AWS-Cloud im Sport Der moderne Athlet ist Cloud- und KI-optimiert

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Ob Bundesliga Match Facts, der „digitale Athlet“ in der NFL oder das ultraschnelle Design neuer Rennwagen oder -boote – die Ressourcen der Cloud werden stets herangezogen, um die nötigen Aufgaben auszuführen. Dabei stellt die Cloud nicht nur Hochleistungsrechnen und Machine Learning bereit, sondern senkt auch die Kosten in erheblichem Maße, etwa durch Spot Instances.

Die Ressourcen und Kapazitäten der Cloud haben den modernen Sport in jeder Hinsicht verändert. So werden Athleten nicht nur in Training und Wettkampf rundum von Sensoren erfasst, sondern ihre Aktivitäten werden auch bei Sportübertragungen in bis dahin unvorstellbarer Detailgenauigkeit bewertet, ja, sogar vorhergesagt. Fans und Geschäftspartner profitieren gleichermaßen, denn Sport ist nicht nur Spaß und Erlebnis, sondern auch Wettkampf und Geschäft.

Ermöglicht wird diese rasante Entwicklung durch die Anwendung von Speicherressourcen, Rechenkapazitäten, Analytik, Machine Learning und schließlich auch künstlicher Intelligenz (KI). Diese Ressourcen aus der Cloud können nicht nur zur optimalen Ausbildung von Teams und Individuen beitragen, sondern auch zu deren Sicherheit und Gesundheit, indem Sportgeräte und Ausrüstung modernisiert werden. Das Cloud-gestützte Design reicht bis hin zu neuen Rennwagen, Rennbooten und schützender Sportausrüstung.

Fußballfans einbinden und begeistern

Die Deutsche Fußball Liga (DFL), Betreiberin der deutschen Bundesliga, nutzt AWS-Services für KI, Machine Learning, Analytik, Computing, Datenbank und Speicher. Damit generiert sie Echtzeitstatistiken für neue, tiefe Einblicke in das Spielgeschehen. Und sie personalisiert ihre Mobile-, Online-, Streaming- und Fernsehangebote für Fans und Geschäftspartner.

Durch den Einsatz von AWS bietet die Bundesliga Echtzeitstatistiken und detaillierte Einblicke, die als „Bundesliga Match Facts“ bezeichnet werden, um ihren Fans personalisierte Erlebnisse zu vermitteln. Mehr als 500 Millionen Bundesliga-Fans auf der ganzen Welt erhalten einen besseren Einblick in Spieler, Mannschaften und die Liga, weil die Technologie von AWS ein persönlicheres Erlebnis und die nächste Generation an Statistiken liefert.

Die über ein Dutzend Match Facts liefern weiterreichende Einblicke in die Leistungen der Spieler. Diese Match Facts könnten es beispielsweise auch dem Trainer erleichtern, in kürzester Zeit einen geeigneten Ersatz für einen verletzten oder erkrankten Kandidaten für sein Team zu finden und einzubinden. Auf diese Weise finden unerwartete Aufwertungen statt: Statt wie gewohnt einzelne Mittelstürmer wie den „Bomber der Nation“ herauszuheben, zählt erstens die Teamleistung vor dem Tor. Zweitens wird die Leistung des Torhüters endlich entsprechend seiner Position gewürdigt (und das gleiche gilt auch für den Frauen-Fußball).

Viele Statistiken ranken sich um das taktische Verhalten der Teams, die Genauigkeit im Abschluss, dem allgemeinen Angriffsverhalten und vielem weiteren. Doch nur wenige Statistiken befassten sich explizit mit der vielleicht wichtigsten Einzelposition im Fußball, dem Torhüter. Mit dem Match Fact „Torwart-Effizienz“ versucht die DFL, dieser Diskrepanz entgegenzuwirken. Wie sehr sich die Rollen der Spieler in den letzten Jahrzehnten verändert haben, zeigen auch folgende Kategorien. Der „Finisher“ zeichnet sich durch seine Torgefährlichkeit aus – d.h. die Anzahl seiner Tore und seine Effizienz beim Abschluss –, der „Sprinter“ durch seine hohe Geschwindigkeit und Häufigkeit von Sprints, der „Initiator“ durch das Einläuten von Torchancen und der „Balleroberer“ durch das Gewinnen von Bällen.

