Umetna inteligenca spreminja gimnastično sojenje

Za olimpijske igre je bilo prosto še eno mesto. Po zapletenih pravilih, komu pripada, bi ga zapolnil tekmovalec, ki bi v finalu dobil najboljšo oceno na drogu, Hrvat Tin Srbić ali Brazilec Arthur Nory Mariano.

Jessica Taylor Price, MIT Technology Review

Lani oktobra sta nastopala na svetovnem prvenstvu v belgijskem Antwerpnu. Mariano se je predstavil prvi, med vajo je padel in Srbić je zato lahko nastopil malo bolj sproščeno. Pa te olajšave niti ni potreboval, saj je sestavo opravil brezhibno in ob koncu zmagovito dvignil stisnjeni pesti v zrak. Uvrstil se je na olimpijske igre v Parizu.

A ko so prišli rezultati – ocena 14.500 – je bil Srbić prepričan, da so sodniki naredili napako, ki bi ga lahko stala tudi medaljo na svetovnem prvenstvu. Razmisliti je moral, ali bi vložil pritožbo zaradi ocene.

»Ko želiš preveriti oceno, niti ne veš, kako so sodniki razsojali, in lahko samo ugibaš,« je povedal David Kikuchi, gimnastični sodnik iz Kanade. »Lahko se tudi zgodi, da je ocena po pregledu še nižja.«

Srbić je tvegal, čeprav je v tem primeru obstajala še ena nevarnost. Pokazalo se je, da o pravilnosti vaj ni odločal običajni sodnik, temveč umetna inteligenca.

Srbićevo vajo so podobno kot vse druge sestave posnele visokozmogljive kamere, ki so skupaj tvorile tridimenzionalno podobo njegovega telesa med gibanjem. Posnetke so nato posredovali v umetnointeligenčno programsko opremo, ki je lahko razčlenila vsak kot in gib do podrobnosti, kot jih človeško oko ne zmore.

Na tem prvenstvu so prvič sploh uporabljali tehnologijo, uradno znano kot sistem za podporo sojenju (Judging Support System) za vse dele nastopa na gimnastičnem tekmovanju, hkrati pa so si z njo prvič pomagali tudi pri tako pomembni odločitvi, kot je uresničitev sanj o sodelovanju na olimpijskih igrah. Umetnointeligenčni sistem sojenja ni nadomestil človeških sodnikov, temveč jim je pomagal pri pregledu sestav v primeru pritožbe ali nestrinjanja med sodniki, nedvomno pa že zdaj predstavlja enega prelomnih trenutkov v tem športu. Mednarodna gimnastična zveza je sistem za podporo sojenju prvič uporabila leta 2019 za ocenjevanje sestave na konju z ročaji, krogih in pri preskoku na svetovnem prvenstvu, nato pa vsako leto dodajala discipline na različnih tekmovanjih.

Prednosti uporabe te tehnologije na tekmovanjih so očitne. Sodniki morajo imeti oko za hitre, neznatne gibe – konico prstov na nogah, kot raznoženja (ali je res dosegel 180 stopinj), najmanjši pregib v bokih. Umetna inteligenca pripomore, da pri tehnični plati ni več ugibanja. In čeprav je umetna inteligenca na drugih področjih polna pristranskosti, od nepremičninskega področja do zaposlovanja, so zagovorniki sistema za podporo sojenju prepričani, da v gimnastiki pristranskost kvečjemu odpravlja, tako da bo ta športna panoga bolj poštena, pregledna tudi za gledalce in same športnike.

»Sodniki morajo na tekmi sprejeti veliko odločitev na podlagi tehtanja za ali proti,« je pojasnil predstavnik Mednarodne gimnastične zveze Steve Butcher, ki je bil nekoč tudi športni direktor te organizacije, danes pa je vodja delovne skupine za prepoznavanje elementov v podjetju Fujitsu, ki je razvilo sistem umetne inteligence za gimnastiko. »Nihče si ne želi imeti na vesti napačne presoje na olimpijskih igrali ali svetovnem prvenstvu, enako kot ne na drugih odločilnih tekmovanjih.«

