2018 Fiscal Year Final Research Report

Goal forecast in football games as bifurcation phenomena

Research Project

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Project/Area Number	16K12994
Research Category	Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
Allocation Type	Multi-year Fund
Research Field	Sports science
Research Institution	Nagoya University
Principal Investigator	YAMAMOTO YUJI 名古屋大学, 総合保健体育科学センター, 教授 (30191456)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	木島章文山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (10389083) 横山慶子名古屋大学, 総合保健体育科学センター, 講師 (30722102)
Research Collaborator	SHIMA Hiroyuki
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	集団ダイナミクス / 連成振動 / 優勢地形 / サッカー
Outline of Final Research Achievements	At first, we considered the movements of the defense lines and the ball during a football game as a three-coupled oscillation. We introduced a three-coupled oscillation model to understand synchronizations between the defense lines and the ball. As a result of a simulation, the three-coupled oscillations showed similar distributions of the relative phase to real matches. However, the periodogram showed distinct periodicity. Next, we developed a new method to clarify the local characteristics of football games using a dominant landscape. The idea is founded on a Voronoi diagram. However, the new method is based on the temporal aspect, and the calculated minimum arrival times to all regions of the football field divided by a square meter for each player. We calculated the dominant values, which showed how long it would take for each of the six players on the two teams to reach the ball position in every frame. The results suggest that the initial value for goals would be more important.
Free Research Field	スポーツ科学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	学術的意義としては，複雑に見えるサッカーという集団スポーツのダイナミクスを，巨視的視点からはディフェンスラインとボールという3連結振動子の連成振動として，微視的視点からは各選手のボールまでの到達時間によって生じる優勢地形として理解することの可能性を示唆したことである．さらに社会的意義としては，サッカーという集団スポーツの見方を変えうる，つまり集団スポーツの本質的なおもしろさを伝えるための方法を開発したことである．通常は選手個々のプレーに目が向けられがちであるが，集団としての連携や競合といった側面を新たに呈示できれば集団スポーツの見方を変えることができる．