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Verbesserung des Sendeprodukts

Indem die DFL Machine Learning, KI, Analytics und andere Technologien einsetzt, um die weltweit verbreitete Bundesliga-Fangemeinde zu vergrößern, verbessert sie auch ihr Sendeprodukt – sie verkauft ja Übertragungsrechte – und erkundet neue Distributionsformate, etwa auf Mobilgeräten und im Streaming.

Durch die Nutzung von AWS Media Services sollen die Spiele der Bundesliga flexibler und interaktiver denn je für die Fans weltweit live und zeitversetzt innerhalb des Event-Streams auf die von den Zuschauern bevorzugten IP-fähigen Geräte übertragen werden. Durch die Zusammenarbeit mit AWS Professional Services hat die Bundesliga mit einer hochskalierbaren Serverless-Streaming-Infrastruktur ihre Betriebskosten bereits um 75 Prozent gesenkt, gibt Amazon an.

Auch in Zukunft wollen AWS und die DFL ihre Partnerschaft fortsetzen. Ein zusätzlicher Fokus der erweiterten Zusammenarbeit, die im Rahmen der Messe „SportsInnovation“ im Frühjahr 2024 verkündet wurde, liege laut DFL auf der Nutzung generativer KI. Auf der Messe demonstrierte die DFL-Tochter Sportec Solutions mit AWS etwa, wie sich generative KI-Technologien und Large Language Models (LLMs) einsetzen lassen, um dynamische Echtzeit-Spielkommentare in schriftlicher Form und in mehreren Sprachen zu erstellen. Der Kommentar wird während der Übertragung über einen personalisierten Feed auf die Zuschauer zugeschnitten – zu den Schreibstilen gehören beispielsweise „Sportjournalist“ oder „Casual“.

„Digital Athlete“ mindert Verletzungsrisiko im Football

Der frühere AWS- und derzeitige Amazon-CEO Andy Jassy ist ein großer Fan und Unterstützer der National Football League (NFL). Schon früh sei ihm aufgefallen, wie groß die Verletzungsgefahr für die Spieler bei den Begegnungen sei, sagte er während einer AWS-Anwenderkonferenz. Verletzte Spieler stellen nicht nur für ihren Verein, sondern auch für sich selbst und ihre Lieben einen erheblichen Verlust an Lebensqualität und Einkommen dar.

Zusammen mit den Verantwortlichen in der National Football League entwickelte AWS den „Digital Athlete“. Dabei handelt es sich um einen digitalen Zwilling, der in Echtzeit den Zustand des jeweiligen NFL-Spielers widerspiegelt. Mithilfe von KI und ML soll die Gesundheit, Leistung und Sicherheit aller Spieler verbessert werden. Dabei geht es unter anderem um die Simulation von diversen Spielsituationen und eine bessere Verletzungsprävention. Datenbasiert werden beispielsweise Trainingsprogramme und Schutzausrüstung optimiert. Die Helme und Schulterpolster, die die Football-Spieler tragen müssen, erfuhren eine Weiterentwicklung.

In der Cloud werden die annähernd 50.000 Erfahrungswerte, die pro Spielsaison anfallen, miteinander integriert und ausgewertet. Die Algorithmen lassen sich auf den digitalen Zwilling des „Digital Athlete“ anwenden, um Spielszenarien simulieren und zu bewerten. Trainer könnten folgende Fragen stellen: „Was wäre, wenn der Spieler einen andersartigen Helm oder andere Stollen tragen würde? Was würde passieren, wenn das Spiel unter anderen Wetterbedingungen oder auf einem andersartigen Boden ausgeführt würde?“

Binnen zwei Jahren ist es der Liga gelungen, die Zahl der Knochenbrüche um 24 Prozent zu reduzieren, indem die Ausrüstung, die Spielregeln und schließlich die Trainingstechniken angepasst wurden. Trugen 2016 erst ein Drittel der Athleten den sichersten Helm, so sind es heute 99,6 Prozent, die den optimalen Helm tragen. Die NFL berichtet, dass die Liga Jahr um Jahr einen Rückgang von Verletzungen an den Beinen um 26 Prozent verzeichnet habe. Die Anpassungen, die aus dem „Digital Athlete“ resultierten, zahlten sich beim „Load Management“ aus, also der körperlichen Belastung während eines Matches.

