Mit SOCCER zum besseren Spiel

13. Juni 2018

Ob es bei der anstehenden Fußball-Weltmeisterschaft in Russland zum Einsatz kommt, muss leider geheim bleiben: Das Computerprogramm SOCCER hebt die Fußball-Analyse auf eine neue Ebene. Mit ihm lassen sich komplizierte Spielabläufe aufs Genaueste nachvollziehen. Prof. em. Dr. Jürgen Perl, einst erster Inhaber einer Professur für Informatik an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU), ist einer der beiden Väter des innovativen Programms.
 

Es wirkt wie die Partitur einer grandiosen, hochkomplizierten Sinfonie – tatsächlich aber ist es das Protokoll einer Halbzeit: 45 Minuten Fußball sind in einer Grafik zusammengefasst. Abwehr- und Angriffsformationen, Raum- und Ballkontrolle, Pässe und vieles mehr sind in dem Protokoll als Kurven, Punkte oder farbige Flächen auf einer Vielzahl von Skalen verzeichnet.

"Sie kennen das sicher aus dem Fernsehen: Da ist immer mal wieder die Rede davon, dass diese oder jene Mannschaft mehr Ballbesitz hatte oder wie viele Pässe sie gespielt hat. Wir bekommen einen Haufen Zahlen dazu geliefert, die aber nichts aussagen über die Dynamik des tatsächlichen Spielverlaufs. Was zum Beispiel nutzt Ballkontrolle, wenn die nur in uninteressanten Räumen erfolgt? Es ist wichtig, was in welchem Kontext stattgefunden hat. Mich interessiert nicht, dass es 40 Pässe gab, mich interessiert, in welchem Zusammenhang sie erfolgreich waren. Es geht um die Abläufe, nicht um pure Zahlen."

Erster Mainzer Informatikprofessor

Prof. em. Dr. Jürgen Perl sitzt an seinem Laptop und demonstriert das Analyse-Programm SOCCER. Vor rund zehn Jahren begann die Arbeit daran. Gemeinsam mit Prof. Dr. Daniel Memmert von der Deutschen Sporthochschule Köln vervollkommnete er die Software Schritt für Schritt. "Seit fünf Jahren arbeiten wir intensiv und auf hohem Niveau daran", sagt Perl. Seitdem nämlich erfasst die DFL, die Deutsche Fußball Liga, alle Positionsdaten bei Bundesligaspielen. Diese Datensätze sind das Futter, das SOCCER braucht.

SOCCER ist einzigartig auf dem deutschen Markt. "Im US-Sport werden längst Programme zur Spielanalyse im American Football, Baseball oder Basketball verwendet. Dort ist die Affinität zu Computermodellen sehr hoch. Wir in Deutschland haben diese Entwicklung ein wenig verschlafen."

1984 kam Perl als erster Professor für Informatik an die JGU. Mit ihm begann die Mainzer Informatik – und einige Jahre später die Sportinformatik. "Bereits Anfang der 1970er-Jahre habe ich mit anderen Assistenten an der TU Berlin eine Informatik aufgebaut, als es das Wort Informatik noch gar nicht gab. Wir benutzten damals Begriffe wie Kybernetik."

Perl folgte 1974 zunächst dem Ruf auf eine Informatik-Professur an der Universität Osnabrück, da war er gerade mal 29 Jahr alt. Vier Jahre später entstand seine erste Sportsimulation am Computer. Sein Schwager, ein Sportwissenschaftler, hatte ihn auf die Idee gebracht. Die beiden wählten Badminton aus, denn da blieb die Datenfülle halbwegs überschaubar. Bereits bei diesem ersten Versuch wollte Perl weg von der bloßen Zahlenanhäufung und hin zur Analyse von Abläufen. "Am Ende kam keine eindeutige Empfehlung für die Spieler heraus, sondern ein Strauß an Strategien, die gespielt werden sollen." Ähnlich ist es bis heute bei SOCCER.

