Tooor - oder nicht

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Fußball gehört zu den Dingen, die die Welt nicht unbedingt braucht. Doch der Stellenwert des Spiels mit dem Runden, das ins Eckige soll, ist enorm: Nach Zahlen des Weltverbandes FIFA waren im Jahr 2006 rund 270 Millionen Menschen (gut 4 Prozent der Weltbevölkerung) aktiv mit dem Fußball verbunden. Die Vereinten Nationen zählen 192 Staaten als Mitglieder - der FIFA gehören 207 Länder und autonome Regionen an. Die wirtschaftliche Kraft des Fußballs mit seinen Milliarden Zuschauern übertrifft das Geschäft mit Personal Computern um ein Vielfaches.

Aber der Vorteil einfacher Grundregeln („Ein Tor ist gültig erzielt, wenn der Ball die Torlinie zwischen den Torpfosten und unterhalb der Querlatte vollständig überquert hat“) kann auch zum Problem werden, vor allem, wenn es um viel Geld geht: Ein gegebenes (Wembley lässt grüßen) oder nicht gegebenes Tor kann einem Verein, der an internationalen Wettbewerben wie der UEFA Champions League teilnimmt, zweistellige Millionensummen einbringen - oder eben nicht. TV-Sender verlieren Zuschauer und damit Werbeeinnahmen, scheidet eine populäre Mannschaft aus.

Das für die Überwachung und Änderungen der weltweiten Spielregeln zuständige International Football Association Board (IFAB) sucht deshalb schon seit Jahren nach technischen Möglichkeiten, um Fehlentscheidungen der Schiedsrichter bei der An- oder Aberkennung von Toren zu verhindern. Entwickelt wurde zunächst ein komplexes System bestehend aus Mikrochip-Ball, mehreren Funkantennen zur Abdeckung kompletter Spielfelder sowie einer 3D-Tracking-Software. Signale eines im 2,4 GHz-ISM-Band (Industrial-Scientific-Medical) sendenden Funkmoduls sollten bis zu zweitausend Mal pro Sekunde analysiert werden, um die Position des Balles auf und über dem Rasen kontinuierlich zu bestimmen.

Präzisionsproblem

Bei der U-17-Weltmeisterschaft in Peru im Jahr 2005 wurde das rund 200 000 Euro teure System, an dem der Sportartikel-Hersteller Adidas, der Karlsbader Lokalisierungs-Spezialist Cairos Technologies und das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen (IIS) mitgearbeitet hatten, zum ersten Mal unter Wettbewerbsbedingungen getestet - und enttäuschte: Von der angeblichen Präzision im Millimeterbereich war das System weit entfernt. Zudem quittierte das in einer Schaumstoffhöhle im Ballinneren untergebrachte Funkmodul die Tritte der Kicker immer wieder mit Fehlfunktionen. Hinzu kam, dass es wochenlanger Vorbereitungen bedurfte, um das System zu installieren und zu kalibrieren.

Kurzum: Die IFAB-Funktionäre lehnten die Einführung eines Tracking-Systems auf Grundlage der Funklokalisierung ab - und das Fraunhofer-Institut zog sich aus der Entwicklung zurück. Am Ball blieben jedoch Cairos und Adidas. Während die Herzogenauracher in der Folgezeit vor allem an einer robusten Befestigung für die 15 bis 20 Gramm schwere Hardware im runden Leder tüftelten, konzentrierte Cairos sich nicht mehr auf das ganze Spielfeld, sondern nur noch auf den kritischen Torlinien-Bereich. Und statt auf moderne 3D-Tracking-Technologien zu setzen, besann man sich auf Jahrhunderte alte Erkenntnisse der Elektrodynamik.

Rasen-Säge

Das Ergebnis der gemeinsamen Bemühungen wurde jüngst bei der im Dezember in Japan ausgetragenen FIFA Klub-Weltmeisterschaft 2007 vorgestellt. Zum Einsatz kamen dort der Mikrochip-Ball „Teamgei2t“ und die neue Goal Line Technology (GLT), bei der zur Positionsbestimmung des Balles die Feldstärken und -richtungen künstlich erzeugter Magnetfelder gemessen werden. Zur Erzeugung der unterschiedlich starken statischen Magnetfelder greift Cairos zur Rasen-Säge und öffnet jeweils entlang der 16-Meter-Strafraumlinie einen 5 bis 6 Millimeter breiten und 15 bis 25 Zentimeter tiefen Spalt. In diesen Spalt wird ein etwa zwei Millimeter dicker Spulendraht mit Steckverbindung eingelassen, durch den später Strom fließt. Ein zweiter Draht wird auf ähnliche Weise in genau definiertem Abstand zur Torlinie hinter den Torkästen verlegt, ein dritter um Pfosten und Latte gezogen.

Der „Teamgei2t“-Fußball enthält eine kugelförmige Hardware-Box aus Kunststoff, die von zwölf an der Innenseite der Blase befestigten Doppel-Schnüren gehalten wird. Pumpt man den Ball auf, spannen sich die Schnüre und positionieren die Box mittig. Erschütterungen, die durch hohe Druckbelastungen von außen entstehen, lassen sich dadurch weitgehend kompensieren. Zur Mikrochip-Einheit gehören dreidimensionale Magnetfeldsensoren, ein kleines Funkmodul sowie zwei kleine Batterien für die Energieversorgung. Befindet sich ein solcher Ball nun in Tornähe, übermittelt das Funkmodul die von den Sensoren gemessenen Magnetfeldvektoren an einen am Spielfeldrand aufgestellten Cairos-Rechner, der unter Linux betrieben wird und die Daten auswertet.

Unternehmensangaben zufolge ist das System so ausgelegt, dass sich die vor und hinter dem Tor erzeugten Magnetfelder exakt an der Torlinie treffen. Der Zentralrechner soll auf Grundlage der Messwerte bis auf den Millimeter genau ermitteln können, ob ein Ball tatsächlich mit vollem Durchmesser die Linie überschritten hat. Dann wird eine (verschlüsselte) Meldung mit dem Inhalt „Tor“ an Spezial-Armbanduhren geschickt, die vom Schiedsrichter, den Linienrichtern sowie dem vierten Offiziellen getragen werden. Auch soll das neue System deutlich robuster gegenüber gewollter und ungewollter Beeinflussung sein als die frühere Version. „Von dem Peru-System ist bis auf die Tatsache, dass wir weiterhin im 2,4 GHz-ISM-Band funken, nichts übrig geblieben“, erläutert Cairos-Sprecher Oliver Braun.

Südafrika

Die FIFA bezeichnete die Tests in Japan bereits als vollen Erfolg, das System habe ohne den geringsten Mangel funktioniert. Allerdings sind solche Aussagen mit Vorsicht zu genießen. FIFA-Präsident Joseph Blatter hatte nach den Tests in Peru und mit Blick auf die WM in Deutschland auch schon einmal erklärt, er sei sich „zu hundert Prozent sicher, dass die Torlinien-Technologie bis dahin ausgereift ist“. Ob die elektronisch gestützte Torlinien-Überwachung durch Magnetfeldmessung bei der nächsten Weltmeisterschaft in Südafrika (2010) eingesetzt wird, hängt nun von der Entscheidung des IFAB ab, dessen Mitglieder im März erneut konferieren. (pmz)