Formel E

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Mit der Cloud in die Pole Position

Die Rennserie „Formel 1” arbeitet seit Jahren mit AWS zusammen. Durch Nutzung von KI und der Rechenleistung des Graviton2-Chips unterstützt der Cloud-Service Provider die Rennserie etwa bei der Auswertung aktueller wie auch historischer Daten, wozu rund 70 Jahren an Erfahrungswerten gehören. Die aktuellen Daten werden in erster Linie durch Sensoren erzeugt, die sich an Bord der Fahrzeuge befinden. Pro Boliden werden pro Sekunde mehr als eine Million Punkte von Telemetriedaten erzeugt. Sie werden unter den Renn-Teams wie auch den Fans geteilt, um so aufregende Einblicke in das Renngeschehen zu gewähren.

Wie die Rennleitung der Formel 1 in Silverstone, England, mitgeteilt hat, senkte die erhöhte Rechenleistung, die AWS mit einem Parallel Cluster, mit Graviton-2-Chips und EC2-C6g-Instanzen bereitstellt, die Kosten für die CFD-Simulationen (CFD: Computational Fluid Dynamics) der nächsten Generation von Rennwagen um 30 Prozent und ihre CFD-Simulationszeit für die Strömungsdynamik um 80 Prozent, seit die F1 mit AWS zusammenarbeitet. „Wir glauben, dass unsere Kosteneinsparungen auf 40 Prozent steigen könnten“, sagt Pat Symonds, CTO der Formel 1.

Die Formel 1 erzielte eine Verringerung des Rad-zu-Rad-Abtriebsverlusts von 50 Prozent auf 15 Prozent, sodass die Rennwagen viel weniger vom Windschatten des vorausfahrenden Autos beeinflusst wird. „Jetzt können die Autos näher aneinander heranfahren und leichter überholen“, sagt Symonds. „So werden die Fans noch mehr Spannung erleben.“

Leistungssteigerung im australischen Schwimmsport

Da Australien auf allen Seiten von Wasser umschlossen ist, lag es nahe, Schwimmen zu einer herausragenden Fähigkeit der Bewohner zu machen, insbesondere der Jugend. Die nationale Organisation für den Schwimmsport heißt „Swimming Australia”, und sie arbeitet eng mit AWS zusammen. So wurde etwa ein Data Lake angelegt, der die Trainer mit detaillierten Analysen der Leistungen jeden eigenen Schwimmers und der gegnerischen Teams versorgt.

Das nationale Team für „Leistungseinblicke“ verbessert ebenfalls seine Trainingsmethoden, indem es ein neues Analysesystem für die Computer-gestützte Darstellung von Höchstleistung in Echtzeit erstellt hat. Diese Lösung nutzt Videos aus Trainingseinheiten, um bedeutsame Erkenntnisse daraus zu ziehen, so dass Trainer ihren Schützlingen gezielte Informationen und Empfehlungen geben können.

Wenn sie zudem historische Daten der Athleten sowie Daten der gegnerischen Mannschaften einbeziehen, können die Trainer alle weltweit stattfindenden Schwimmwettbewerbe auswerten, um zu verstehen, wie sich diese Wettbewerbe entwickeln. Deshalb sind sie in der Lage, bei Staffelschwimmwettbewerben die am besten zueinander passenden Schwimmer zu kombinieren. Dieser umfassende Einsatz von Datenanalysen trug nach Ansicht des Verbands maßgeblich dazu bei, dass Australien bei der Sommerolympiade 2020 in Tokio rekordverdächtige neun Goldmedaillen erringen konnte.

Sensoren im Fußball

Das Runde, das ins Eckige muss, ist ziemlich Hightech

Simulierte Segel-Prototypen für den hauchfeinen Unterschied

Moderne Segelboote der America‘s Cup-Klasse rasen heutzutage mit 80 km/h über die Wasseroberfläche, denn sogenannte Hydrofoils, die an Auslegern befestigt sind, heben sie aus dem Wasser, so dass sie eigentlich fliegen. Doch weil der Wettbewerb scharf ist, zählt noch das winzigste Detail im Design dieser Hydrofoil-Boote, um im Ziel eine Nasenlänge vorn zu sein. Simulationen von Prototypen nehmen jedoch viel Zeit in Anspruch, es sei denn, man lässt die Simulationen in der Cloud ablaufen.

