Bewegungs- und Handlungssequenzenanalyse in Sportspielen

Die systematische Sportspielanalyse hat sich in den letzten Jahrzehnten durch die Verbindung von Computern mit digitalen Videosystemen stark entwickelt und den Weg in die Sportpraxis gefunden. Dabei lassen sich aktuelle Analysesysteme in zwei Bereiche gliedern. Einerseits werden Einzelaktionen von Spielern unter Zuhilfenahme verschiedenen Technologien aufgezeichnet und statistisch ausgewertet. Andererseits wird mit Hilfe kalibrierter Kamerasysteme die Bewegung (gelaufene Strecken, Anzahl der Sprints, etc.) von Athleten im Laufe eines Spiels oder Trainings erfasst, um Rückschlüsse auf die Belastung zu ziehen. Obwohl diese Arten der Spielanalyse, speziell wenn sie durch Video unterstützt sind, Trainern und Spielern wertvolle Hinweise geben und zum Erfolg beitragen, sind sie doch mit Schwächen verbunden: Die Erfassung von Einzelaktionen beschränkt sich auf den Moment der Aktion und geht nicht darauf ein, wie sich diese im Kontext des Spielflusses entwickelt hat. Da jede Aktion aber stark von Ihrer Entwicklungsgeschichte beeinflusst wird, ist dies mit enormem Informationsverlust verbunden. Systeme zur Bewegungserfassung in Sportspielen sind, wenn ausreichende Genauigkeit vorausgesetzt wird, noch immer mit großem materiellen und personellen Aufwand verbunden. Im transdisziplinären Pilotprojekt "Computerunterstützte automatisierte Sportspielanalyse" wurde in den letzten drei Jahren die Basis geschaffen, um diese Probleme zu lösen. Die Ziele des Nachfolgeprojekts "Bewegungs- und Handlungssequenzanalysen in komplexen Sportspielen" sind zweigeteilt. 1. Die Zusammenfassung von aufeinander folgenden Spielaktionen als Handlungssequenzen und deren Analyse mit Hilfe von künstlichen neuronalen Netzen wird dazu beitragen, Gruppentaktiken zu studieren und die Sicherheit von Aktionsvoraussagen zu erhöhen. 2. Durch den Einsatz intelligenter Software werden einfach zu benutzende Mehrkamerasysteme für exakte Bewegungsanalysen und zur teilautomatisierten Aktionserkennung entwickelt. Die Resultate der Analysen von Handlungssequenzen werden die Identifizierung des taktischen Mannschaftsverhaltens sowie Aktionsvorhersagen ermöglichen. Die Entwicklung eines einfachen Mehrkamerasystems und dessen Verbindung mit Trackingalgorithmen wird zur vereinfachten Belastungsanalysen von Sportspielen führen.

Das Ziel des Forschungsprojekts war die Untersuchung von komplexen Sportspielen. Entgegen früherer Forschungsansätze, die vor allem Einzelaktionen analysierten, war der Fokus dieses Projekt auf die Abfolge von Spielaktionen (sogenannten Handlungssequenzen) und deren Einfluss auf das Spielgeschehen gerichtet. Dabei wurden konkret zwei Ziele verfolgt:1. Die Zusammenfassung von aufeinander folgenden Spielaktionen als Handlungssequenzen und deren Analyse mit Hilfe von künstlichen neuronalen Netzen sollten dazu beitragen, Gruppentaktiken zu studieren und die Sicherheit von Aktionsvoraussagen zu erhöhen.2. Durch den Einsatz intelligenter Software sollten einfach zu benutzende Mehrkamerasysteme für exakte Bewegungsanalysen und zur teilautomatisierten Aktionserkennung entwickelt werden.Im Rahmen des Projekts konnte eine Software entwickelt werden, die es ermöglicht mit annähernd beliebig frei definierbaren Kategorien Sportspiele auf Basis von Live-Beobachtungen oder Videos zu analysieren. Die Software ermöglicht die Verwendung eines Mehrkamerasystems, das es speziell in komplexen Sportspielen erlaubt, Aktionen aus verschiedenen Perspektiven detailliert zu untersuchen. Die neuartige Software ermöglichte insbesondere die Positionsbestimmung der handelnden Personen und kann in Zukunft zu Belastungsanalysen in Sportspielen genützt werden. In einem ersten Schritt konnten damit Handlungssequenzen in der Sportart Handball aufgezeichnet werden. Diese Handlungssequenzen bestanden beispielsweise aus den Positionsdaten der letzten fünf Pässe vor einem Wurf inklusive der Wurfposition. In einem zweiten Schritt konnten diese Handlungssequenzen dann mit Hilfe künstlicher neuronaler Netze auf Muster untersucht werden. Es gelang hier, eindeutige Angriffs- und Verteidigungsvarianten und somit Gruppentaktiken unterschiedlicher Handballteams objektiviert zu finden. Die angewendeten Methoden können in ähnlicher Weise auch in anderen Sportspielen (z.B. Fußball) verwendet werden und ermöglichen somit die Identifizierung von erfolgreichen Gruppentaktiken. Die Ergebnisse unserer Untersuchungen wiesen darauf hin, in zukünftigen Studien neben der Analyse von Handlungssequenzen auch insbesondere die Interaktion zwischen zwei Teams zu untersuchen.