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科学で迫る勝敗の法則(電気学会・SICE若手セミナー講演 2024年12月) / The pr...

konakalab
December 17, 2024

科学で迫る勝敗の法則(電気学会・SICE若手セミナー講演 2024年12月) / The principle of victory discovered by science (Lecture for young academists in IEEJ-SICE))

計測自動制御学会中部支部「電機計測制御技術ワーキングセミナー」
電気学会東海支部「次世代パワーエレクトロニクス」若手セミナー
合同講演会において講演したスライドです(講演時間:90分)

主に大学院生向けということで,後半の業績紹介が少し多めになっています.

URL: https://www.iee.jp/tokai/20241217wakate/

konakalab

December 17, 2024
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Transcript

  1. 今日の概要 講演内容 スポーツとデータ 野球での成功:マネーボールと データ革命 サッカーでの挑戦:データ分析の フロンティア バスケットボール:ルールが生み 出す行動 研究事例紹介

    この講演での「データ」の内容 スコアブック,位置や速度の計測 データ (生理学/医学/解剖学的な知見→ 私の専門外) 2024/12 2024/12 若手セミナー 7
  2. ビル・ジェームズとセイバーメトリクス ビル・ジェームズ 野球の統計データ取得 データに基づく分析 1970年代に「セイバーメトリクス」の確 立に寄与 (SABRMetrics, SABR=Society for American

    Baseball Research) 提唱当初はあまり注目されず. 2024/12 2024/12 若手セミナー 9 Colette Morton and Dan Holden - DSCF0551, CC 表示-継承 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=16358673による
  3. 「セイバーメトリクス」とは何か? 野球における評価を統計に基づき行 う 「勝利にいかに貢献できたのか?」を 客観的に評価する 「伝統的」な指標の一部は勝利数と の関係が弱い or 選手個人の能力を 表さない!

    打点,盗塁,得点圏打率,勝利数,防 御率,… 「野球で勝つためには?」 ホームランをたくさん打つ!→△ 打者3人がアウトになるまでにいかに 多くの塁を獲得できるか?→◎ 2024/12 2024/12 若手セミナー 10
  4. 「セイバーメトリクス」とは何か? 野球における評価を統計に基づき行 う 「勝利にいかに貢献できたのか?」を 客観的に評価する 「伝統的」な指標の一部は勝利数と の関係が弱い or 選手個人の能力を 表さない!

    打点,盗塁,得点圏打率,勝利数,防 御率,… 「野球で勝つためには?」 ホームランをたくさん打つ!→△ 打者3人がアウトになるまでにいかに 多くの塁を獲得できるか?→◎ アウトにならない確率=出塁率◎ 打席当たりの獲得塁数=長打率◎ 出塁率+長打率=◎◎ OPS (On-base Plus Slugging) 2024/12 2024/12 若手セミナー 11
  5. 「マネー・ボール」 スカウト:勘と経験→勝利に貢献する 統計データに基づく 重要な指標:出塁率,奪三振率,与四 球率, OPS 「お買い得」な選手を集める 2024/12 2024/12 若手セミナー

    13 Leaders Event from London, United Kingdom - Billy Beane - General Manager Oakland A'sUploaded by Muboshgu, CC 表示 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=20513220による 本人 (スコアブックの粒度で) 野球の本質に迫る 適切な個人評価指標
  6. 物理計測が明らかにする野球の真理 2024/12 2024/12 若手セミナー 17 How MLB Pitch Tracking Works:

    Behind Baseball’s Complex System - Sports Illustrated Statcast Exit Velocity & Launch Angle Breakdown | baseballsavant.com (mlb.com)
  7. データに基づく野球の現在 「勝利数」に換算される評価の客観化 WAR (Wins above replacement) リーグの標準的控え選手と交代したときに何勝 増やすことができるか MLB Wins

    Above Replacement - WAR - Major League Baseball – ESPN 勝利に貢献できる最適なプレイの発見→それを 実現できる身体的素質が限定されつつある 反射的・画一的となる懸念 イチロー選手の引退会見 【ノーカット】イチロー現役引退 都内で記者会 見 (youtube.com) “2001年にアメリカに来てから、19年の野球は 全く違う野球になりました。頭を使わなくてもで きる野球になりつつあるような。” 「誰」が頭を使わない/使っているのか? 2024/12 2024/12 若手セミナー 20
  8. まとめ(1) 野球におけるデータ活用 スコアブックデータの活用 セイバーメトリクス マネーボール 物理計測システムの発達 トレーニング・戦略へ反映 バレル,ピッチトンネル,守備シフト,フ レーミング… 最適解への収束への懸念

