Network science ujawnia sekrety najlepszej drużyny piłkarskiej na świecie

Członkowie drużyny piłkarskiej Barcelony: Jeffren, Pedro, Sergio Busquets, Xavi, Gerard Pique i Pinto AP Photo/Hassan Ammar

Jedna z najlepszych drużyn piłkarskich w historii jest powszechnie uznawana za drużynę Barcelony, która grała w sezonie 2009-10. Pod inspirującym kierownictwem trenera Pepa Guardioli, drużyna ta wygrała sześć głównych rozgrywek, w tym hiszpańską ligę piłkarską, znaną jako La Liga, oraz Ligę Mistrzów UEFA, najbardziej prestiżową rozgrywkę w światowej piłce nożnej. Żadna inna drużyna nie zgromadziła tylu trofeów w tak krótkim czasie

Drużyny Guardioli grają w unikalny styl piłki nożnej, a Barcelona go uosabia. Drużyna dążyła do utrzymania posiadania piłki, wykonując krótkie, szybkie podania między zawodnikami znajdującymi się blisko siebie, a następnie natychmiast naciskając na przeciwnika w przypadku utraty posiadania. Ten rodzaj piłki nożnej jest różnie znany jako tiki- tak lub totalna piłka nożna, i żaden zespół nie opanował tego tak jak Barcelona.

Ale chociaż strategię można opisać ogólnie, analitycy sportowi są zainteresowani uchwyceniem jej za pomocą danych, które rutynowo zbierają firmy analityczne.

Według konwencjonalnych wskaźników — liczby goli, podań, strzałów i punktów — Barcelona wyraźnie wyprzedza swoich konkurentów. Ale te wskaźniki nie odzwierciedlają stylu gry. Dlatego analitycy sportowi bardzo chcieliby znaleźć sposób na scharakteryzowanie ogromnej różnicy w grze między Barceloną a innymi zespołami.

Dołącz do Javiera Buldú z Universidad Rey Juan Carlos w Hiszpanii i wielu kolegów, którzy wykorzystali naukę o sieciach do uchwycenia stylu Barcelony. Łączymy użycie różnych wskaźników sieciowych, aby wyodrębnić konkretną sygnaturę F.C. Mówią, że Barcelona trenowana przez Guardiolę, która została uznana za jedną z najlepszych drużyn w historii futbolu.

Wykorzystanie nauki o sieciach do badania sportu to stosunkowo nowe podejście. Chodzi o to, aby reprezentować każdego gracza w drużynie jako węzeł i tworzyć połączenie między graczami, gdy tylko przechodzą do siebie. Wraz ze wzrostem liczby przejść połączenie staje się silniejsze. Dane obejmują również pozycję każdego gracza w momencie podania. Pod koniec gry sieć ta jest potężnym zapisem powiązań między graczami i ewolucji gry.

Ale możliwe jest znacznie więcej: badacze z innych dyscyplin wykorzystali naukę o sieciach do badania internetu, rozprzestrzeniania się chorób, pożarów lasów, a nawet wybuchu wojny. Naukowcy zajmujący się sportem mogą używać tych potężnych narzędzi matematycznych do analizowania charakteru sieci zespołu i jej najważniejszych węzłów.

Różni badacze zastosowali już to podejście do piłki nożnej. Odkryli, że sieci tworzą małe światy (innymi słowy, możliwe jest przekroczenie sieci w znacznie mniejszej liczbie łączy niż liczba graczy w zespole); że niektórzy zawodnicy są bardziej centralni niż inni (innymi słowy, istnieje większe prawdopodobieństwo podania piłki do nich i od nich); oraz że pewne schematy gry lub motywy są wspólne, takie jak gra w piłkę między trzema graczami tworzącymi trójkąt.

Buldú i współpracownicy idą w tym podejściu o krok dalej. Zamiast patrzeć na sieć z całej gry, przeanalizowali sposób, w jaki zmienia się ona w każdej grze. Robią to, generując sieć utworzoną przez pierwsze 50 przejść, a następnie używając przesuwanego okna, aby zobaczyć, jak ta sieć zmienia się wraz z rozwojem gry. Oznacza to dodanie 51. przebiegu do sieci przy jednoczesnym odebraniu pierwszego i tak dalej.

Daje to wgląd w sposób, w jaki gra zmienia się w trakcie gry.

Najpierw generują siatki podań dla obu drużyn w każdym meczu La Liga rozegranym w sezonie 2009-10. To 380 meczów rozegranych pomiędzy 20 drużynami z najwyższej półki hiszpańskiej ligi narodowej.

