這屆世界杯冠軍是誰？來看看AI預(yù)測的結(jié)果

本文作者：張莉

2018-06-15 15:13

導(dǎo)語：巴西、德國、西班牙，你選誰？

2010年南非世界杯，神奇的章魚保羅因成功連續(xù)預(yù)測了8場賽事而名揚(yáng)世界。

八年，彈指一揮間（沒忘記你，巴西世界杯）。這一屆的世界杯冠軍又將花落誰家？顯然，章魚保羅已然指望不上了，但新的技術(shù)已經(jīng)迫不及待地登場，8年后的俄羅斯世界杯，人工智能登場了。

德國研究人員：西班牙機(jī)會(huì)最大，但可能被德國隊(duì)反轉(zhuǎn)

來自德國多特蒙德技術(shù)大學(xué)的 Andreas Groll 和他的同事給出了一個(gè)答案。

他們使用了一種結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)和傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)的叫做“隨機(jī)森林”(Random Forest) 的算法，來分析最有可能奪冠的球隊(duì)。

隨機(jī)森林算法可以分析大型數(shù)據(jù)集，同時(shí)避免了其他數(shù)據(jù)挖掘算法的缺陷。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘算法假設(shè)未來事件可以由決策樹決定，該決策樹通過引用一組訓(xùn)練數(shù)據(jù)來計(jì)算每個(gè)分支的結(jié)果。然而，決策樹有一個(gè)問題，即在分支過程的后一階段，由于訓(xùn)練數(shù)據(jù)稀疏，容易產(chǎn)生巨大變化，從而導(dǎo)致決策嚴(yán)重扭曲，產(chǎn)生過度擬合問題。

隨機(jī)森林算法則不同。它不是計(jì)算每個(gè)分支的結(jié)果，而是計(jì)算隨機(jī)分支的結(jié)果，如此計(jì)算多次，每次都有不同的隨機(jī)選擇的分支，最終結(jié)果是所有這些隨機(jī)建構(gòu)的決策樹的平均值。

這種方法有顯著的優(yōu)點(diǎn)。它不存在困擾普通決策樹的過度擬合問題，并且可以顯示關(guān)鍵變量。因此，如果一個(gè)特定的決策樹包含許多參數(shù)，很容易看出哪些參數(shù)對結(jié)果的影響最大，而弱變量可以被忽略。

Groll 和他的同事正是用這種方法來模擬 2018 世界杯。他們對球隊(duì)可能進(jìn)行的每一場比賽的結(jié)果進(jìn)行建模，并利用結(jié)果構(gòu)建出最有可能的比賽進(jìn)程。

這屆世界杯冠軍是誰？來看看AI預(yù)測的結(jié)果

Groll 和 co 選定了一系列可能決定結(jié)果的潛在因素進(jìn)行建模：一國 GDP 和人口數(shù)、國際足聯(lián)對國家隊(duì)的排名、球隊(duì)本身屬性（比如隊(duì)員平均年齡、擁有的歐冠球員的數(shù)量、是否有主場優(yōu)勢等）。

下圖顯示了球隊(duì)在整個(gè)比賽中的賠率，包括最有可能獲勝的球隊(duì)。根據(jù)研究人員的計(jì)算，西班牙最有可能勝出，概率為 17.8%，略高于德國。

這屆世界杯冠軍是誰？來看看AI預(yù)測的結(jié)果

雷鋒網(wǎng)注：AI 預(yù)測的世界杯排名

如果德國隊(duì)在小組賽階段獲勝，在 16 隊(duì)淘汰賽階段更有可能遭遇強(qiáng)敵，算法得出德國進(jìn)入四分之一決賽的幾率為 58%。相比之下，西班牙不太可能在最后的 16 強(qiáng)中面臨強(qiáng)大的對手，因此有 73% 的機(jī)會(huì)進(jìn)入四分之一決賽。

這屆世界杯冠軍是誰？來看看AI預(yù)測的結(jié)果

但是！在 Groll 和 co 對整個(gè)比賽進(jìn)行了 10 萬次模擬后發(fā)現(xiàn)，在比賽開始的時(shí)候，西班牙機(jī)會(huì)最大，但如果德國打進(jìn)四分之一決賽，冠軍就會(huì)易主。

昨晚想必大家已經(jīng)興奮地看完了第一場比賽，東道主俄羅斯 5-0 完勝沙特阿拉伯，但遺憾的是，根據(jù)他們的預(yù)測，這兩支球隊(duì)都不可能進(jìn)入四分之一決賽。

當(dāng)然，有人對這些預(yù)測持懷疑態(tài)度。由于足球比賽隨機(jī)性太強(qiáng)，這種精確的比賽過程在實(shí)際比賽中可能性太小。

此外，他們的機(jī)器學(xué)習(xí)算法顯然沒有預(yù)測到，西班牙會(huì)在球隊(duì)首戰(zhàn)前兩天解雇并更換主教練。

高盛：巴西將奪冠

梅西曾經(jīng)說過:“在足球中，如果沒有嚴(yán)謹(jǐn)和精確，才能和優(yōu)雅就沒有意義。”

高盛在編制 2018 年世界杯的預(yù)測時(shí)，似乎把他的話放在了心上。

該公司使用機(jī)器學(xué)習(xí)來運(yùn)行 200,000 個(gè)模型，挖掘團(tuán)隊(duì)和個(gè)人球員屬性數(shù)據(jù)，以幫助預(yù)測特定的比賽得分。然后，高盛模擬了 100 萬次比賽的變化分析，計(jì)算出每個(gè)球隊(duì)的晉級(jí)概率。

下圖顯示了高盛如何看待世界杯比賽進(jìn)程。每個(gè)國家旁邊的數(shù)字代表該球隊(duì)是否能超過對手，并利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行比賽迭代。

這屆世界杯冠軍是誰？來看看AI預(yù)測的結(jié)果