新智元报道
编辑：Cris
小组赛刚刚过半，本届世界杯便已迎来「大结局」？千万不要小瞧这个 AI 黑科技！
说起 2010 年南非世界杯的最大网红，一定非「章鱼保罗」莫属！
这只位于德国海洋生物中心的神奇章鱼，不仅成功预测了德国队全部七场比赛的结果，还顺利地选出了最终的总冠军西班牙队。
不幸的是，保罗已经永远地离开了我们，但它的「遗产」却在人们预测足球比赛结果的尝试中持续存在。
在艾伦图灵研究所（The Alan Turing Institute），随着 2022 年卡塔尔世界杯的持续进行，三位研究员 Nick Barlow、Jack Roberts 和 Ryan Chan 决定用一种 AI 算法预测今年的冠军归属。
预测模型
图灵研究所的统计算法基于一款衍生于足球游戏《英超范特西》的模型「AIrsenal」（没错，从名字就能看出，该算法的发明者一定是阿森纳球迷）。
该模型借鉴了 Dixon 和 Coles 于 1997 年推出的足球预测经典模型。该模型将球队攻击强度、防守强度和主场优势考虑在内，并使用了贝叶斯统计计算比赛中最有可能得分的球队。
三位研究员调整了 AIrsenal 模型，使其更适合预测国际比赛的结果。
例如，每支国家队都最常与来自同一大洲的球队比赛，例如巴西自 2019 年之后就没有与任何欧洲球队比赛过。这可能会在预测来自不同大洲的球队之间的结果时产生偏差。
为了解决这个问题，研究员引入了不同大洲联合会间的「相对优势参数」，对模型进行了修正。
训练数据
为了精准预测 2022 年世界杯的冠军，首先需要用过去的数据对模型训练。
三位图灵院的研究员采用 GitHub 用户 martj42 编制的国际足球比赛综合数据库——该数据库记录了自 1872 年以来，每场足球比赛的详细结果。
在训练数据中，世界杯正赛（2002 年之后）和近期比赛的权重，要依次大于洲际锦标赛、预选赛和友谊赛。研究员还将 FIFA 官方排名输入到模型中，以提供对球队表现的最新估计。
值得一提的是，研究员也在新闻稿中说明，他们的模型并没有将「球员」、「点球」和「地点/天气/其他」等因素考虑在内，却仍然成功预测了 2014 年和 2018 年世界杯的冠军德国和法国。
预测结果
最终，通过这个 AI 模型以及 100,000 次实验结果，艾伦图灵研究所分别对「最终冠军」以及「英格兰和威尔士队的成绩」进行了预测，最终给出了两份报告。
最终冠军预测
通过上表我们可以发现，在 100,000 次测试结果中，巴西有接近 25,000 次都赢得了最终的冠军，夺冠概率大约为25%。
比利时和阿根廷分别是夺冠的第 2 和第 3 大热门，概率分别为18%和13. 5%。
此外，夺冠概率4-10 位的球队分别是法国（11%）、英格兰（7.5%）、西班牙（4.5%）、荷兰（4.4%）、丹麦（3.1%）、葡萄牙（3.0%）和克罗地亚（2.2%）——清一色是欧洲球队。
大英两兄弟成绩预测
根据 AI 模型对英格兰和威尔士队的成绩模拟，威尔士有超过一半的概率（52%）止步小组赛。
英格兰则情况稍好，只有 20% 的概率无缘小组出线，不过模型仍认为他们有 70% 的概率止步 8 强，并不看好「三狮军团」的夺冠前景。
不知这样的预测，远在英伦半岛的英格兰球迷，是否会同意呢。
其他模型同样看好巴西
无独有偶。
最近，来自卢森堡大学、慕尼黑工业大学和多特蒙德工业大学的联合研究团队，也利用 2002、2006、2010、2014 和 2018 五届世界杯的数据，结合各支球队的结构和各国 GDP 等参数对「随机森林模型」进行了训练，以此预测 2022 年世界杯的冠军归属。
最终结果显示，巴西队进入决赛的概率为23. 5%，并有15%的概率最终夺冠，在 32 强中高居榜首。夺冠概率2-5 位的球队分别是：阿根廷、荷兰、德国和法国。
联合研究团队 AI 模型对最终冠军的预测，与艾伦图灵研究所的研究结果如出一辙。由此看来，「桑巴军团」加冕第六颗星——还真是指日可待呢！
最后我们也必须承认，虽然利用 AI 去预测比赛结果具有一定科学性，巴西、比利时和阿根廷等球队也确实是本届大赛的最大热门，但模型绝对不可能将全部因素都涉及到。
无论 AI 模型有多精准，足球永远是一种随机游戏。
绿茵场上那波诡云谲的不可预测因素，或许才是我们喜欢、并深深热爱它的原因。
参考资料：
https://www.zeileis.org/news/fifa2022/
https://www.eurekalert.org/news-releases/971175
https://www.turing.ac.uk/blog/can-our-algorithm-predict-winner-2022-football-world-cup
