Použití strojového učení k zodpovězení otázek týkajících se baseballu

Vzhledem k povaze hry v baseballu dochází k velké části zranění při bezkontaktních incidentech, což znamená, že potřeba měřit a kontrolovat cvičební zátěž pomůže snížit počet těchto typů zranění.

Analytický tým společnosti Catapult proto implementoval strojové učení, které využívá tisíce datových bodů získaných pomocí zařízení OptimEye S5. Na základě těchto nezpracovaných dat a videozáznamů z profesionálních zápasů a tréninků dokázala společnost Catapult vyvinout algoritmy specifické pro daný sport, které kvantifikují objem a intenzitu činností, jako je házení a švihání pálkou.

První testování prokázalo přesnost přes 90 %, přičemž funkce strojového učení umožňuje zlepšování s přibývajícími daty.

Zkrácení seznamu postižených v MLB

Studie v časopise The American Journal of Orthopedics ukázaly, že počet zařazení na listinu práce neschopných (DL) a celkový počet dnů DL se rok od roku zvyšuje. Mezi zraněnými hráči na DL jsou častěji zraněni nadhazovači, kteří tráví na DL delší dobu ve srovnání s každou jinou pozicí.

Analytický tým společnosti Catapult se rozhodl kvantifikovat pohyby, které nejčastěji vedou k těmto přetěžovaným zraněním, s teorií, že schopnost využívat objektivní údaje o objemu a intenzitě těchto pohybů dá cvičitelům možnost kontrolovat tréninkové zatížení.

Tvorba baseballového algoritmu

Aby bylo možné kvantifikovat události, jako jsou nadhozy a odpaly, byl vycvičen algoritmus strojového učení pod dohledem, který porovnával nadhozy a odpaly shromážděné během tréninku s údaji ze zařízení OptimEye S5.

Konkrétně společnost Catapult vytvořila algoritmus Random Forest založený na datech shromážděných z tréninkových relací různých baseballových týmů, a to jak profesionálních, tak univerzitních. Tréninková data obsahují údaje z akcelerometru a gyroskopu pro více než 6 000 událostí hodů, švihů pálkou nebo ani jednoho z nich, a to pro desítky hráčů a různé pozice.

Byl zaveden práh pro zatížení hráče, aby se výbušné události oddělily od ostatních událostí, jako je například chůze. Tím se zajistí, že algoritmus vybere pouze hody a švihy pálkou podobné hře.

Kolem každé z těchto událostí zkoumal Catapult funkce získané z trojrozměrného akcelerometru a trojrozměrného gyroskopu v rámci okna dvou sekund od události: jednu sekundu před a jednu sekundu po ní. Příklady těchto charakteristik zahrnují maximální hodnotu, průměr a směrodatnou odchylku pro údaje z akcelerometrů a gyroskopů.

Každá z těchto funkcí byla zadána pro událost, která nás zajímá, a její klasifikaci jako hod, švih pálkou nebo ani jedno z toho, aby se vytvořila trénovací množina pro algoritmus.

Výsledky a diskuse

Poté, co byl algoritmus vystaven velkému počtu příkladů, které pokrývaly mnoho hodů a švihů pálkou, byl schopen dosáhnout přesnosti přes 90 % při detekci hodů a švihů pálkou během tréninku. Mezi hody detekované s vynikající přesností patří:

• Bullpen
• Nadhazování z kopce na chytače
• Kvalitní hody během rozcvičky
• Hody do dálky při hře v poli
• Houpání v kleci nebo při tréninku odpalování

Konzervativní odhad odráží skutečnost, že algoritmus je nastaven tak, aby započítával pouze hody a švihy, které jsou dostatečně tvrdé na to, aby byly podobné hře (tj. "kvalitní" hody a švihy pálkou). Většina chyb pochází z měkkých hodů na začátku rutiny, které jsou příliš měkké na to, aby byly započítány.

Po klasifikaci tréninku na švihy, hody nebo ani jedno z toho algoritmus vypočítá celkovou zátěž spojenou s každým švihem a hodem pálkou. Prostřednictvím rozhraní lze získat různé veličiny, jako je průměrná player load nebo průměrná doba mezi těmito činnostmi, a také pásmo pro každý hod nebo švih pálkou.

Metriky Catapultu pro nadhozy a švihy pálkou umožňují baseballovým trenérům kontrolovat objem a intenzitu klíčových pohybů, které vedou k nadměrným zraněním a stojí profesionální a univerzitní týmy miliony dolarů ročně. Tyto metriky mají schopnost diktovat budoucnost periodizace tréninku nadhazovačů a pálkařů pro trenéry, kteří chtějí lepší transparentnost tréninkového efektu v reálném prostředí.

Máte zájem zjistit, jak může společnost Catapult odpovědět na vaše otázky týkající se konkrétního sportu? Více informací o naší výkonnostní analýze najdete zde.