A mnogi se bojijo, da bo z umetno inteligenco izginilo nekaj, zaradi česar je gimnastika tako posebna. To je subjektivni šport, tako kot skoki v vodo in dresura, v katerem na rezultat vplivajo tudi dejavniki, kot so državljanstvo, postava in lokacija sodnikovega stola, ter ohlapnejši koncepti, kot sta umetniškost in skladnost. Tehnologija bi lahko odpravila vlogo sodnikov pri nastopu kot zgodbi. Spomnite se prve čiste desetke Nadie Comaneci na olimpijskih igrah 1976 – njena vaja ni bila popolna, saj je ob doskoku premaknila stopala. Kljub temu se je zapisala v zgodovino gimnastike zaradi kreativnega sojenja, nagrade za faktor x, ki ga je Comanecijeva prikazala na blazini.

»V športu je treba biti kanček subjektiven,« je prepričana tudi Kim Tanskanen, finska gimnastična sodnica. »Če bi vse to izginilo, bi zame osebno izginila tudi ves hec in vznemirjenje.«

Kakorkoli že, umetna inteligenca je uradno vstopila v svet gimnastike, vprašanje je le, ali bo zaradi nje postal pravičnejši.

Napočil je trenutek za inovacije v gimnastiki

Sistem za podporo sojenju se je začel s šalo. Morinari Vatanabe je leta 2015 vodil japonsko gimnastično zvezo in čakal, da ga izvolijo za devetega (in prvega azijskega) predsednika Mednarodne gimnastične zveze. Pogovarjal se je s Hidenorijem Fudživarom, vodjem oddelka za poslovni razvoj športa v tehnološki družbi Fujitsu; Vatanabe ga je zbodel, da bodo na gimnastičnih tekmovanjih že zelo kmalu sodili roboti.

Fudživara je to razumel kot izziv in nalogo. »Tako smo začeli projekt,« je povedal. »Razvili smo prototipni sistem in ga pokazali Vatanabeju.«

Ta je bil presenečen in navdušen, kmalu je postal zagovornik umetnointeligenčnega sistema sojenja. V svojem govoru oktobra 2016, ko je sprejel vodenje Mednarodne gimnastične zveze, je dejal: »Prišel je čas, da v gimnastiko vključimo inovacije.«

Sodniki so več kot desetletje uporabljali videopregled za reševanje pritožb na ocene, kljub temu pa bi potrebovali tudi sistem, ki bi prestregal napake, premajhne za človeško oko. Sodniki včasih zgrešijo neznatne razlike v meritvah, ki pa so za oceno odločilne – če raznoženje za stopinjo ali dve zgreši zahtevani minimum ali če je doskok zunaj osi za tri do štiri stopinje, na primer. Ravno takrat, ko je Vatanabe postal predsednik, so napovedali tudi kazni za sodnike, ki so napačno ocenjevali nepravilnosti. Zavzel se je, da bi dodali japonsko tehnologijo za večjo poštenost in pravičnost v gimnastiki.

To je postalo uradno leta 2017, ko je Mednarodna gimnastična zveza napovedala sodelovanje s podjetjem Fujitsu. Za razvoj sistema so potrebovali na tisoče ur raziskav in dela. »Projekt smo začeli, čeprav nismo imeli tehnologije za njegovo uresničitev,« je povedal Fudživara, ki je zdaj projektni vodja sistema za podporo sojenju v podjetju Fujitsu.

Uporabili so enake laserske senzorje, kot jih vgrajujejo v avtonomna vozila, in začeli zbirati tridimenzionalne skeletne podatke telovadk in telovadcev med tekmovanji. Nato so na podlagi videoposnetkov 8.000 vaj model umetne inteligence naučili tudi ves pravilnik o točkovanju, ki je tudi podroben vodnik po vsakem elementu oziroma spretnosti, ki jo pokaže gimnastičar. Sistem se je moral naučiti tudi razlikovati med elementom in intervalom med elementi ter tudi, kaj pomeni prekinitev gibanja. Naučili so ga, pri kakšnih variacijah elementa oziroma spretnosti (recimo raznoženje z manj kot 135 stopinjami) se odbija točke in koliko.

