德國(guó)AI預(yù)測(cè)世界杯：奪冠概率最的高竟然不是德國(guó)

俄羅斯四世界杯終于要開(kāi)幕了，又到了喜聞樂(lè)見(jiàn)的預(yù)測(cè)環(huán)節(jié)，德國(guó)AI的冠軍預(yù)測(cè)結(jié)果竟然是西班牙。其他媒體、機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)大都是德國(guó)或是巴西。

作為慣例式的娛樂(lè)節(jié)目，從電視臺(tái)到營(yíng)銷(xiāo)機(jī)構(gòu)，從博彩公司到普通球迷，都開(kāi)始了四年一度的冠軍預(yù)測(cè)……

預(yù)測(cè)這種事兒吧，一半靠分析，另一半基本靠運(yùn)氣。這也是為什么博彩業(yè)成百上千名分析師拿著各種數(shù)據(jù)絞盡腦汁最后得來(lái)的賠率和預(yù)測(cè)結(jié)果，還不如章魚(yú)保羅準(zhǔn)……

當(dāng)一個(gè)行業(yè)沒(méi)什么進(jìn)步的時(shí)候，總會(huì)有人來(lái)顛覆它。近年來(lái)人工智能技術(shù)發(fā)展迅猛，在統(tǒng)治了圖像識(shí)別、語(yǔ)音分析、自動(dòng)駕駛等熱門(mén)領(lǐng)域之后，也開(kāi)始挑戰(zhàn)世界杯比賽結(jié)果預(yù)測(cè)這門(mén)行當(dāng)了。

在 2018 年世界杯開(kāi)幕之際，全球多家權(quán)威機(jī)構(gòu)都發(fā)布了他們的預(yù)測(cè)結(jié)果。一個(gè)很大的亮點(diǎn)是，有不少機(jī)構(gòu)都采用了機(jī)器學(xué)習(xí)的途徑來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)。然而更有趣之處在于：不同機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)結(jié)果竟然完全不同……

1）德國(guó)人：西班牙是冠軍

嚴(yán)謹(jǐn)誠(chéng)實(shí)的德國(guó)人，今年做出了一個(gè)非常誠(chéng)實(shí)的判斷……

具體來(lái)說(shuō)，按照今年抽簽的分組結(jié)果，從小組賽的階段開(kāi)始預(yù)測(cè)，在所有的三十二支球隊(duì)中，西班牙最終奪得冠軍的勝算最大，約為 17.8%，高于德國(guó)的 17.1% 和巴西的 12.3%。

　　做出這個(gè)預(yù)測(cè)的是德國(guó)多特蒙德工業(yè)大學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)系的助理教授，Anreas Groll 所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)。他們是怎么算出這個(gè)結(jié)果的呢?

其實(shí)他們采用的是一種近幾年來(lái)在機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域開(kāi)始受歡迎的統(tǒng)計(jì)方法：隨機(jī)決策森林 （random decision forests），簡(jiǎn)稱(chēng)隨機(jī)森林。

Groll 教授介紹，隨機(jī)森林是一種融合了統(tǒng)計(jì)學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)的方法。它常被人拿來(lái)和決策樹(shù)，另一種更為人所熟知的統(tǒng)計(jì)方法比較。

決策樹(shù)和隨機(jī)森林的區(qū)別很好理解。就拿世界杯正賽來(lái)說(shuō)，一支球隊(duì)最終奪冠的幾率并不是瞎猜出來(lái)的。大家都知道，球隊(duì)奪冠的路徑是從每組四支球隊(duì)的小組賽前兩名出線，然后經(jīng)歷八分之一決賽、四分之一決賽、半決賽、總決賽才能奪冠。

如果你找一個(gè)常見(jiàn)的決策樹(shù)系統(tǒng)來(lái)判斷，它在 32 進(jìn) 16、16 進(jìn) 8、8 進(jìn) 4、4 進(jìn) 2 和決賽的每個(gè)階段都進(jìn)行大量的計(jì)算，最后可能得到一個(gè)十分怪異的結(jié)果，比如中國(guó)隊(duì)奪冠之類(lèi)的……

因?yàn)樗诋?dāng)前階段做出的決策，都高度依賴(lài)上一階段的決策。這就好比一棵樹(shù)，如果從根部就長(zhǎng)歪了，再怎么往上長(zhǎng)，也只能是在歪的上面不斷進(jìn)行修正，還有可能更歪，最后長(zhǎng)成一棵扭曲的，現(xiàn)實(shí)中根本不可能存在的樹(shù)……

至于隨機(jī)森林，名字已經(jīng)很直白了：簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，隨機(jī)森林就是一座由很多決策樹(shù)所聚集而成的森林，然后用所有決策樹(shù)的結(jié)果進(jìn)行投票，得出一個(gè)多數(shù)的、近似于平均的結(jié)果。