    「考える」余地は残っているのか? 2024/12 2024/12 若手セミナー 21 1970~ • スコアブックからの知識発見 • セイバーメトリクス 1995~ • セイバーメトリクスの“発見” • マネー・ボール 2010~ • 物理計測(statcast) • 時空間系列データを活用
  9. サッカーとデータ:計測技術との戦い サッカー:データ測定を妨げる競技特性 広いピッチ:105 x 68[m]  バレーボール:18 x 9 [m]

     補:映像・データ分析が早くから発達.業界標準の分析ソフトあり.  テニス(ダブルス):23.77 x 10.97 [m]  バスケットボール:28 x 15 [m] 高い位置(=スタンド)に測定機器が必要 入り乱れる22名の選手 明確に区切られないプレー  攻撃/守備=ボール保持/非保持 物理計測以前に,野球のスコアブックに相当するデータ すら不十分 2024/12 2024/12 若手セミナー 24 soccer basketball tennis volleyball
  10. 勝敗シミュレータ しくみ チームの平均得失点を入力 ポアソン分布に従い得失点の確率を計算する 勝ち・引き分け・負けの確率を計算 勝利確率:1-0, 2-0, 2-1, 3-0, 3-1,

    3-2, …のすべ ての確率を計算して足す 得失点は独立と仮定 2024/12 2024/12 若手セミナー 29 シミュレータのリンクです (スマホでも遊べます)
  11. 限られたデータからの予測 レーティング 例:各国代表チームの実力評価 得失点などの公式記録 選手の市場価値・所属クラブなど 1分ごとに勝利確率を計算 FiveThirtyEight, 2022 World Cup

    Predictions 538: アメリカ大統領選挙の選挙人の総数 選挙結果の統計予測で有名なサイト スポーツデータも扱っていた  Founder: Nate Silver 2024/12 2024/12 若手セミナー 31
  12. 計測技術の後押し 野球 サッカー 2024/12 2024/12 若手セミナー 32 1970~ • スコアブックからの知識発見

    • セイバーメトリクス 1995~ • セイバーメトリクスの“発見” • マネー・ボール 2010~ • 物理計測(statcast) • 時空間系列データを活用 1970~ • 古典的・限定的な成果 • ポアソン分布 1995~ • 限られたスタッツ • コンピュータと統計学 2010~ • 物理計測 • 時空間系列データを活用
  13. 計測技術の発達/サッカー市場の拡大 トラッキングデータ OptaPro data collection Opta(スポーツデータを扱う企業)のデータ取得 の様子(2018年) Tracking - How

    the Bundesliga Stats are Collected Bundesligaでのデータ取得システム紹介. The Future of Football - New Technology in the Bundesliga 画像認識での姿勢取得,など 市場拡大 「ファイナンシャル・フェアプレー(FFP)」 4つのキーワードで読み解くFFPの仕組み 「PE ファンド」や 「ヘッジファンド」が参入! サッ カークラブ買収の 新たなトレンド (私自身財務は素人でよくわかっていません が) 安定した投資先となるための規制が有 効に→投資の活性化・市場拡大 2024/12 2024/12 若手セミナー 33
  14. 計測技術とデータ蓄積の果実: ゴール期待値 「ゴール期待値」 Bundesliga Match Facts powered by AWS: xGoals

    シュートの「位置」「状況」ごとの成功確率を 大量のシュートデータから生成 Premier League: 'Expected goals' tells us whether a player really should have scored 2024/12 2024/12 若手セミナー 34 公開データを活用 インタラクティブ版 簡易版ゴール期待値 (simplified expected goals, sxG) A public data set of spatio-temporal match events in soccer competitions
  15. サッカーにおけるデータ分析の 最前線 ボロノイ図とフォーメーション評価 Geometry of football (Voronoi) ボロノイ図:点(選手)からの距離が等しくなる 境界線を描いた図 2024/12

    2024/12 若手セミナー 35 VAEP(VALUING ACTIONS BY ESTIMATING PROBABILITIES) すべてのプレイ(パス,ドリブル,…)がどれだ け得点確率を上げたかを統計的に算出
  16. AI(人工知能)に触発されるスポーツ分析 ゲームAIに触発されるデータ分析 VAEP←囲碁AI 「強化学習」 得点から逆算して手前の状況の評価値を算出 ちょっとした未来予測 コンピュータ内のサッカーシミュレータで多量の 試合を行う→最適戦略を導出 Google Research