Današnji sistem za podporo sojenju se ne opira več na laserje, temveč na štiri do osem visokoločljivostnih kamer, postavljenih na vsakem orodju, ki zajemajo tridimenzionalni pogled na tekmovalčevo vajo. Analizirajo položaj sklepov in ga nato primerjajo s standardi za vsak element, kot so opisani v pravilniku o točkah. Vse to jim uspeva v skoraj realnem času.

Sistem zmore presojati tako posamezne elemente kot celotno vajo, enako kot sodniki, razen če kdo, na primer trener, blokira objektiv kamere. S približno 90-odstotno natančnostjo (v primerjavi s človekom) prepozna okoli dva tisoč elementov, je pojasnil tiskovni predstavnik Fujitsuja Hidetoši Tomisaka.

A medtem ko se je uporaba tehnologije od njenega prvenca na svetovnem prvenstvu leta 2019 razmahnila, ima še vedno svoje omejitve. Vrhovna žirija – skupina sodnikov, ki nadzoruje tekmovanje in posreduje v sporih – odloča, kdaj bodo uporabljali sistem za podporo sojenju. In celo v tem primeru je omejen na pomoč pri reševanju pritožb, ko tekmovalci, recimo, ugovarjajo podeljeni oceni za težavnost ali ko gre za izrazito nestrinjanje med sodnikom in nadzornikom. Sistema trenutno ne uporabljajo za odločanje o umetniškem vtisu in še vedno ne velja za dovolj dobrega za uporabo pri nekaterih zapletenih elementih vaje, na primer povezav na drogu in plesnih elementov na parterju. Tehnologija še ni dovolj razvita, se strinja tudi Johanna Gratt, članica tehničnega odbora Mednarodne gimnastične zveze in posrednica med njo ter podjetjem Fujitsu.

Obeti pravičnejšega tekmovanja

Mednarodna gimnastična zveza je leta 2021 v obvestilu za javnost obljubila, da bo sistem za podporo sojenju med največjimi tehničnimi preboji v športu v zadnjih desetletjih, in sicer predvsem zato, ker zmore tudi tisto, kar presega človeške zmožnosti.

Na začetku je nekaj sodnikov skrbelo, da jih bo sistem nadomestil, je povedal Butcher, ki je tesno sodeloval pri njegovem uvajanju. Kot je pojasnil, vseeno meni, da so dokazali, da je to le pomoč sodnikom.

Vzemimo za primer skok z enonožnim odrivom z menjavo nog in zanoženjem do glave, temeljni element na parterju in gredi, pri katerem gimnastičarka skoči v raznoženje 180 stopinj z uleknitvijo in zaklonom glave. Znano je, da ga pogosto ocenijo preslabo, ker so sodniki izjemno strogi in tekmovalec polno oceno dobi le, če je zgornji del hrbta usločen in glava sproščena, nogi morata med raznoženjem doseči kot 180 stopinj. Prednja noga mora biti vzporedno s tlemi, zadnja upognjena in stopalo mora biti vsaj v višini temena. Vse to se zgodi v sekundi in sodniki morajo vse to videti, zato se človeški napaki skoraj ni mogoče izogniti.

Na svetovnem prvenstvu leta 2023 je sistem za podporo sojenju popravljal ravno tovrstne napake. Avstralec Clay Mason Stephens je prosil za vpogled v sodniške ocene za vajo na konju z ročaji; ko so jo pregledali s sistemom, se je ocena izboljšala za več kot tri točke. Sodniki niso upoštevali vseh elementov v njegovi sestavi in mu zato odbijali točke.

Zagovorniki sistema za podporo sojenju upajo tudi, da bo umetna inteligenca v gimnastiki lahko odpravila tudi neizogibne predsodke in pristranost sodnikov. Za gimnastično sojenje ne moremo trditi, da je pregledno, in tako trenerji kot tekmovalci se strinjajo, da je težko razvozlati, kaj se med ocenjevanjem in pregledovanjem na zahtevo dogaja v zaodrju.

