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競技體育有了“AI教練”——“聚焦智能體育消費新業(yè)態(tài)”系列報道之四

來源：泰然健康網(wǎng) 時間：2024年11月27日 03:15

在競技體育領(lǐng)域，不論專業(yè)運動員還是愛好者都面臨著同樣的問題：訓(xùn)練過程難以量化，難從復(fù)盤中獲得提升。值得注意的是，智能技術(shù)以運動員訓(xùn)練中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過數(shù)據(jù)處理完成對運動員訓(xùn)練體系的覆蓋，并結(jié)合人工智能與數(shù)據(jù)模型給出合理的訓(xùn)練建議，已經(jīng)在越來越多的體育項目中得到應(yīng)用?！吨袊娮訄蟆酚浾邚墓I(yè)和信息化部、國家體育總局日前發(fā)布的智能體育典型案例名單中發(fā)現(xiàn)，得益于人工智能、超高清、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)的發(fā)展，動作捕捉、運動統(tǒng)計、運動方案定制與推薦、智能模擬訓(xùn)練等解決方案越來越多地應(yīng)用于體育訓(xùn)練、賽事分析之中，為中國體育事業(yè)可持續(xù)發(fā)展增添強勁動力。

視覺技術(shù)記錄訓(xùn)練過程

對運動員來說，能準(zhǔn)確了解自己每次訓(xùn)練或比賽的數(shù)據(jù)十分重要，這關(guān)乎對身體狀況的了解、對動作的把控，以及對下一次訓(xùn)練的迭代。而這些數(shù)據(jù)在以往的技術(shù)環(huán)境中很難獲取。如今，人工智能技術(shù)和視覺技術(shù)配合專業(yè)的訓(xùn)練知識，正在逐漸解決這一難題。

華中科技大學(xué)聯(lián)合中國地質(zhì)大學(xué)、湖北省體育局乒羽管理中心，共同推出了“AI+生命醫(yī)學(xué)技術(shù)”，助力運動普及與高水平競技。華中科技大學(xué)項目負(fù)責(zé)人夏天告訴《中國電子報》記者：“一方面，羽毛球運動技術(shù)細(xì)膩且復(fù)雜，在高水平競技場合中，還存在日常訓(xùn)練效果依賴教練員經(jīng)驗判斷，無法有效量化評估的問題，這使得教練難以針對不同運動員的個性化特點，精準(zhǔn)快速地制定或調(diào)整訓(xùn)練方案。另一方面，日常訓(xùn)練數(shù)據(jù)也未能跟蹤記錄，總結(jié)訓(xùn)練規(guī)律并構(gòu)建知識圖譜難上加難。”

因此，華中科技大學(xué)聯(lián)合其他兩所學(xué)校和機構(gòu)，通過使用AI與生命醫(yī)學(xué)技術(shù)（即多譜光學(xué)設(shè)備、立體成像設(shè)備、生物體征設(shè)備在內(nèi)的多源觀測手段），獲得更加具體的運動員三維人體骨架，并進一步推算出三維人體姿態(tài)估計結(jié)果。借助三維運動模型，使運動過程中的實際物理值——運動坐標(biāo)、動作幅度、運動快慢、動作時間等數(shù)據(jù)一目了然，從而有利于評估訓(xùn)練效果。

在動作捕捉方面，江蘇省體育科學(xué)研究院聯(lián)合上海商湯智能科技有限公司和匯通達網(wǎng)絡(luò)股份有限公司，將人體關(guān)鍵點深度學(xué)習(xí)感知技術(shù)與統(tǒng)一動作邏輯分析技術(shù)成功結(jié)合。通過對人體關(guān)鍵點的還原與跟蹤，再結(jié)合動作邏輯分析框架，最終實現(xiàn)了高精度動作計數(shù)，并能提供多維度標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量判斷與矯正建議。

“精度是我們一直追求的?；谙冗M2D和3D全方位的視覺AI能力，再配合教練的專業(yè)知識，在指導(dǎo)運動員訓(xùn)練時，能夠有效提高動作的規(guī)范性和準(zhǔn)確性，減少運動損傷，提高專業(yè)競技水平?！苯K省體育科學(xué)研究院項目負(fù)責(zé)人朱那說道。