    Football with Manchester City F.C. 物理学者を採用するサッカークラブ 新指標の開発から分析作業の自動化まで。 ドイツ代表復権のカギを握る“AI研究” リバプールはデータで「プレーの質」を問う。 南野らを評価する新指標「EPV」 物理学者など,動的システム理論,統計学, コンピュータプログラミングを理解する人材の 登用 サッカー版「セイバーメトリクス」の時代 2024/12 2024/12 若手セミナー 38
  17. NBA最多得点記録 2024/12 2024/12 若手セミナー 45 得 点 順 位 フリー

    スロー 2ポイント 3ポイント チェンバレン 100 1 28 36 ブライアント 81 2 18 21 7 ジョーダン 69 16 21 21 2 Q:この欄の意味するところは?
  18. NBA最多得点記録 2024/12 2024/12 若手セミナー 46 得 点 順 位 フリー

    スロー 2ポイント 3ポイント チェンバレン 100 1 28 36 ブライアント 81 2 18 21 7 ジョーダン 69 16 21 21 2 Q:この欄の意味するところは? A:3ポイントのルールが無かった 疑惑の判定で旧ソ連がアメリカを下す (olympics.com) ミュンヘン五輪(1972)
  19. NBA最多得点記録 2024/12 2024/12 若手セミナー 47 得 点 順 位 フリー

    スロー 2ポイント 3ポイント チェンバレン 100 1 28 36 ブライアント 81 2 18 21 7 ジョーダン 69 16 21 21 2 Q:この欄の意味するところは? A:3ポイントのルールが無かった This Day in History: Chris Ford made the first 3-point basket in NBA History (Oct 12, 1979) | NBA.com
  20. ホーバス・ジャパン (男子日本代表) Tom Hovaase 2017-2021 女子代表監督 2021 東京五輪銀メダル🥈🥈 2021- 男子代表監督

    2023 パリ五輪出場権獲得 2024/12 2024/12 若手セミナー 52 3ポイントシュートの割合
  21. ホーバス・ジャパン (男子日本代表) Tom Hovaase 2017-2021 女子代表監督 2021 東京五輪銀メダル🥈🥈 2021- 男子代表監督

    2023 パリ五輪出場権獲得 2024/12 2024/12 若手セミナー 53 3ポイントシュートの割合 3ポイントを多用する 現代的な戦略&選手起用
  22. 小中研究室の研究成果 研究方針 学生が興味ある競技 着眼点>理論の難しさ・複雑さ ここを助言するのが教員の役割 統計的な評価 プレイをしない・チームを持っていない 「制度そのもの」への批評精神 対象競技(順不同) 野球

    サッカー バスケットボール バレーボール ビーチバレー ラグビー バドミントン テニス ソフトテニス 日本拳法 弓道 eスポーツ ハンドボール 卓球 2024/12 2024/12 若手セミナー 62
  23. 大会形式への批判 Jリーグ J1リーグ・2ステージ制(2015, 16) 導入目的:ポストシーズン導入 問題点:年間勝ち点上位とステージ 優勝の並立 年間最多勝ち点→ノータイトル ステージ優勝→公式タイトル 泉,小中[2016]

    J1リーグの実力分布を数理モデル化 勝ち点分布をシミュレーション 2ステージ制は「ステージ優勝チーム が敗者復活の権利を持つ制度」と結 論. 2024/12 2024/12 若手セミナー 63 泉武志, 小中英嗣. J1 リーグ2 ステージ+ ポストシーズン制度の統計 的分析. 日本オペレーションズ・リサーチ学会論文誌, Vol. 59, pp. 21–37, 2016.
  24. 公式ランキングへの批判 小中(2017) バレーボールの公式ランキングの予測性能 の低さを指摘 特定国有利の構造 それが原因で敗退行為を引き起こした可能 性があったことも指摘 オリンピック 最終予選の設計がまずかった バレーボールの公式ランキング

    2020年改正 ポイント交換方式 最終予選などもランキングを活用した明確か つ矛盾の少ない形式に 2024/12 2024/12 若手セミナー 64 小中英嗣. バレーボール各国代表チームのレーティング手法の提案 および結果予測・大会形式評価への応用. 統計数理, Vol. 65, No. 2, pp. 251–269, 2017.
  25. 2024/12 2024/12 若手セミナー 65 世界ランキングは算出方法に よっては当てにならない(実力を 反映していない)  特にバレーボールは「特定の 国」が「特定の世界大会」に「開