Vse skupaj je še bolj zapleteno, ker na ocenjevanje zavedno ali nezavedno vplivajo tudi dejavniki, kot sta državljanstvo in že sam tip postave. Na lanskem svetovnem prvenstvu se je Kaia Tanskanen zavedala, da je kot članica finske ekipe v slabšem položaju. Sodniki to resda zanikajo, podporniki športnikov pa včasih opazijo 'vgrajene odbitke' za države, ki ne sodijo v sam svetovni vrh; povedano drugače, za vse druge države, razen za Združene države Amerike in Rusijo.

To je eden od razlogov, da si Kaia Tanskanen (trenira jo mama) veliko obeta od sistema za podporo sojenju, saj bi lahko spremenil gimnastična tekmovanja. »Zdi se mi, da bi postala enakopravnejša,« je izjavila.

»Sploh za manjše države na mednarodnih tekmovanjih velja, da sodniki predvidijo, kaj se bo dogajalo, še preden tekmovalec sploh začne nastop, in ga na tej podlagi tudi ocenjujejo,« je komentirala Emma Spence, kanadska gimnastičarka, ki je tekmovala na svetovnem prvenstvu leta 2022. »Če bi to odpravili, bi tekmovanje postalo malo bolj pravično za vse.«

Butcher upa, da bodo sodniki prerasli svoje predsodke, pri čemer jim lahko pomaga ravno sistem za podporo sojenju. Tako bi v gimnastiki omogočili enakopravnejše pogoje za vse tekmovalce.

Vendar ta ideal nemara spodkopava ravno nepreglednost, kako in kdaj se sodniki opirajo na pomoč umetne inteligence. Sodniški listi na tekmovanjih Mednarodne gimnastične zveze ne vključujejo zahtev po vpogledu, zato ni arhiva o popravkih in podatka, ali so vključili sistem za podporo sojenju. Na sodniških listih tudi ni odbitkov po elementih. Ko sem ugotavljala, ali so si s sistemom pomagali na lanskem svetovnem prvenstvu, sem morala poklicati posamezne sodnike na višjih položajih v gimnastični zvezi, a niti oni niso točno vedeli, kolikokrat so vključili sistem. Teh podatkov preprosto ne beležijo.

Le v Srbićevem primeru mi je to uspelo potrditi, potem ko sem se povezala s tehničnim predsednikom moškega dela tekmovanja. Srbić mi je v elektronskem sporočilu napisal, da sploh ni vedel, da so pri odločanju o njegovi pritožbi pomagali s sistemom za podporo sojenju.

Butcher pa mi je pojasnil, da bi po lanskem svetovnem prvenstvu tekmovalci morali prejeti povezavo na spletno stran, na kateri bi lahko preverili, kako je njihove nastope ocenil sistem; tako bi tudi lažje izboljšali nastop. A ko sem o tem povprašala Kaio Tanskanen in njeno trenerko, sta odgovorili, da nista niti na tekmovanju niti pozneje dobili popolnoma nobenih podatkov o pomoči umetne inteligence pri sojenju. (Butcher je pripomnil, da gre najbrž za komunikacijske težave v finski zvezi, na kar je Satu Murtonen, tehnična direktorica finske ženske gimnastike, odgovorila, da kolikor se spomni, ni prejela podatkov o robotskem sojenju.)

Na vprašanje o transparentnosti nasploh je Butcher izpostavil, da slaba obveščenost o ocenjevanju spominja na druge športe, pri katerih tekmovalci in trenerji ne dobijo natančnih podatkov o sodniški presoji. Projekt sistema za podporo sojenju se bo še razvijal, sploh kar se tiče večje pravičnosti in preglednosti, je poudaril.

Fujitsu se bo v prihodnje osredotočil na komercializacijo tehnologije, da jo bo lahko prodajal gimnastičnim zvezam in jo bodo te lahko uporabljale pri treniranju. »Ravno tam jo tudi potrebujejo,« se strinja Butcher. »Zveze morajo dobiti dostop do Fujitsujevega sistema, gimnastičarke in gimnastičarji pa bodo z njim lahko napredovali.«

Kim Tanskanen pa skrbi, da se bo zgodilo ravno nasprotno in se bodo razlike med bogatimi in revnejšimi zvezami, ki si ne bodo mogle privoščiti nakupa, še poglobile. Predstava o pravičnejših tekmovanjih bo tako ogrožena.

