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Avanzando l'analisi del volley con strutture grafiche

Un nuovo metodo migliora l'analisi del gioco della pallavolo usando strutture dati basate su grafi.

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Il volley è uno sport che sta diventando sempre più popolare e, man mano che più giovani si avvicinano, il livello di abilità generale sta aumentando. Questa crescita ha creato una domanda per un'analisi migliore delle tattiche e delle strategie di gioco. Allenatori e giocatori hanno bisogno di approfondimenti per migliorare le loro prestazioni. Per soddisfare questa esigenza, stiamo usando tecnologie avanzate per analizzare il volley in modo più efficace.

La nostra ricerca si concentra sul migliorare il modo in cui prevediamo diversi aspetti delle partite di volley, inclusi i risultati dei rally, dove i giocatori metteranno la palla e che tipo di colpo utilizzerà un giocatore. Stiamo introducendo un nuovo metodo per organizzare e analizzare i dati del volley usando strutture grafiche. Questo metodo ci permette di avere una comprensione migliore della dinamica del gioco senza dover raccogliere nuovi dati.

La Necessità di Analisi nel Volley

Con l'interesse crescente per l'analisi dei dati sportivi, molti ricercatori hanno iniziato a studiare diversi sport per prevedere eventi di gioco e analizzare le prestazioni dei giocatori. Altri sport come basket, calcio e baseball hanno visto numerosi studi che aiutano a migliorare le strategie delle squadre. Tuttavia, il volley è un po' indietro in quest'area. Gli studi esistenti sul volley spesso hanno ambiti limitati e usano metodi basilari.

Man mano che lo sport continua a svilupparsi, c'è una crescente necessità di strumenti più sofisticati per analizzare i dati del volley. Il nostro obiettivo è creare sistemi migliori per analizzare le prestazioni del volley usando tecniche avanzate senza bisogno di ulteriori raccolte di dati.

Lavori Correlati

Ci sono stati tentativi di analizzare il volley usando vari dataset. La maggior parte di questi studi si concentra sulla visione artificiale o non cattura statistiche importanti del gioco. Recentemente, un dataset specifico per il volley indoor ha fatto progressi nel campo. Questo dataset scompone le partite di volley in round e rally, catturando informazioni utili su ogni contatto.

Uno studio precedente ha introdotto un approccio di linguaggio naturale per rappresentare i rally di volley, il che ha permesso un'analisi più profonda. Tuttavia, questi studi utilizzano ancora metodi basilari e non esplorano tecniche di codifica dei dati più avanzate. La nostra ricerca mira a migliorare questo aspetto utilizzando strutture basate su grafi per catturare le relazioni tra i diversi contatti nel gioco.

I grafi si sono dimostrati efficaci nell'analizzare altri sport, e crediamo possano essere utili anche nel volley. Organizzando i nostri dati in grafi, possiamo rappresentare meglio le connessioni tra i contatti con la palla, aiutando i modelli a imparare in modo più efficace.

Tecniche di Codifica dei grafi

Per migliorare la nostra analisi, proponiamo di codificare i dati del volley in una struttura a grafo. In questo approccio, trattiamo ogni contatto con la palla come un nodo in un grafo. Ad esempio, definiremo nodi per i contatti di passaggio, alzata e colpo. Ogni nodo conterrà informazioni importanti, come la posizione del giocatore e il tipo di colpo.

Quando i giocatori effettuano contatti consecutivi in un rally, colleghiamo i nodi con archi diretti. Questa connessione preserva l'ordine degli eventi e aiuta a catturare il flusso di un rally. Con questa codifica, possiamo offrire più contesto per i modelli di machine learning, superando il modo in cui i modelli tradizionali elaborano le informazioni sportive.

Previsione del Risultato del Rally

Uno dei compiti chiave nella nostra ricerca è prevedere l'esito dei rally. Nel volley, diversi fattori influenzano il risultato, come la qualità dei passaggi, delle alzate e dei colpi. Il nostro modello basato su grafo utilizzerà l'informazione da tutti i nodi in un rally per fare previsioni.

Abbiamo scoperto che l'uso di codifiche grafiche ha migliorato significativamente l'accuratezza delle previsioni dei risultati dei rally. I modelli tradizionali faticavano a catturare le relazioni tra i contatti, ma con la nostra nuova codifica a grafo, i modelli hanno fornito intuizioni più chiare su cosa è successo durante i rally.