　　要構(gòu)建這個(gè)森林，首先 Groll 教授團(tuán)隊(duì)需要訓(xùn)練決策樹(shù)，修剪好“枝杈”，不讓沒(méi)用的枝杈影響樹(shù)的生長(zhǎng)。這些枝杈就是參數(shù)，大量的經(jīng)濟(jì)、體育、地緣參數(shù)，比如國(guó)家人均 GDP、國(guó)際足聯(lián)排名、國(guó)家來(lái)自哪個(gè)大洲、博彩公司給出的賠率，甚至精細(xì)到球員人數(shù)、平均年齡、頂級(jí)聯(lián)賽球員比例和教練的工齡等等……

在不斷訓(xùn)練的過(guò)程中，沒(méi)用的參數(shù)就被排除出去了，就像被剪掉的枝杈。這個(gè)過(guò)程培育出了一座有很多樹(shù)，每棵樹(shù)都不是太枝繁葉茂的森林。團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這樣得到的結(jié)果應(yīng)該是比較準(zhǔn)確的。最后，這個(gè)森林根據(jù)模擬出每場(chǎng)比賽的進(jìn)球數(shù)來(lái)判定球隊(duì)輸贏。

采用隨機(jī)森林的方法，還有另外一個(gè)效果，那就是在不同階段，根據(jù)不同的結(jié)果重新預(yù)測(cè)和修改結(jié)果。前面提到，“西班牙是冠軍”的預(yù)測(cè)是在小組賽還未開(kāi)始階段得到的。團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了十萬(wàn)次模擬，發(fā)現(xiàn)如果德國(guó)隊(duì)和西班牙隊(duì)都能突圍四分之一決賽，之后的預(yù)測(cè)顯示雙方勝率基本相等了。

你可以在上面這個(gè)鏈接看到 Groll 教授團(tuán)隊(duì)的論文。如果仔細(xì)讀了，你會(huì)發(fā)現(xiàn)預(yù)測(cè)結(jié)果有很多矛盾沖突的地方，比如前面說(shuō)德國(guó)衛(wèi)冕概率僅次于西班牙奪冠，后面又說(shuō)德國(guó)突圍四分之一決賽的概率是十萬(wàn)分之一;再比如西班牙和德國(guó)的勝率都 >17%，而總決賽陣容概率最高的卻是巴西對(duì)德國(guó)，而且居然是德國(guó)高。

論文也沒(méi)有解釋這些矛盾都是怎么來(lái)的（也可能是硅星人讀的不夠仔細(xì)?）不過(guò)球迷大可不必懊惱，因?yàn)轭A(yù)測(cè)本身就是概率的游戲，真實(shí)情況在一定程度上體現(xiàn)概率的作用，同時(shí)總會(huì)有概率無(wú)法涉及到的情況出現(xiàn)（比如西班牙昨天突然換帥開(kāi)掉了洛佩特吉，而這又會(huì)怎樣影響勝率呢?）

對(duì)于 Groll 老師的預(yù)測(cè)，就跟博彩公司和體育臺(tái)的預(yù)測(cè)一樣，大家看一看，樂(lè)一樂(lè)，罵一罵就行了，大可不必當(dāng)真。

2）高盛：西班牙阿根廷低迷，巴西將奪冠雪恥

世界頂尖的投行高盛 （Goldman Sachs） 的經(jīng)濟(jì)學(xué)家其實(shí)很無(wú)聊，所以他們每屆世界杯都會(huì)出來(lái)發(fā)布一份《世界杯和經(jīng)濟(jì)報(bào)告》，順便預(yù)測(cè)一下今年奪冠形勢(shì)。

高盛在小組賽階段預(yù)測(cè)的結(jié)果顯示：巴西最終奪冠的幾率為 18.5%，高于法國(guó) 11.3% 和德國(guó) 10.7%;西班牙和阿根廷表現(xiàn)低迷在四分之一決賽被淘汰;德國(guó)和巴西將分別在半決賽中擊敗葡萄牙和法國(guó)晉級(jí);

　　你可能會(huì)記得加里·萊因克爾的語(yǔ)錄“足球就是一種由英國(guó)人發(fā)明，經(jīng)過(guò)場(chǎng)上22個(gè)人激烈拼搶?zhuān)鄳?zhàn)90分鐘后，最后由德國(guó)人獲勝的運(yùn)動(dòng)！”然而這次它將無(wú)法應(yīng)驗(yàn)：高盛預(yù)測(cè)巴西將在決賽擊敗德國(guó)一雪前恥，勇奪大力神杯：

高盛用的同樣是隨機(jī)森林模型，只是用了更少的參數(shù)，嚴(yán)格限制在球隊(duì)和個(gè)人級(jí)別的指標(biāo)上，基本上做了一個(gè)高級(jí)版的《足球經(jīng)理》游戲系統(tǒng)。

最后只有五個(gè)主要指標(biāo)或者變量，相關(guān)性從高到低：球隊(duì)評(píng)級(jí)、球員評(píng)級(jí)、球隊(duì)近期表現(xiàn)、對(duì)手近期表現(xiàn)和球隊(duì)近期進(jìn)球勢(shì)頭。