Butcher priznava, da je to kruta realnost: »Zveze z zajetnim proračunom imajo prednost pri vseh športih. Žal za te razlike ni na voljo veliko rešitev.«

Faktor x

Ko se je Kaia Tanskanen v Antwerpnu med sestavo za kvalifikacije vrtela po parterju v ritmu glasbe, je ponazorila tudi zvočne efekte: dramatičen vdih, posnemanje zvonca. Po zadnjem skoku se je z nasmehom zazrla v sodnike.

V svojo gimnastiko je lahko vnesla nekaj, česar si na bradlji in preskoku ni mogla privoščiti – samoizražanje. Njena sestava na parterju je bila prava predstava, med njo je poskusila vzpostaviti odnos s sodniki prek očesnega stika, saj jih je želela s svojimi izrazi vplesti v svoj nastop.

Je to tisti del športa, za katerega se Kim Taskanen boji, da se bo izgubil zaradi umetnointeligenčnega sojenja?

»Z robotom se ne moreš spogledati,« je rekla.

Pridih predstave v gimnastični sestavi je nekaj, kar v zadnjem času spodbujajo kot ohranjanje 'artistične' komponente tega športa, čeprav njegovi elementi postajajo vse zahtevnejši.

»Umetniškost je pomemben del naše panoge in želimo oboje, moč, energijo in težavnost po eni strani, a tudi milino, ženskost in eleganco v koreografiji,« je v elektronskem sporočilu poudarila Grattova.

Zaradi umetniškega pridiha je gimnastika za gledalce zanimivejša, a zato je sojenje le še bolj subjektivno. Kako pravzaprav presoditi samozavest in osebni slog med nastopanjem, kot je to opisano v pravilih točkovanja?

»To je verjetno najtežja naloga za sistem podjetja Fujitsu,« priznava Butcher. »Ta presoja je namreč prej občutek kot nekaj konkretno prepoznavnega, kot so, na primer, pokrčena kolena in mehka stopala.« Tudi pri Fujitsuju se strinjajo s to oceno: »Uporaba umetne inteligence za presojanje nečesa, kar se ljudem zdi lepo, je v nekaterih segmentih tehnično izvedljiva, v mnogih pa preprosto ne,« je povedal Tomisaka.

Čeprav sistem za podporo sojenju ne pomaga pri ocenjevanju artističnosti nastopa, Butcher priznava, da si ne upa napovedati, kako bo v prihodnosti. »O dolgoročnem cilju se še pogovarjamo,« je povedal. Dodal pa je, da sistem za zdaj samo dopolnjuje človeške sodnike.

Grattova se strinja. »Tehnologija je vedno koristna, če dodatno podpira boljše, natančnejše ocenjevanje in če omogoča povratne informacije v primeru pomislekov. A menim tudi, da tehnologija sama po sebi ni dovolj, da bi ocenjevanje postalo pravičnejše, temveč bo to mogoče doseči s kombinacijo obojega, umetne inteligence in človeške presoje,« je razložila.

Odgovorom na vsa ta vprašanja se ne bo več mogoče dolgo izogibati. Pariške olimpijske igre se bodo začele čez nekaj tednov. V Mednarodni gimnastični zvezi kljub temu niso želeli komentirati, ali bo sistem za podporo sojenju takrat že v uporabi. Tudi organ, pristojen za gimnastično ocenjevanje, Omega, komentarja ni želel podati.

Bo umetna inteligenca kdaj zmožna prepoznati novo Nadio Comaneci? Pred pol stoletja je Comanecijeva vzbudila pozornost sodnikov in postavili so jo na vrh. Imela je nekaj, česar gimnastičarka ne more pridobiti s treningom, in nekaj, česar se ne da naučiti prepoznati. Nekega dne nam bo mogoče algoritem znal povedati, kaj je bilo tako posebnega na Comanecijevi, dotlej pa bo igral drugačno vlogo.

Ko je Srbić vložil pritožbo, se njegova ocena ni znižala. Po pregledu ob pomoči sistema za podporo sojenju je njegova ocena poskočila za 0,2 točke, kar je zadostovalo za srebrno medaljo in tako zaželeno mesto na olimpijskem prizorišču.

Copyright Technology Review, distribucija Tribune Content Agency