在短道速滑等冰上項目中，想獲取運動員在高速移動狀態(tài)下的數(shù)據(jù)絕非易事。目前在國內(nèi)國際滑冰訓(xùn)練或比賽中，測速和數(shù)據(jù)分析普遍采用冰下鋪設(shè)感應(yīng)線圈、運動員穿戴腳環(huán)的磁感應(yīng)方式，荷蘭的數(shù)字冰場便采取了這種技術(shù)。廈門東信同邦科技有限公司在數(shù)字冰場的基礎(chǔ)上更進一步，開發(fā)出智能冰場分析系統(tǒng)，解決了運動數(shù)據(jù)和運動影像同步分析的問題。

首鋼園國家短道速滑集訓(xùn)隊冰場

“智能冰場運用AI視覺算法和全景畫面技術(shù)，實時監(jiān)測速滑運動員的各項運動信息和精確定位場地中運動員的實時坐標(biāo)。我們在場館頂部架設(shè)了一定數(shù)量的高速工業(yè)相機，用來測速和跟蹤運動軌跡；同時在側(cè)墻處設(shè)置攝像機，對視頻進行錄制?！睆B門東信同邦科技有限公司總經(jīng)理李軍告訴《中國電子報》記者，“我們要實現(xiàn)的就是跟拍高速移動，并完成數(shù)據(jù)采集。運動員訓(xùn)練時的入彎和出彎速度如何？他在以某個速度通過頂弧時所需的離心力是多少？這些通過數(shù)據(jù)的分析和計算都能得出一個較為科學(xué)的結(jié)果，從而幫助運動員進行體能力量訓(xùn)練。”

智能冰場系統(tǒng)憑借其精度高等優(yōu)勢，圓滿完成了2022北京冬奧會冰上項目、2019—2020賽季短道速滑世界杯、2021—2022年度全國短道速滑挑戰(zhàn)賽等多場賽事的數(shù)據(jù)支撐任務(wù)。

隨著科技快速發(fā)展，全球足球產(chǎn)業(yè)逐漸趨向智能化，但與歐洲足球運動發(fā)達地區(qū)相比，國內(nèi)仍缺乏優(yōu)秀的青訓(xùn)體系以及數(shù)字化訓(xùn)練工具，難以系統(tǒng)培養(yǎng)足球后備人才。簡極科技有限公司以UWB技術(shù)為基礎(chǔ)自研了INSAIT KS足球運動表現(xiàn)分析系統(tǒng)。

“我們實現(xiàn)了高速且可靠的厘米級運動定位，硬件上僅需4～6個基站即可覆蓋一個標(biāo)準(zhǔn)足球場，通過UWB寬帶定位和無線電波防數(shù)據(jù)碰撞技術(shù)，滿足數(shù)十個被定位物體可同時在球場上以20Hz以上的定位頻次進行高速運動數(shù)據(jù)和軌跡采集；在軟件上則采用基于TDoA的無線電波定位，加上9軸慣性傳感器IMU對被測物體運動軌跡的結(jié)果提供計算輔助。適合全天候室內(nèi)室外使用?！焙啒O科技研發(fā)中心總監(jiān)何慶林介紹說，“這套系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集和呈現(xiàn)多達270多項內(nèi)外部負(fù)荷及技戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)，包括足球的運動軌跡、速度、距離，并識別出球員射門、控球、傳球等行為，以及球隊在場上表現(xiàn)情況分布等?！?/p>

INSAIT KS足球運動表現(xiàn)分析系統(tǒng)

該系統(tǒng)不僅在全國大學(xué)生足球聯(lián)賽（CUFA）等多項青少年賽事中亮相，還演化出青少年足球競訓(xùn)大數(shù)據(jù)平臺，在支持國內(nèi)青訓(xùn)體系的同時也向全球21個國家與地區(qū)展示科技的風(fēng)采。

AI成體育訓(xùn)練“第二教練”

國家體育總局十分重視體能訓(xùn)練工作，而體能恰好是當(dāng)前我國競技體育當(dāng)中需要補強的部分。對專業(yè)運動員來說，體能是同對手碰撞的資本；從大眾健身角度來看，充沛的體能也能更好地促進全民健身和全民健康。