憑什么說(shuō)西班牙和阿根廷表現(xiàn)低迷?做了 20 萬(wàn)次模擬（比多特蒙德工業(yè)大學(xué)多了一倍）之后，高盛經(jīng)濟(jì)學(xué)家認(rèn)為抽簽導(dǎo)致西班牙和阿根廷在小組賽、淘汰賽就被迫面對(duì)強(qiáng)敵，而前面提到的五個(gè)指標(biāo)打分，這兩隊(duì)在面對(duì)巴西和法國(guó)時(shí)表現(xiàn)不會(huì)太好。

下圖為 2014 和 2018 年高盛給各隊(duì)的打分：

　　今年，高盛認(rèn)為得分最高的和去年一樣，是巴西隊(duì)。

然而高盛過(guò)去幾年的預(yù)測(cè)其實(shí)都挺歪的：比如 2010 年預(yù)測(cè)總決賽巴西對(duì)德國(guó)，結(jié)果奪冠的是西班牙;2014 年又說(shuō)巴西會(huì)奪冠，而且概率高達(dá) 48.5%——哪想到巴西在半決賽被德國(guó) 7：1 血洗……

不知道今年的預(yù)測(cè)，會(huì)不會(huì)又是一口毒奶啊。

3）藝電：德國(guó)衛(wèi)冕失敗，點(diǎn)球大戰(zhàn)法國(guó)一球險(xiǎn)勝

藝電 （Electronic Arts） 旗下?lián)碛羞\(yùn)動(dòng)類(lèi)游戲大廠 EA Sports。你可能不知道的是，這家備受游戲迷喜愛(ài)的廠牌，同時(shí)也是頂級(jí)比賽結(jié)果預(yù)測(cè)最準(zhǔn)的機(jī)構(gòu)……

在過(guò)去的 14 場(chǎng)美國(guó)職業(yè)橄欖球“超級(jí)碗”比賽里，EA Sports 正確預(yù)測(cè)了 9 場(chǎng)的結(jié)果;說(shuō)回世界杯，四年前，在一大票看好巴西隊(duì)的預(yù)測(cè)結(jié)果里，EA Sports 特立獨(dú)行地選擇了德國(guó)。

上個(gè)月，EA Sports 宣布了 2018 年世界杯的預(yù)測(cè)結(jié)果。今年，它選擇了法國(guó)作為冠軍，并且解釋了每一階段的預(yù)測(cè)過(guò)程，你可以通過(guò)這個(gè)鏈接詳細(xì)查看：

https：//www.easports.com/fifa/news/2018/ea-sports-predicts-world-cup-fifa-18

EA Sports 估計(jì)，巴西將在四分之一階段被比利時(shí)送回老家，無(wú)緣復(fù)仇雪恥;法國(guó)和德國(guó)將分別擊敗烏拉圭和哥倫比亞;西班牙也將以 1：0 擊敗克羅地亞晉級(jí)四強(qiáng);到了全歐洲陣容的半決賽階段，法國(guó)將 2：1 擊敗比利時(shí)，德國(guó) 3：1 擊敗西班牙。

　　最后的決賽，EA Sports 預(yù)測(cè)，德國(guó)和法國(guó)的對(duì)決將會(huì)十分精彩：高盧雄雞拖住了德國(guó)戰(zhàn)車(chē)的節(jié)奏，雙方在 90 分鐘內(nèi)戰(zhàn)得難解難分，1：1 的比分將一直延續(xù)到加時(shí)賽結(jié)束，直到運(yùn)氣將取代實(shí)力的地位，決定這場(chǎng)大戰(zhàn)的結(jié)果。最終，法國(guó)點(diǎn)球大戰(zhàn) 4：3 終結(jié)德國(guó)的衛(wèi)冕之旅。

EA Sports 的預(yù)測(cè)機(jī)制跟前面兩家還是很不同的：它就是把最新的 2018 年世界杯各隊(duì)數(shù)據(jù)資料更新到了《FIFA 18》游戲里，然后跑了一個(gè)結(jié)果出來(lái)。

這個(gè)預(yù)測(cè)機(jī)制到底是什么樣的，EA Sports 并沒(méi)有公開(kāi)。上個(gè)月，《FIFA 18》游戲加入了 2018 年世界杯模塊，有游戲的玩家可以自己更新一下數(shù)據(jù)，看看會(huì)出什么結(jié)果;沒(méi)有游戲的朋友，可以去 EA Sports 的網(wǎng)站，上面有一個(gè)預(yù)測(cè)模擬器，可以查看官方在小組賽、淘汰賽等每一個(gè)階段的預(yù)測(cè)結(jié)果。

　　4）其他預(yù)測(cè)

看完了 AI 預(yù)測(cè)，也來(lái)看看電視臺(tái)、投行和博彩公司等傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)結(jié)果吧。

ESPN 多數(shù)專(zhuān)家（下同）：巴西

FOX Sports：巴西

BBC：德國(guó)

央視體育：巴西

瑞銀 UBS：德國(guó)

大部分博彩公司：巴西

你心目中的奪冠球隊(duì)是哪支或者哪幾支呢?歡迎在下面的評(píng)論和投票里告訴我們。