Następnie obliczają liczbę dobrze poznanych funkcji sieciowych dla każdego zespołu. Mierniki te obejmowały współczynnik grupowania, który opisuje, jak dobrze trójki zawodników pasują do siebie i jest znacznie wyższy w Barcelonie niż w jakimkolwiek innym zespole; średnia najkrótsza droga przez sieć, która opisuje, jak dobrze piłka jest podawana przez zespół i jest znacznie krótsza dla Barcelony niż w jakimkolwiek innym zespole; oraz największą wartość własną macierzy łączności, która mierzy siłę sieci i jest wyższa w Barcelonie niż w jakimkolwiek innym zespole.

Buldú i współpracownicy przyglądają się, jak sieć ewoluuje w czasie przy użyciu sieci 50-przebiegowych. Jesteśmy w stanie zidentyfikować te wskaźniki sieciowe, które zwiększają prawdopodobieństwo zdobycia bramki, pokazując, że nie wszystkie zespoły zachowują się w ten sam sposób i jak organizacja Guardiola FC. Mówią, że Barcelona różni się od reszty.

Pokazuje to na przykład, jak środek ciężkości zespołu – jego średnia pozycja na boisku – zmienia się w czasie. Pod tym względem Barcelona gra dalej na boisku niż większość innych zespołów (tylko Real Madryt wyprzedza ją pod koniec meczów). Centroid Barcelony jest również bardziej stabilny niż inne zespoły.

Stosunek zaawansowania mierzy prawdopodobieństwo, że drużyna przejdzie do przodu, do tyłu lub poziomo w poprzek boiska. Znowu Barcelona jest niezwykła, ponieważ jej podania są bardziej prawdopodobne niż w przypadku jakiejkolwiek innej drużyny. Odzwierciedla to strategię podawania piłki w tę i z powrotem po boisku w poszukiwaniu okazji do ataku.

Barcelona ma również najwyższą pozycję jednego gracza w Xavim, który jest powszechnie uznawany za jednego z najlepszych pomocników wszechczasów.

Ale analiza ujawnia również pewne słabości. Prawdopodobieństwo utraty bramki przez Barcelonę wzrasta, gdy zwiększa się rozproszenie graczy wokół centroidu drużyny – innymi słowy, gdy gracze się rozproszą. To sugeruje piętę achillesową, którą inne zespoły mogą próbować wykorzystać.

Co ciekawe, inne zespoły nie zachowują się w ten sam sposób. Na przykład Valencia z większym prawdopodobieństwem strzeli gola, gdy wzrośnie dyspersja wokół jej środka ciężkości.

To fascynujący zestaw spostrzeżeń ujawniających wiele wzorców gry, które sprawiają, że Barcelona jest wyjątkowa.

Oczywiście tego rodzaju analiza nie jest magiczną różdżką, której inne zespoły mogą użyć do skopiowania sukcesu Barcelony. Co innego zidentyfikować obiecujące wzorce gry, a co innego odtworzyć je w praktyce.

Styl gry Barcelony jest wynikiem programu treningowego, który obejmuje cały klub, nawet jego akademię młodzieżową. Rzeczywiście, siedmiu z 10 graczy, którzy grali ponad 1000 minut w sezonie 2009-10, przeszło przez młodzieżową akademię klubu.

Powtórzenie tego sukcesu w innym miejscu zajmie dużo czasu i inwestycji. Ale to właśnie wydaje się robić Guardiola w swoim obecnym klubie, Manchesterze City, który od kilku sezonów dominuje w angielskiej Premier League. Ciekawie byłoby zobaczyć, czy Buldú i jego koledzy potrafią zidentyfikować charakterystyczne wzorce gry Guardioli w tym zespole.

Poza tym istnieje wiele sposobów dalszego rozwijania podejścia do nauki o sieci. Jedną z możliwości jest przyjrzenie się, jak poszczególni gracze wpływają na gry, jak zmiana ich pozycji może wpłynąć na ich wyniki i tak dalej. I nie tylko piłka nożna może na tym skorzystać — to samo podejście można zastosować w prawie każdym sporcie zespołowym. Nauka o sieciach ma niewątpliwie świetlaną przyszłość dla analityków sportowych.

Nr ref.: arxiv.org/abs/1909.08903 : Zdefiniowanie historycznej drużyny piłkarskiej: Wykorzystanie Network Science do analizy FC Guardioli Barcelona

ukryć