在這一背景下，第四范式聯(lián)合北京體育大學(xué)體能訓(xùn)練學(xué)院設(shè)計了智能體育訓(xùn)練輔助決策系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用人工智能等技術(shù)，實現(xiàn)對運動員體能的儲備、分配和競技決策形成輔助建議?！罢麄€體能訓(xùn)練分為三方面——體能儲備、體能分配和競技決策。儲備是基于用戶身體素質(zhì)數(shù)據(jù)來構(gòu)建一個定制化的模型；體能分配是基于用戶模型，來幫助推斷如何更好地運用體能；而競技決策則是在正常比賽中，會根據(jù)運動表現(xiàn)來提供一個有可行性的競技戰(zhàn)略?！北本w育大學(xué)體能訓(xùn)練學(xué)院院長李衛(wèi)告訴《中國電子報》記者，“儲備、分配和決策是同步進行的，這就需要我們能夠獲取到海量的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)?！?/p>

基礎(chǔ)體能測試和結(jié)果

全民健康的基礎(chǔ)是體能，體能訓(xùn)練的基礎(chǔ)是運動數(shù)據(jù)?！拔覀兪紫纫獙\動員訓(xùn)練和比賽的錄像進行分割和標(biāo)注，但是之前全部都需要人工來進行。比如在乒乓球比賽中，我們需要分析正反拍的使用情況，而現(xiàn)在利用人工智能技術(shù)，我們能更高效和快捷地獲取數(shù)據(jù)。除此之外，AutoCV技術(shù)也可以自動識別運動員身體的各個點位，比如看抬肘是否達到了相應(yīng)高度和角度等，且無須穿戴，只要運動員走到附近就可以自動記錄數(shù)據(jù)?！钡谒姆妒铰?lián)合創(chuàng)始人、首席研究科學(xué)家陳雨強說，“之后就是根據(jù)數(shù)據(jù)創(chuàng)建一個‘冠軍模型’，依照不同運動員的身體素質(zhì)，針對性地構(gòu)造出個性化模型，優(yōu)化運動員后續(xù)的訓(xùn)練計劃和訓(xùn)練備賽。”

運動員通過智能平臺測試平衡力

無錫跑吧智能科技有限公司CEO欒凱說：“沒有數(shù)據(jù)就沒有訓(xùn)練。過去的體育訓(xùn)練，在很大程度上依賴教練的主觀經(jīng)驗，容易產(chǎn)生誤差，要進行相對‘科學(xué)’的訓(xùn)練，就需要對訓(xùn)練過程進行跟蹤和量化，將得到的數(shù)據(jù)進行精煉、分析和應(yīng)用?！蓖瑫r，欒凱表示，數(shù)據(jù)的監(jiān)測并不能完全依賴終端設(shè)備，運動員主觀感受的量化也是重要的評價依據(jù)。“依靠RPE主觀疲勞量表等，將運動員的感受進行轉(zhuǎn)化，多維度地分析運動員整個的訓(xùn)練狀態(tài)，這樣才會更加科學(xué)?！?/p>

運動員訓(xùn)練過程記錄

在其開發(fā)的競技體育訓(xùn)練數(shù)字化平臺當(dāng)中，實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)的搜集、存儲、統(tǒng)計、分析，并最終產(chǎn)出一份可視化報告。這離不開視覺技術(shù)和人工智能技術(shù)。其中，視覺技術(shù)負(fù)責(zé)訓(xùn)練過程的監(jiān)測，而人工智能技術(shù)則通過深度學(xué)習(xí)，建立對應(yīng)的訓(xùn)練模型，使得訓(xùn)練過程的反饋效率極大提升，配合教練的訓(xùn)練節(jié)奏最終達到更好的效果。

整個平臺采用“平臺管理模塊+專項訓(xùn)練模塊”的架構(gòu)體系。在平臺管理模塊的部分關(guān)注基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的處理和分析，而在專項訓(xùn)練模塊中則通過與不同專業(yè)運動機構(gòu)的合作，實現(xiàn)個性化、定制化的訓(xùn)練模塊創(chuàng)建。“我們要解決的核心問題，就是如何對訓(xùn)練過程進行動態(tài)、準(zhǔn)確且客觀的監(jiān)控。依照這樣的分析結(jié)果，才能更好地正向干預(yù)未來的訓(xùn)練計劃。”欒凱說。

視頻精準(zhǔn)分析動作角度

平臺架構(gòu)做好賽事“服務(wù)生”

智能技術(shù)不僅可以賦能運動員的訓(xùn)練和比賽，還能夠服務(wù)于熱愛賽事的觀眾。觀眾對觀看競技體育的需求已經(jīng)經(jīng)歷了幾輪升級?，F(xiàn)在，體育場館不僅要在競技比賽中為觀眾提供良好的觀賽體驗，更要實現(xiàn)賽前、賽中、賽后服務(wù)的全方位覆蓋。

