速度和精度不只是制造業(yè)所需要的特性，也是足球比賽中所要求的。因?yàn)椋斓乃俣群透嗟倪M(jìn)球增加了取勝的機(jī)會(huì)，這同樣意味著更多的觀眾和商業(yè)上的成功。在所有傳接球過程中，需要有快速的反應(yīng)和自信的控球。由一名來自柏林的足球愛好者開發(fā)的智能“發(fā)球器”，讓評(píng)估和訓(xùn)練足球運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)技術(shù)變?yōu)榭赡?。今后，晚上觀看球賽將變得更加令人興奮和激動(dòng)。
蜂鳴器發(fā)出響聲，足球運(yùn)動(dòng)員瞬間開始移動(dòng)，他轉(zhuǎn)向聲音信號(hào)的同時(shí)球向他射來，他以盡可能快的速度控球后，把它射向72個(gè)正方形球門中的一個(gè)。球門中紅色LED閃爍顯示了球員必須瞄準(zhǔn)的目標(biāo)。這就是給足球運(yùn)動(dòng)員使用的新穎訓(xùn)練器的基本功能，它更為復(fù)雜并且比網(wǎng)球發(fā)球器擁有更強(qiáng)的功能。
圖1 占地14 ×14米，在每條邊的中央有一個(gè)發(fā)球器。
個(gè)人訓(xùn)練效果
14 ×14米的訓(xùn)練場(chǎng)每條邊有四個(gè)發(fā)球器，幾分鐘后，40個(gè)球發(fā)完，一堂訓(xùn)練課結(jié)束。在200到400個(gè)傳接球之后，球員或教練可以參考與系統(tǒng)相連接的PC，對(duì)球員反應(yīng)速度和準(zhǔn)確率做出有意義的評(píng)估然后決定進(jìn)一步的個(gè)人訓(xùn)練項(xiàng)目。通過個(gè)人智能卡，這一信息可以很容易地在任何時(shí)間存取。
“反復(fù)測(cè)試訓(xùn)練成效無法在訓(xùn)練場(chǎng)上由傳統(tǒng)的訓(xùn)練方式完成”，Christian Güttler宣稱，他是剛啟動(dòng)的CGoal公司的總經(jīng)理，同時(shí)也是機(jī)器的發(fā)明者?！氨娝苤蠖鄶?shù)的職業(yè)足球運(yùn)動(dòng)員大體在20到30歲保持相同的運(yùn)動(dòng)技能水平?！?br> 然而，這位過去的鋼琴演奏家憑借對(duì)足球的癡迷，仍然能夠從研究音樂到為運(yùn)動(dòng)技能領(lǐng)域做出改善并且進(jìn)一步提高他們的“比賽”：“并非是運(yùn)動(dòng)員的身體或他們自身在足球方面已經(jīng)達(dá)到了極限，而是運(yùn)用傳統(tǒng)的訓(xùn)練方法并不能獲得足夠多樣的運(yùn)動(dòng)環(huán)境。”
圖2 球員接球后，72個(gè)正方形球門中的目標(biāo)球門將會(huì)點(diǎn)亮。
圖3 CGoal公司總經(jīng)理 Christian Güttler
反復(fù)訓(xùn)練是提高技能的關(guān)鍵
這一訓(xùn)練設(shè)備被它的發(fā)明者稱為：Footbonaut?！斑@個(gè)計(jì)算機(jī)控制的訓(xùn)練方法的焦點(diǎn)并非是對(duì)訓(xùn)練場(chǎng)或比賽環(huán)境的現(xiàn)實(shí)復(fù)制，它更多的是從心理上提高球員的反應(yīng)技能，讓球員完成特定的任務(wù)直到使之變成下意識(shí)。使用Footbonaut，球員在20分鐘內(nèi)就可以完成正常訓(xùn)練14天的觸球量”，Christian Güttler指出。
系統(tǒng)有四個(gè)發(fā)球器，每個(gè)都裝備兩個(gè)重疊的發(fā)球單元，所有重要的射出參數(shù)如速度、旋轉(zhuǎn)、角度和高度都能改變，射手瞄準(zhǔn)的球門也可以被任意選擇。這使教練可以發(fā)出所有種類的傳球，比如傳向胸部、膝蓋或頭部。