    催国として優先的に出場」してい る⇒露骨に下駄がはかされてい る ◦ 2016年当時 ヨーロッパは実力が近い チーム間でもランキングポ イント差が大きい 下位国は実力差があるのに ランキングポイントが同じ
  26. 良いランキングの(ほぼ)定番 ランキングの「良さ」? 試合結果を適切に予測できる 実力の近さ・遠さを定量化している 大会の順位やその積み上げ法は△ 参加基準の影響が大きくなってしまう 例:バレーボール,日本 定番ランキング方式 イロ・レーティング(Elo rating)

    チェス(1970年代) オンラインゲームのマッチング 試合ごとに予測と更新 レーティング差⇔予測勝率 予測勝率と結果の差→レーティング値を更新 ラグビー,サッカー,バレーボール,… サッカー男子:2018年 バレーバール:2020年 2024/12 2024/12 若手セミナー 69
  27. 横綱とは何か? 横綱昇進条件 横綱≠ランキング1位 空位・複数人がある 昇進条件が実力を正しく測定 できていないことを指摘 例:稀勢の里関 2024/12 2024/12 若手セミナー

    70 小中英嗣. 大相撲における力士の実力の定量的評価指標の提案. 電子情報通 信学会論文誌A, Vol.J103-A, No. 2, pp. 55–65, 2020.
  28. 横綱とは何か? 横綱昇進条件 横綱≠ランキング1位 空位・複数人がある 昇進条件が実力を正しく測定 できていないことを指摘 例:稀勢の里関 2024/12 2024/12 若手セミナー

    71 大関・稀勢の里関は2年にわたって 横綱と同等の実力を保っていた 小中英嗣. 大相撲における力士の実力の定量的評価指標の提案. 電子情報通 信学会論文誌A, Vol.J103-A, No. 2, pp. 55–65, 2020.
  29. 番付は意外と 性能が良い 場所単位. おおむね公式番付よりも提案 手法(過去1年間の結果を定量 化)の方が予測精度が良い. とはいえ,公式番付にもある 種の合理性がある. Eloレーティングと類似 2024/12

    2024/12 若手セミナー 72 小中英嗣. 大相撲における力士の実力の定量的評価指標の提案. 電子情報通 信学会論文誌A, Vol.J103-A, No. 2, pp. 55–65, 2020.
  30. Bリーグは魅力的(になった)か? 2024/12 2024/12 若手セミナー 73 様々なリーグの実力格差を定 量的に評価 得失点比に基づく 実力が近い→接戦が多い→魅 力の一つ

    Bリーグ開幕前後 NBL, bj→B1, B2 小中英嗣. 統計的レーティング手法に 基づくB リーグの制度設計に関する考 察. バスケットボール研究, No. 3, pp. 53–66, 2017.
  31. Bリーグは魅力的(になった)か? 2024/12 2024/12 若手セミナー 74 様々なリーグの実力格差を定 量的に評価 得失点比に基づく 実力が近い→接戦が多い→魅 力の一つ

    Bリーグ開幕前後 NBL, bj→B1, B2 小中英嗣. 統計的レーティング手法に 基づくB リーグの制度設計に関する考 察. バスケットボール研究, No. 3, pp. 53–66, 2017. B1リーグの実力格差 NBAの実力格差
  32. Bリーグは魅力的(になった)か? 2024/12 2024/12 若手セミナー 75 様々なリーグの実力格差を定 量的に評価 得失点比に基づく 実力が近い→接戦が多い→魅 力の一つ

    Bリーグ開幕前後 NBL, bj→B1, B2 小中英嗣. 統計的レーティング手法に 基づくB リーグの制度設計に関する考 察. バスケットボール研究, No. 3, pp. 53–66, 2017. B1リーグの実力格差 Bリーグ以前の実力格差
  33. Bリーグは魅力的(になった)か? 2024/12 2024/12 若手セミナー 76 様々なリーグの実力格差を定 量的に評価 得失点比に基づく 実力が近い→接戦が多い→魅 力の一つ

    Bリーグ開幕前後 NBL, bj→B1, B2 小中英嗣. 統計的レーティング手法に 基づくB リーグの制度設計に関する考 察. バスケットボール研究, No. 3, pp. 53–66, 2017. B1リーグの実力格差 Bリーグ以前の実力格差 Bリーグへのリーグ再編により 実力格差を縮小 (適切なカテゴリ分配)