Künstliche Intelligenz im Sport: Wie der digitale Kampfrichter für mehr Fairness sorgt - t3n

Turnen ist nicht immer fair – kaum eine Richterin oder ein Richter ist frei von subjektiven Einflüssen. Mehr Objektivität soll Künstliche Intelligenz bringen: Bei der Weltmeisterschaft in Antwerpen im Oktober 2023 ist erstmals das Judging Support System (JSS) zum Einsatz gekommen. Ein Einzelplatz für die Olympischen Spiele ist noch frei. Nach dem komplizierten Regelwerk, das die Vergabe der Plätze für die Spiele regelt, entscheidet das Finale am Reck, ob Tin Srbić aus Kroatien oder Arthur Nory Mariano aus Brasilien das Ticket erhält. Es ist die Weltmeisterschaft im Oktober 2023 in Antwerpen, Belgien. Mariano turnt als Erster. Er stürzt und gibt Srbić damit etwas Spielraum. Den braucht der aber nicht: Srbić turnt eine saubere Übung mit Tkachev-Verbindungen und einem Double-Twisting-Double-Layout – einem Doppelsalto mit zwei Schrauben – den er einwandfrei steht. Die Fäuste stößt er in die Luft. Das ist seine Qualifikation für die Olympischen Spiele 2024 in Paris. Doch als seine Wertung eintrifft – 14,500 –, denkt Srbić, die Kampfrichter:innen hätten einen Fehler gemacht, der ihn die Weltmeisterschaftsmedaille kosten würde. „Wenn man eine Untersuchung einleitet, kann man sich nie sicher sein, was die Kampfrichter überhaupt gemacht haben“, sagt David Kikuchi, Spitzenturntrainer aus Kanada. „Es besteht auch das Risiko, dass die Punktzahl nach einer Überprüfung sinkt.“ Dieser Text ist zuerst in der Ausgabe 5/2024 von MIT Technology Review erschienen. Darin beschäftigen wir uns damit, wie Künstliche Intelligenz die Robotik beflügelt. Hier könnt ihr die TR 5/2024 als Print- oder pdf-Ausgabe bestellen. Srbić geht das Risiko ein – auch wenn das Risiko in diesem Fall ein ganz neues ist: Es war kein menschlicher Richter, der darüber entschieden hatte, ob Srbić tatsächlich alle seine Manöver gelandet hatte. Es war die künstliche Intelligenz. [tableofcontents] KI-Software genauer als ein menschliches Auge Srbićs Übung wurde, wie alle bei diesem Wettbewerb, von einer Handvoll hochauflösender Kameras aufgenommen. Die Aufnahmen wurden dann als 3D-Modell des Turners in eine KI-Software eingespeist, die jeden Winkel und jede Bewegung genauer analysiert, als ein menschliches Auge es könnte. [caption id="attachment_1636104" align="aligncenter" width="620"] Der kroatische Turner Tin Srbić erkämpft sich am Reck das Ticket zu den Olympischen Spielen in Paris – mithilfe der KI. (Foto: Reuters / Yves Herman)[/caption] Bei diesen Meisterschaften wurde das Judging Support System (JSS) zum ersten Mal an allen Geräten eingesetzt – und zum ersten Mal bei einem Wettkampf, der über die olympischen Träume der Athleten entscheidet. Das KI-Kampfrichter-System soll zwar nicht die menschlichen Kampfrichter:innen ersetzen, es soll sie vielmehr im Falle einer Untersuchung oder strittiger Ergebnisse bei der Überprüfung unterstützen. Definitiv ist es ein Wendepunkt für den Sport, auf den der Internationale Turnverband (FIG) jahrelang hingearbeitet hat. Er setzte JSS erstmals bei den Weltmeisterschaften 2019 am Pferd, an den Ringen und beim Sprung ein und fügte jedes Jahr weitere Disziplinen bei verschiedenen Wettbewerben hinzu. Die Vorteile liegen auf der Hand: Menschliche Kampfrichter:innen müssen ein Auge für schnelle, winzige Bewegungen haben: die Spitze eines Zehs, den Winkel eines Spagats (Hat sie den 180er getroffen?), die kleinste Beugung der Hüfte. Die KI könnte das Rätselraten um technische Details beenden. Auch wenn sie in anderen Bereichen – von der Wohnungssuche bis zur Personalauswahl – nachweislich zu Verzerrungen