Animation zur Raumkontrolle

An der JGU machte sich Perl daran, einen neuen Zweig der Informatik auf den Weg zu bringen. "Auf einer kleinen Fachtagung 1989 stellten wir die Sportinformatik vor, 1995 habe ich sie als eigene Sektion in die Wissenschaftslandschaft integriert und 1997 fand das erste internationale Symposium statt", erinnert sich Perl. Der Mainzer Professor wurde Gründungspräsident der International Association of Computer Science in Sport (IACSS). Vor rund 20 Jahren dann begann die Zusammenarbeit mit Memmert, die in SOCCER mündete. "Wir ergänzen uns prima. Er ist der Spezialist für die Praxis, ich kümmere mich um die Entwicklung der Software."

Perl deutet wieder auf den Bildschirm seines Laptops. Nun ist eine Animation aus der Vogelperspektive zu erkennen. Das Fußballfeld ist in 22 Bereiche unterteilt. Es zeigt die Räume, die jeder einzelne Spieler kontrolliert. Perl präsentiert nur ein Standbild, in der laufenden Animation würden sich die Räume ständig gegeneinander verschieben, sie würden sich abdrängen, wegdrücken, verkleinern oder vergrößern. Diese Raumkontrolle ist eine wichtige Größe in der Spielanalyse, aber auch sie darf nicht allein stehen. "Wir müssen sie mit Faktoren wie der Ballkontrolle kombinieren. Denn was nutzt es, wenn ein Spieler einen Raum kontrolliert, aber den Ball nicht hat?"

Perl geht weiter zu einer Tabelle, die Abwehr- und Verteidigungsformationen kombiniert. SOCCER erkennt über künstliche neuronale Netze 20 bis 30 solcher Formationen je Mannschaft. Nun lässt sich nachschauen, wie etwa Team A auf die langgezogene Viererkette von Team B reagiert – und wer erfolgreich aus der Situation hervorgeht. Schnell ist zu sehen, welche Formation gegen welche wirksam war. Allerdings gilt auch hier wieder: Es ist immer wichtig, nicht nur auf den einzelnen Faktor zu blicken, sondern weitere Details mit einzubeziehen. Nie darf das Bild erstarren, immer geht es um den Ablauf, den Prozess.

Bewegtes Bild vom Spiel

SOCCER braucht die vollständigen Daten eines Spiels, dann kann das Nachspiel am Computer beginnen. Alle erfassten Faktoren lassen sich auf verschiedenste Art kombinieren und ergeben so ein bewegtes Bild, in das sich nach Belieben unterschiedliche Aspekte einarbeiten lassen. Es ist sogar möglich zu schauen, was passiert wäre, wenn ein Spieler anders reagiert hätte als tatsächlich geschehen.

"Um das Programm anzuwenden, braucht ein Verein im Idealfall einen EDV-orientierten Assistenztrainer, der eng mit dem Cheftrainer zusammenarbeitet", sagt Perl. Auf die Frage allerdings, wer denn nun SOCCER tatsächlich einsetzt, ob das Programm in der Bundesliga zum Einsatz kommt, ob es gar bei der anstehenden Weltmeisterschaft eine Rolle spielt, muss Perl allerdings eine Antwort schuldig bleiben: "In solchen Fällen sind wir zur Verschwiegenheit verpflichtet", bedauert Perl.

Ein Projekt unter vielen

2010 wurde der Sportinformatik-Professor emeritiert, aber er arbeitet engagiert weiter. Perl beobachtet, was sich tut in seinem Fach. Er beäugt kritisch die Entwicklung Künstlicher Intelligenz und ist skeptisch, was das autonome Fahren angeht. "Das Problem bei der Steuerung von Prozessen ist nicht, die richtige Entscheidung an einer Stelle zu treffen, wo alles normal läuft", meint er. Die Bewährungsprobe sei die unvorhergesehene Ausnahmesituation. Da traut er den Computern nicht.

Unlängst hat Perl ein Analyse-Tool erstellt, das die objektive Einschätzung von Sportförderung erleichtern soll, und ein anderes Programm beschäftigt sich mit der Physiologie: Es geht um die Belastungs-Leistungs-Interaktion. Wie etwa wirkt sich die Ernährung, ein bestimmtes Medikament oder eine Erkrankung auf die körperliche Leistung aus? Auch ein Buchprojekt steht an – und SOCCER beschäftigt ihn natürlich weiterhin.