陜西省體育產(chǎn)業(yè)集團有限公司發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前的文體賽事活動存在人員入場效率低、查驗環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)不互通、系統(tǒng)建設(shè)重復(fù)、拓展功能少等問題。由此，陜西省體育產(chǎn)業(yè)集團有限公司聯(lián)合北京金衡融創(chuàng)網(wǎng)絡(luò)科技有限公司，基于云基礎(chǔ)環(huán)境、數(shù)據(jù)中心和系統(tǒng)安全管控三層架構(gòu)開發(fā)了大型體育賽會智慧體育票務(wù)系統(tǒng)?！拔覀兊目傮w目標(biāo)是通過建立智能化票證檢導(dǎo)一體化系統(tǒng)，來滿足各類體育賽事的票證一體化運營需求。這樣能最大程度減少重復(fù)投資，提高賽事管理水平?！敝腔垠w育票務(wù)系統(tǒng)項目負(fù)責(zé)人告訴《中國電子報》記者。這樣一個具備高交互性、高安全性、高拓展性、高可靠性以及可管理性的智慧系統(tǒng)，實現(xiàn)了大型賽會觀眾從購票、入場、觀賽的全流程服務(wù)。

線下服務(wù)不斷更新的同時，線上服務(wù)也逐漸受到重視，這使得觀賽服務(wù)跳脫出物理場館，通過互聯(lián)網(wǎng)以更多樣的方式呈現(xiàn)給觀眾。

亞運會作為全球僅次于奧運會的國際大型綜合性運動會，社會關(guān)注度高，影響覆蓋面廣?！爸悄軄嗊\”是本屆亞運會的最大亮點，杭州亞組委傾力打造了國際大型綜合性運動會史上首個一站式智能觀賽平臺“智能亞運一站通”。該平臺基于區(qū)塊鏈、AI、數(shù)據(jù)能力、云計算等，建設(shè)了“1+1+N”的架構(gòu)體系：即1個“mPaaS 移動開發(fā)框架+自適應(yīng)服務(wù)+區(qū)塊鏈”的技術(shù)底座、1個“智能風(fēng)控+智能客服”的安全保障中臺以及涵蓋“食住行游購娛”的多個數(shù)字化應(yīng)用。借助多種智能技術(shù)，實現(xiàn)了AR場館導(dǎo)航、智能形成規(guī)劃、智能地理圍欄快速獲取服務(wù)、亞運PASS一碼通行、多國語言互譯等服務(wù)。同時，還配備了AI健身、亞運數(shù)字火炬手、亞運線上火炬?zhèn)鬟f、亞運數(shù)字特許商品等多種數(shù)字化創(chuàng)新活動和服務(wù)。

承擔(dān)該項目的支付寶亞運項目負(fù)責(zé)人張韶容告訴《中國電子報》記者：“團隊基于平臺服務(wù)場景的整體梳理，將內(nèi)容風(fēng)控和平臺安全、高并發(fā)訪問量處理、跨場景一體化服務(wù)、用戶多元體驗和全方位智能客服這五個層面進行了創(chuàng)新，以此全面保障前中后臺?！?/p>

支付寶杭州亞運一站通

技術(shù)的智能促進了服務(wù)的智能。智能亞運一站通平臺中的子服務(wù)和功能多達30余個，因此把子服務(wù)和功能推薦給目標(biāo)用戶顯得格外重要?；谟脩糍徠钡茸灾鬟x擇，支付寶可以根據(jù)不同的運動喜好進行更精準(zhǔn)的人群推薦，同時能給用戶提供一站式服務(wù)，包括景點、美食、酒店、亞運場館、演出等，真正實現(xiàn)了“服務(wù)找人”。

“數(shù)字化帶來的不僅是觀賽服務(wù)的全面升級，還帶來了一種新型的服務(wù)業(yè)態(tài)——觀眾能在網(wǎng)絡(luò)空間實現(xiàn)與比賽更深層次的接觸和融合，用技術(shù)力量讓更多人加入到亞運會中來，能給用戶帶來參與感和成就感。”張韶容說。

作者丨連曉東王信豪

編輯丨徐恒

美編丨馬利亞

監(jiān)制丨連曉東

網(wǎng)址: 競技體育有了“AI教練”——“聚焦智能體育消費新業(yè)態(tài)”系列報道之四 http://www.u1s5d6.cn/newsview124148.html