führt, soll sie in diesem Fall Verzerrungen beseitigen und den Sport sowohl für das Publikum als auch für die Turnenden selbst fairer und transparenter machen. Befürchtungen bei einem KI-Richtsystem „Es gibt viele 50/50-Entscheidungen, die Kampfrichter während eines Wettkampfs treffen müssen“, sagt Steve Butcher, früher Sportdirektor der FIG. Heute ist er Leiter der Arbeitsgruppe für Elementerkennung bei Fujitsu, dem Unternehmen, das die KI entwickelt hat. „Niemand möchte bei den Olympischen Spielen oder Weltmeisterschaften oder bei anderen Wettkämpfen, bei denen es um wichtige Dinge geht, eine falsche Entscheidung treffen.“ Andererseits gibt es Befürchtungen, dass KI-Richtsysteme dem Turnen etwas von seiner Besonderheit nehmen könnten. Turnen ist ein subjektiver Sport, wie Turmspringen oder Dressurreiten, bei dem Faktoren wie Nationalität, Körpertyp, der Standort des Richterstuhls und vage Begriffe wie „Artistik“ und „Performance“ die Wertung beeinflussen. Die Technologie könnte den Richtern die Rolle der Erzähler eines Narrativs nehmen. [caption id="attachment_1636108" align="aligncenter" width="620"] Nadia Comăneci erturnte sich bei den Olympischen Spielen in Montreal als erste Kunstturnerin der Geschichte die Höchstnote 10,0. Die KI hätte das heute wohl anders gesehen. (Foto: Comitetul Olimpic si Sportiv Roman)[/caption] So war die erste „perfekte“ 10 von Nadia Comăneci bei den Olympischen Spielen 1976 durchaus nicht perfekt; Comăneci schlurfte bei der Landung mit den Füßen. Aber die Übung ging in die Geschichte des Turnens ein, dank der kreativen Wertung, einer Belohnung für ein gewisses Je ne sais quoi – ein unbestimmtes Etwas –, das Comăneci auf die Matte brachte. „Ein bisschen Subjektivität im Sport muss sein“, sagt Kim Tanskanen, finnische Turn-Spitzentrainerin. „Wenn man das alles wegnimmt, nimmt das für mich den Spaß am Sport und die Aufregung.“ [crosslinks ids="1615480,1625611,1620259"] KI: Fair oder nicht fair? Die KI hat nun aber offiziell Einzug in die Welt des Turnens gehalten. Die Frage ist nun, ob es dadurch wirklich fairer wird. Im Jahr 2015 leitete Morinari Watanabe den japanischen Turnverband und stand kurz davor, zum neunten Präsidenten der FIG und zum ersten aus Asien gewählt zu werden. Als er sich mit Hidenori Fujiwara, dem Leiter der Abteilung für die Entwicklung des Sportgeschäfts bei Fujitsu, unterhielt, scherzte Watanabe, dass schon bald Roboter Turnwettbewerbe beurteilen würden. Fujiwara nahm ihn beim Wort. „Also begannen wir mit dem Projekt“, sagt er. „Wir entwickelten einen Prototyp des Systems und zeigten ihn Watanabe.“ Der war überrascht – und beeindruckt. Als er die Führung der FIG 2016 übernahm, sagte er in seiner Antrittsrede: „Die Zeit für Innovationen im Turnen ist gekommen.“ Offiziell wurde das Projekt, als die FIG 2017 ihre Zusammenarbeit mit Fujitsu bekannt gab. „Wir haben das Projekt begonnen, obwohl wir gar nicht über die Technologie verfügten, um es zu realisieren“, sagt Fujiwara, der jetzt JSS-Projektleiter bei Fujitsu ist. Wie die KI etwas über das Turnen lernt Mit den gleichen Lasersensoren, die auch für autonome Fahrzeuge verwendet werden, sammelten sie zunächst dreidimensionale Daten von Turnerinnen und Turnern bei Wettkämpfen. Dann wurde das KI-Modell mit Videomaterial von 8000 Übungen auf den gesamten „Code of Points“ trainiert, den Leitfaden, der jedes Turnelement, jede Bewegung in Bewertungspunkte für die Richter:innen übersetzt. Dem System musste der Unterschied zwischen einem Element und einem Intervall zwischen den Elementen beigebracht werden, ebenso die Frage, wie viel oder wie wenig Bewegung ein „Stoppen“ darstellt. Es wurde