Nick Holroyd, Head of Design beim Ineos Britannia Team, freut sich, dass ihm die Zusammenarbeit mit AWS erlaubte, größere Fortschritte im Design des Bootes zu machen, „einfach weil wir mehr Zeit haben, unsere Ergebnisse zu verstehen.“ Für ein einziges Boot-Foil sind 2.000 bis 3.000 CFD-Simulationen notwendig, ähnlich wie in der Formel 1. „Mit AWS haben wir den Zeitaufwand für ein Design maximal ausgereizt.“

Doch Holroyds Budget ist begrenzt. Tausende HPC-Simulationen waren pro Woche möglich, so dass die Kosten pro Simulation proportional sanken. Die Kosten ließen sich durch Nutzung von Spot-Instanzen um 65 Prozent gegenüber üblichen EC2-C5-Instanzen verringern. Diese Spot-Instanzen werden nicht garantiert bereitgestellt, sondern je nach der Verfügbarkeit gebucht, die ungenutzte EC2-Instanzen bieten. Im diesjährigen America’s Cup Rennen, das im Oktober 2024 zwischen dem Ineos Britannia Team und dem neuseeländischen Team „Emirates Team New Zealand“ stattfand, hatten indes die Kiwis die Nase vorn.

Olympische Sommerspiele 2024 in Paris

Ein cloudbasiertes Multi-Kamera-Wiedergabesystem von Alibaba Cloud bot die Möglichkeit, die Olympischen Spiele 2024 in Paris aus verschiedenen Perspektiven zu erleben. Das System, das von der Cloud-Infrastruktur von Alibaba Cloud unterstützt wird, nutzt maschinelles Lernen und komplexe neuronale Netze, um Wettkampfszenen bis ins kleinste Detail wiederzugeben und den Zuschauern dadurch ein besonderes Erlebnis zu ermöglichen.

Durch spezialisierte Videobearbeitung in Edge- und Cloud-Umgebungen wurden Aufnahmen von verschiedenen Kameras, die an den Austragungsorten günstig positioniert worden waren, in cloudbasierte 3D-Modelle mit Texturen umgewandelt. So entstanden virtuelle Bilder aus neuen Blickwinkeln, die Aktionen wie Drehungen flüssiger und realistischer erscheinen lassen. Das Ergebnis war laut Alibaba „eine einheitliche 3D-Rekonstruktion der Wettkampfszenen, in die Zuschauer virtuell eintauchen können.“ Hinzu kommt, dass die Alibaba Cloud Technologie zusammen mit ihrer Rechenarchitektur die Verarbeitung von präzisen 3D-Rekonstruktionen und Videorendering nahezu in Echtzeit ermöglichte. Die Multi-Winkel-Videoinhalte wurden den Medien über das Produktionssystem von Olympic Broadcasting Services (OBS) bereitgestellt.

Alibaba Cloud hat zusammen mit dem Internationalen Olympischen Komitee (IOC) eine KI-gestützte Lösung zur Medienarchivierung entwickelt. Diese cloudbasierte Technologie soll die visuelle Suche verbessern, automatisch Multimedia-Inhalte sortieren und KI-gestützte Video-Highlights erstellen. Der chinesische Cloud-Konzern unterstützte das IOC zudem bei der Einführung der datengestützten Nachhaltigkeitslösung „Energy Expert“. Diese Lösung maß und analysierte den Stromverbrauch an den Wettkampfstätten der Olympischen Spiele 2024 in Paris. Mit der Hilfe der Cloud-Technologie und der Deep-Learning-Modelle von Alibaba Cloud bot „Energy Expert“ laut Anbieter präzise Analysen. Dadurch konnten standortspezifische Prognosen erstellt und Empfehlungen zur Verbesserung des Energieverbrauchs gegeben werden. Auf diese Weise könne Energieverschwendung bei zukünftigen Spielen reduziert werden.

Cloud Computing expandiert in den Weltraum

Die Cloud – fast völlig losgelöst von der Erde

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