Previsione della Posizione dell'Alzatore

Un altro compito importante è prevedere dove un alzatore posizionerà la palla. Questa decisione può dipendere da vari aspetti, inclusa la qualità del passaggio e le posizioni dei giocatori. La nostra codifica a grafo ci permette di concentrarci sui momenti critici che portano all'alzata.

Nelle nostre scoperte, abbiamo osservato che i modelli più semplici hanno performato meglio per le previsioni sulla posizione dell'alzatore. Con un contesto aggiuntivo dai round precedenti, i nostri modelli hanno potuto comprendere meglio dove gli alzatori sono propensi a mirare. Anche se i miglioramenti erano evidenti, non erano così significativi come quelli nelle previsioni dei risultati dei rally.

Previsione del Tipo di Colpo

L'ultimo compito che abbiamo esaminato è stato prevedere il tipo di colpo che un giocatore farà. Questo è fondamentale sia per le strategie offensive che difensive. Il tipo di colpo può essere influenzato da numerosi fattori, incluse le decisioni dell'alzatore e la situazione di gioco.

Abbiamo modificato questo compito escludendo i colpi bloccati dalle nostre previsioni. Questo cambiamento ha portato a un'analisi più focalizzata che ha prodotto una migliore performance dai nostri modelli. Le codifiche grafiche hanno fornito un lieve impulso, ma è diventato chiaro che le azioni individuali dei giocatori giocano un ruolo fondamentale nel determinare i tipi di colpi.

Riepilogo dei Risultati

In tutti i compiti, l'uso di codifiche grafiche ha fornito miglioramenti significativi nelle performance. Per le previsioni dei risultati dei rally, i modelli hanno mostrato una migliore accuratezza, specialmente confrontando partite di college e professionali. I nuovi metodi hanno chiarito le relazioni tra gli eventi di gioco, consentendo ai modelli di apprendere in modo più efficace.

Nelle previsioni sulla posizione dell'alzatore, mentre i modelli tradizionali hanno performato in modo deludente, l'introduzione della nostra struttura a grafo ha consentito miglioramenti, anche se non così marcati come in altri compiti. Per le previsioni dei tipi di colpo, l'esclusione dei colpi bloccati ha semplificato l'analisi e ha portato a previsioni migliori.

In definitiva, la nostra ricerca dimostra che l'uso di codifiche grafiche aiuta ad approfondire la comprensione della dinamica del volley. Concentrandoci su interazioni più dettagliate tra i contatti, possiamo migliorare le previsioni e fornire ai coach e ai giocatori intuizioni utili.

Conclusione

In sintesi, questa ricerca introduce un approccio innovativo all'analisi del volley utilizzando codifiche grafiche per catturare il gioco a livello di contatto. I risultati indicano che questo metodo può migliorare i compiti di previsione che dipendono dalla comprensione delle interazioni tra eventi, anche se alcuni compiti potrebbero non trarre altrettanto beneficio da questo approccio.

Guardando al futuro, puntiamo a raccogliere dati più dettagliati e a esplorare potenzialmente metodi di codifica diversi per affinare ulteriormente la nostra analisi. Con questi progressi, speriamo di ispirare lavori futuri nel campo dell'analisi sportiva, portando a strategie più efficaci e a una migliore comprensione del gioco del volley.

Fonte originale

Titolo: Graph Encoding and Neural Network Approaches for Volleyball Analytics: From Game Outcome to Individual Play Predictions

Estratto: This research aims to improve the accuracy of complex volleyball predictions and provide more meaningful insights to coaches and players. We introduce a specialized graph encoding technique to add additional contact-by-contact volleyball context to an already available volleyball dataset without any additional data gathering. We demonstrate the potential benefits of using graph neural networks (GNNs) on this enriched dataset for three different volleyball prediction tasks: rally outcome prediction, set location prediction, and hit type prediction. We compare the performance of our graph-based models to baseline models and analyze the results to better understand the underlying relationships in a volleyball rally. Our results show that the use of GNNs with our graph encoding yields a much more advanced analysis of the data, which noticeably improves prediction results overall. We also show that these baseline tasks can be significantly improved with simple adjustments, such as removing blocked hits. Lastly, we demonstrate the importance of choosing a model architecture that will better extract the important information for a certain task. Overall, our study showcases the potential strengths and weaknesses of using graph encodings in sports data analytics and hopefully will inspire future improvements in machine learning strategies across sports and applications by using graphbased encodings.

Autori: Rhys Tracy, Haotian Xia, Alex Rasla, Yuan-Fang Wang, Ambuj Singh

Ultimo aggiornamento: 2023-08-21 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2308.11142

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2308.11142

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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