Stammbaumberechnung trifft auf Fußball
Forscher der Computational Molecular Evolution (CME) Gruppe am HITS haben nun den Verlauf der Fußball-EM mit einem Algorithmus aus der Bioinformatik berechnet. Laut ihren Berechnungen stehen sich im Finale der Fußball-EM 2021 sehr wahrscheinlich Frankreich und England gegenüberstehen, wobei England eine etwas höhere Chance hat, Europameister zu werden. Die Prognose wurden von Alexandros Stamatakis, Forschungsgruppenleiter am Heidelberger Institut für Theoretische Studien (HITS) und Professor für High Performance Computing am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) angestellt.
„Die Berechnung von Turniersiegern ähnelt den Algorithmen zur Rekonstruktion von evolutionären Beziehungen zwischen verschiedenen Arten im Bereich der Phylogenetik“, erklärt der Informatiker. „Daher lassen sich Turnierverläufe mit ähnlichen Methoden wie Stammbäume berechnen.“ Die Phylogenetik beschäftigt sich der Erforschung von Abstammungen bei Lebewesen. Gemeinsam mit seinem Doktoranden Ben Bettisworth am HITS hat Alexandros Stamatakis das neue Software-Tool „Phylourny“ entwickelt, um den Verlauf der K.-o.-Phase von Turnieren zu prognostizieren, und seine Funktion anhand der Fußball-EM 2021 demonstriert.
„Wir haben dazu einen Algorithmus aus der Bioinformatik angepasst“, erläutert Bettisworth. „Unser Ansatz zeichnet sich dadurch aus, dass wir viele mögliche Turnierverläufe nicht mehr langwierig und mit gewissen Abweichungen von den exakten Werten simulieren müssen, sondern den Turnierverlauf effizient und exakt berechnen können – immer bei gegebenen Gewinnwahrscheinlichkeiten.“
Neben besseren und schnelleren Vorhersagen könnte die Arbeit der Bioinformatiker künftig auch die Entwicklung neuer Methoden zur Berechnung von Gewinnwahrscheinlichkeiten ermöglichen. Die Forscher stellen ihre Software als Open-Source-Code zur Verfügung.
Weitere Informationen: Phylourny: Predicting the Knock-out-phase of Tournaments via Phylogenetic Methods by example of the UEFA EURO 2020. https://cme.h-its.org/exelixis/pubs/phylourny.pdf
Über das HITS
Das HITS (Heidelberger Institut für Theoretische Studien) wurde 2010 von dem Physiker und SAP-Mitbegründer Klaus Tschira (1940-2015) und der Klaus Tschira Stiftung als privates, gemeinnütziges Forschungsinstitut gegründet. Es betreibt Grundlagenforschung in den Naturwissenschaften, der Mathematik und der Informatik. Zu den Hauptforschungsrichtungen zählen komplexe Simulationen auf verschiedenen Skalen, Datenwissenschaft und -analyse sowie die Entwicklung rechnergestützter Tools für die Forschung. Die Anwendungsfelder reichen von der Molekularbiologie bis zur Astrophysik. Ein wesentliches Merkmal des Instituts ist die Interdisziplinarität, die in zahlreichen gruppen- und disziplinübergreifenden Projekten umgesetzt wird. Die Grundfinanzierung des HITS wird von der Klaus Tschira Stiftung bereitgestellt.