gelehrt, welche Art von Variation in einer Fertigkeit (wie ein Spagatsprung mit weniger als 135 Grad) welche Abzüge bedingt. [caption id="attachment_1636112" align="aligncenter" width="620"] Hochauflösende Kameras verfolgen die Übungen der Athletinnen und Athleten. Die KI analysiert jede Bewegung und gleicht sie mit dem Code of Points ab.Foto: International Gymnastics Federation[/caption] Das heutige JSS-System basiert nicht mehr auf Lasern, sondern verwendet vier bis acht hochauflösende Kameras, die an jedem Turngerät positioniert sind, um eine dreidimensionale Ansicht der Turner:innen zu erfassen, die Positionen der Gelenke zu analysieren und diese Positionen dann mit den Standards für jedes Element im Code of Points zu vergleichen – fast in Echtzeit. Wenn es keine physischen Hindernisse gibt, wie etwa Trainer:innen, die die Sicht der Kamera auf die Sportler:innen versperren, kann JSS einzelne Fähigkeiten und ganze Übungen beurteilen, genau wie menschliche Kampfrichter:innen. Laut Fujitsu-Sprecher Hidetoshi Tomisaka kann es etwa 2000 Elemente mit einer Genauigkeit von etwa 90 Prozent erkennen – verglichen mit einem Menschen, der dieselbe Identifizierung vornimmt. [caption id="attachment_1636113" align="aligncenter" width="620"] Auf dem Monitor des JSS zeigt die KI nur noch die Essenz der Bewegungen.Fotos: International Gymnastics Federation[/caption] Doch obwohl die Technologie seit ihrem ersten Einsatz bei den Weltmeisterschaften 2019 weiterentwickelt wurde, wird sie nur begrenzt eingesetzt. Die Superior Jury – ein Gremium von Kampfrichter:innen, die die Wettkämpfe überwachen und Streitigkeiten schlichten – entscheidet über den Einsatz des JSS. Selbst dann kommt es nur zum Einsatz, wenn Athleten oder Athletinnen ihre Bewertung anfechten, oder bei erheblichen Meinungsverschiedenheiten innerhalb der Jurys. JSS wird derzeit nicht verwendet, um über die Artistik zu richten, und es ist noch nicht einsatzbereit, wenn es etwa um Balkenverbindungen und Tanzelemente am Boden geht. Die Technik sei einfach noch nicht so weit, sagt Johanna Gratt, Mitglied des technischen Komitees der FIG und Verbindungsperson zwischen der FIG und Fujitsu. [crosslinks ids="1632757,1636370,1636373"] Eine Hilfe für die Richter, kein Ersatz In einer Pressemitteilung aus dem Jahr 2021 versprach die FIG, dass JSS „einer der größten technischen Fortschritte im Sport seit Jahrzehnten“ sein würde, nicht zuletzt, weil seine Möglichkeiten über menschliche Fähigkeiten hinausgingen. Anfangs hatten einige Richter die Befürchtung, dass das System sie ersetzen solle, sagt Butcher. Aber, so erklärt er, „ich denke, wir haben im Laufe der Zeit bewiesen, dass es eine Hilfe für die Richter sein sollte“. Beispiel Ringsprung: Eine ikonische Übung am Boden und am Balken, bei der der oder die Turner:in mit angewinkelten Beinen und zurückgeworfenem Kopf in eine Spagatposition springt. Er ist berüchtigt dafür, besonders streng bewertet zu werden: Nach dem Code of Points muss für die volle Punktzahl der obere Rücken gebogen und der Kopf losgelassen sein. Die Beine gehen in einen 180-Grad-Spagat. Das vordere Bein ist dabei waagerecht und das hintere gebeugt, wobei der hintere Fuß mindestens auf Scheitelhöhe kommen soll. All dies geschieht in weniger als einer Sekunde und wird auch in dieser Zeit bewertet. Menschliche Fehleinschätzungen sind dabei unvermeidlich. Bei den Weltmeisterschaften 2023 konnte JSS genau diese Art von Fehlern korrigieren. Der Australier Clay Mason Stephens reichte eine Anfrage zu seiner Wertung am Pferd ein, und nach der Überprüfung mit JSS wurde die Punktzahl um mehr als drei Punkte angehoben. Die menschlichen