. Die enormen Fortschritte in der Hard- und Software haben diese Entwicklung nicht nur beschleunigt, sondern auch demokratisiert. Tools wie die Open Visual Cloud, das OpenVINO-Toolkit oder die oneAPI Video Processing Library ermöglichen es jedem Entwickler, schnell und einfach Analysen und immersive Anwendungen zu erstellen. Integrierte KI-Beschleunigungsfunktionen in den skalierbaren Intel Xeon Prozessoren machen dedizierte KI-Hardware in vielen Fällen überflüssig. Für anspruchsvollere Aufgaben wie das Training großer Sprachmodelle senken Plattformen wie Intel Geti und die Intel Tiber Developer Cloud die Einstiegshürden deutlich.