為了測(cè)試訓(xùn)練成效，對(duì)四個(gè)發(fā)球器的相關(guān)數(shù)據(jù)和裝有光電池及LED光柱的72個(gè)球門同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。總共超過1000個(gè)I/O點(diǎn)必須同步讀取和控制。
因?yàn)榍蛞愿哌_(dá)120km/h的速度運(yùn)動(dòng)，光電池提供的信號(hào)很短暫，所以相關(guān)數(shù)據(jù)必須在一毫秒內(nèi)可靠地讀取。貝加萊的技術(shù)被用來在Footbonaut上處理這項(xiàng)任務(wù)?！拔覀兪褂肞OWERLINK，因?yàn)樵摷夹g(shù)完美地適應(yīng)這項(xiàng)工作”，CGoal公司的IT主管Ralf Zülsdorf解釋道。
圖4 紅色LED指引球員將球射向何處，球員是否射中目標(biāo)，光電池將做記錄。
POWERLINK作為高速數(shù)據(jù)查詢的中樞
來自貝加萊X20系統(tǒng)的一個(gè)大POWERLINK節(jié)點(diǎn)被用來控制每個(gè)發(fā)球器和相應(yīng)的升降機(jī)。和保齡球場(chǎng)類似，球被自動(dòng)輸送到發(fā)球單元。此外，節(jié)點(diǎn)匯聚成光電池信號(hào)并且控制一些球門的LED發(fā)光管。八個(gè)小一些的X20 POWERLINK節(jié)點(diǎn)被用來收集剩余的信號(hào)，并且控制相應(yīng)的LED發(fā)光管。
設(shè)備上運(yùn)行的所有數(shù)據(jù)都可以在貝加萊Power Panel系列的界面上顯示，數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)主控制器，用于操作和設(shè)置系統(tǒng)?！斑@個(gè)PLC能夠處理很多平行輸入并且擁有我們的應(yīng)用程序要求的高速度”，Ralf Zülsdorf補(bǔ)充說道?！柏惣尤R解決方案的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是它具有高度的編程靈活性?！边@位軟件專家高興地獲悉，控制器不是基于Windows系統(tǒng)，這意味著它對(duì)病毒和其他攻擊并不敏感。
系統(tǒng)通過面板的以太網(wǎng)接口與中央計(jì)算機(jī)相連，它可以被編程，因此很容易滿足客戶的要求。帶有一些圖形及圖表的操作和評(píng)估軟件運(yùn)行在計(jì)算機(jī)上便于教練存取信息。
在發(fā)稿時(shí)，幾周前預(yù)生產(chǎn)的產(chǎn)品系列進(jìn)入了FIFA的驗(yàn)證階段并引起了巨大的興趣。一些著名的足球人士已經(jīng)在Wuhlheide創(chuàng)新公園拜訪了Christian Güttler。
圖5 設(shè)備的所有信號(hào)都會(huì)發(fā)送到控制臺(tái)，這里的Power Panel是用來控制設(shè)備的。
德國國家隊(duì)留下深刻印象
德國明鏡在線原引德國國家足球隊(duì)經(jīng)理Oliver Bierhoff的話說“如果我是一家俱樂部的成員，我會(huì)買Footbonaut?！彼蛠碜訨oachim Lw教練組團(tuán)隊(duì)的Hansi Flick和Andreas Kpke一起探訪了柏林，他們都對(duì)系統(tǒng)留下了深刻的印象。“非常遺憾的是，足球俱樂部仍然保留著傳統(tǒng)的訓(xùn)練方式備戰(zhàn)歐洲冠軍聯(lián)賽。但是越來越多的計(jì)算機(jī)輔助訓(xùn)練方式會(huì)用來補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)訓(xùn)練，”CGoal公司總經(jīng)理熱情地說。他的目標(biāo)是認(rèn)證階段結(jié)束后在全球范圍內(nèi)建立近300個(gè)系統(tǒng)。