Kampfrichter:innen hatten schlicht nicht alle Elemente seiner Übung gezählt. "Trikot-Bias" im Richtwesen An JSS ist ebenfalls die Hoffnung geknüpft, dass die KI die unvermeidlichen Vorurteile beseitigen kann, die Menschen in die Richtkabine mitbringen. Das Richtwesen gilt ohnehin als wenig transparent. Erschwerend kommt hinzu, dass Faktoren wie Nationalität und Körpertyp zu einer bewussten oder unbewussten Voreingenommenheit führen. Bei den Weltmeisterschaften 2023 wusste die Turnerin Kaia Tanskanen zum Beispiel, dass sie als Mitglied des finnischen Teams benachteiligt war – was Fans als „Trikot-Bias“ bezeichnen. [caption id="attachment_1636115" align="aligncenter" width="620"] Als Athletin aus dem im Turnsport eher unbedeutenden Finnland spürt Kaia Tanskanen den „Trikot-Bias“, dem die Richtenden unterliegen. (Foto: IMAGO / NurPhoto)[/caption] „Vor allem die kleineren Länder, die auf internationaler Ebene antreten, sind betroffen – ich glaube, die Kampfrichter haben schon eine Vorstellung davon, was passieren wird, bevor sie überhaupt mit der Übung beginnen, und bewerten dann auf dieser Grundlage“, sagt Emma Spence, eine kanadische Eliteturnerin, die an den Weltmeisterschaften 2022 teilnahm. „Wenn wir das ausschalten können, glaube ich, dass es eine faire Chance für alle geben wird.“ Aber auch hier wieder fehlende Transparenz: Die Frage danach, wann der JSS bei den Weltmeisterschaften 2023 verwendet wurde, führte selbst bei in der FIG hoch angesiedelten Kampfrichter:innen nicht zum Ziel – sie wissen einfach nicht, wie oft der JSS verwendet wurde. Diese Information wird nicht aufgezeichnet. Die Frage nach dem Einsatz der KI im Fall von Srbić konnte erst der technische Präsident der Männerabteilung bejahen; Srbić schrieb per E-Mail, dass nicht einmal er wisse, ob JSS bei der Entscheidung über seine Anfrage verwendet wurde. Und Butchers Aussage, dass die Athleten und Athletinnen nach den Weltmeisterschaften 2023 einen Link zu einer Website hätten erhalten sollen, auf der sie die JSS-Bewertungen ihrer Übungen einsehen können, um sich zu verbessern, führt ebenfalls in eine Sackgasse: Kaia und Kim Tanskanen sagten, dass sie weder während noch nach dem Wettbewerb Informationen über die KI-Bewertung erhalten hätten. (Laut Butcher ist dies wahrscheinlich ein Kommunikationsproblem mit dem finnischen Verband, obwohl Satu Murtonen, die technische Direktorin des finnischen Frauenkunstturnens, sagte: „Leider kann ich mich nicht daran erinnern, irgendwelche Informationen über die Roboterbewertung erhalten zu haben.“) [crosslinks ids="1622243,1633178,1603676"] Kluft zwischen reichen und ärmeren Verbänden Für die Zukunft konzentriert sich Fujitsu auf die Kommerzialisierung der Technologie. „Wir brauchen das System für das Training“, sagt Butcher. „Die Verbände müssen in der Lage sein, das Fujitsu-System zu kaufen … und durch den Einsatz verbessern sich dann die Turnerinnen und Turner.“ Trainerin Tanskanen befürchtet, dass dies die Kluft zwischen reichen und ärmeren Verbänden, die sich die Technologie nicht leisten können, vertiefen könnte, was wiederum die Idee der Chancengleichheit gefährdet. Für Butcher ist das jedoch einfach die Realität: „Gut finanzierte nationale Verbände sind in jeder Sportart im Vorteil. Das ist eine bedauerliche Ungleichheit, für die es nur wenige Lösungen gibt.“ Als Kaia Tanskanen sich während ihrer Qualifikationskür in Antwerpen über den Boden bewegte, tanzte sie zum Takt ihrer Musik und spielte manchmal die Soundeffekte nach: ein dramatisches Einatmen, das Läuten einer Kuhglocke. Nach ihrem letzten Purzelbaum, einem Double Tuck, schaute sie die Kampfrichter direkt an und grinste. Sie brachte etwas in ihr Turnen ein, was ihr am Sprung oder Barren nicht möglich war: Selbstdarstellung. Ihre Bodenübung ist mehr eine Performance, bei der sie sich bemüht, eine Beziehung zu den Kampfrichter:innen aufzubauen. Sie stellt Augenkontakt her, um sie „mit meinem Ausdruck in den Bann zu ziehen“, wie sie sagt. "Man kann nicht in das Roboter-Gesicht schauen und er schaut zurück" Genau dieser Teil des Sports ist es, von dem Kim Tanskanen vor Beginn der Weltmeisterschaften 2023 befürchtete, dass er mit dem Aufkommen der Künstlichen Intelligenz verloren gehen könnte. „Man kann nicht in das Gesicht eines Roboters schauen und er schaut zurück“, sagt sie. Die Performance-Komponente in den Übungen der Turnerinnen und Turner ist etwas, das in letzter Zeit gefördert wurde, um die „künstlerische“ Seite des Sports zu erhalten, auch wenn die Übungen immer schwieriger werden. „Artistik ist ein wichtiger Teil unserer Disziplin, und wir wollen beides sehen“, schreibt Johanna Gratt in einer E-Mail. „Die Kraft / Energie der Schwierigkeiten auf der einen Seite, aber auch die Anmut, Weiblichkeit und Eleganz, die durch die Choreografie gezeigt wird.“ Diese Betonung der künstlerischen Komponente macht den Sport zwar unterhaltsamer, kann aber auch dazu führen, dass die Punktevergabe subjektiver wird. Wie genau beurteilt man das, was im Code of Points als „Vertrauen in die Leistungsfähigkeit“ bezeichnet wird? „Das ist wahrscheinlich die schwierigste Aufgabe für dieses Fujitsu-System“, sagt Butcher. „Es ist eher ein Gefühl als etwas klar Identifizierbares, wie gebeugte Knie und gebeugte Füße.“ Tomisaka von Fujitsu ergänzt: „Die Vorstellung, dass KI anstelle von Menschen beurteilen könnte, was Menschen als schön empfinden … es gibt einige Bereiche, in denen dies technisch machbar wäre, und andere, in denen es einfach nicht möglich ist.“ Obwohl JSS heute noch nicht zur Beurteilung der Artistik herangezogen wird, gibt Butcher zu, dass er nicht sagen kann, wie weit das System in Zukunft gehen wird: „Das langfristige Ziel wird noch diskutiert“, sagt er. Aber momentan sei es noch als Ergänzung für die Jury gedacht. Einsatz der KI bei den Olympischen Spielen ist noch unklar Gratt stimmt dem zu. „Technologie ist immer gut, wenn wir sie als zusätzliche Unterstützung nutzen können, um besser zu sein, um genauer zu sein, um Feedback zu bekommen, wenn man Zweifel hat“, sagt sie. „Ich denke aber auch, dass Technologie allein nicht funktioniert. Es sollte eine Kombination aus beidem [KI und menschliches Beurteilen] sein, die den Sport fairer macht.“ Bis zu den Olympischen Spielen sind es nur noch wenige Wochen, doch die FIG äußert sich nicht dazu, ob JSS in Paris zum Einsatz kommen wird. Die OMEGA, die für die Wertung der Turnübungen bei den Olympischen Spielen zuständig ist, lehnte ebenfalls eine Stellungnahme ab. Srbić hat sie jedenfalls geholfen. Nachdem er seine Anfrage eingereicht hatte, stieg seine Punktzahl nach einer Überprüfung mit JSS um 0,2 Punkte – genug, um ihm die Silbermedaille bei den Weltmeisterschaften und den so wichtigen Platz bei den kommenden Olympischen Spielen zu sichern. Aber wird Künstliche Intelligenz jemals eine Nadia Comăneci herausgreifen können? Vor 50 Jahren hatte sie etwas an sich, das den Kampfrichter:innen auffiel und sie an die Spitze des Siegerpodests brachte. Das war etwas, was man einer Turnerin nicht antrainieren kann, und etwas, was zu erkennen man einem Menschen nicht antrainieren kann. Vielleicht kann uns eines Tages ein Algorithmus sagen, was dieses „Etwas“ war. Die Autorin des Textes ist Jesica Tylor Price. Übersetzt ins Deutsche hat ihn die TR-Redakteurin Jo Schilling.