體育中的“黑科技”

作者：劉昊揚(yáng)、崔一雄、陶寬(均來自北京體育大學(xué)，劉昊揚(yáng)系傳授、崔一雄系博士后、陶寬系講師）

體育，不僅是人們對(duì)更快、更高、更強(qiáng)的人類極限的探究和挑唆，也是社會(huì)提高和人類提高的緊張標(biāo)志，是綜合國力和社會(huì)文明水平的緊張?bào)w現(xiàn)。如今，科技對(duì)促進(jìn)體育提高的緊張性日益凸顯——隨著盤算機(jī)武藝的飛速提高，以數(shù)字化為基本、網(wǎng)絡(luò)化為條件、智能化為中心的智能體育正在成為搶手，經(jīng)過對(duì)體育活動(dòng)歷程中的數(shù)據(jù)舉行收羅和分析，協(xié)助運(yùn)倡導(dǎo)封建練習(xí)并提高活動(dòng)水平，幫助教練員與辦理者舉行決定和辦理，不僅滿意競技體育的必要，也在全民健身、活動(dòng)交際等方面改動(dòng)并推進(jìn)著體育的提高。

競技體育智能化練習(xí)與比賽

古代體育比賽不僅是各國運(yùn)倡導(dǎo)速率與力氣的競技場，也是天下各國展現(xiàn)外貌，尖端科技與體育交融的大舞臺(tái)。隨著人類對(duì)挑唆本身的執(zhí)著尋求，各競技項(xiàng)目標(biāo)成果不休迫近人體才能的極限，要想進(jìn)一步提高比賽成果，哪怕是提高百分之一乃至千分之一，教練與運(yùn)倡導(dǎo)都要竭盡傾力接納種種辦法和武藝去完成，科技的賦能作用也就愈發(fā)緊張。

2018年俄羅斯天下杯上，數(shù)字化體現(xiàn)和跟蹤體系（EPTS）被初次全盤接納。它的主要功效是將活動(dòng)的時(shí)空信息主動(dòng)化收羅并數(shù)據(jù)化展現(xiàn)，從而完成對(duì)練習(xí)與比賽的數(shù)字化閱讀。借助攝像機(jī)與可穿著式傳感器，EPTS體系可以追蹤球員以及足球的活動(dòng)信息，并經(jīng)過平板電腦向教練員提供球員的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、地點(diǎn)信息以及相應(yīng)的視頻剪輯，協(xié)助教練員舉行賽場上的決定。作為EPTS的一局部，Catapult可穿著傳感器也初次在天下杯中獲準(zhǔn)使用。這款運(yùn)倡導(dǎo)智能追蹤體系的中心部件是一個(gè)穿著在運(yùn)倡導(dǎo)肩胛骨正中、洋火盒輕重的衛(wèi)星定位安裝，可以監(jiān)測運(yùn)倡導(dǎo)的跑動(dòng)距離、速率、跑動(dòng)節(jié)奏、受打擊負(fù)荷、心率等多項(xiàng)數(shù)據(jù)，并舉行深化分析。如今，在全天下職業(yè)足球、曲棍球、橄欖球活動(dòng)隊(duì)中，如此的裝備已成為了球隊(duì)練習(xí)的標(biāo)配。運(yùn)倡導(dǎo)常常會(huì)穿著裝備這個(gè)安裝的“黑背心”舉行練習(xí)，教練員不僅可以在場邊及時(shí)查察整個(gè)球隊(duì)的體現(xiàn)并舉行引導(dǎo)，也可以了解每個(gè)運(yùn)倡導(dǎo)的形態(tài)并給予針對(duì)性的練習(xí)活動(dòng)量調(diào)控，變小傷病的產(chǎn)生概率。

在數(shù)字化方面，美國國度男人籃球聯(lián)賽也是一個(gè)告捷的典范，每個(gè)俱樂部都擁有一支由數(shù)據(jù)封建、活動(dòng)封建、醫(yī)學(xué)等不同范疇專家構(gòu)成的活動(dòng)體現(xiàn)分析團(tuán)隊(duì)。數(shù)據(jù)封建的用處也遠(yuǎn)不限于簡便的事變統(tǒng)計(jì)（如：投籃、籃板球、助攻等），而是依據(jù)教練員戰(zhàn)術(shù)需求，將比賽中由智能追蹤體系捕捉到的籃球和球員的時(shí)空數(shù)據(jù)舉行基于深度學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)發(fā)掘的分析，協(xié)助教練員和運(yùn)倡導(dǎo)了解數(shù)據(jù)眼前的比賽形式、受傷風(fēng)險(xiǎn)、對(duì)手作風(fēng)，猜測各種戰(zhàn)術(shù)的告捷時(shí)機(jī)。把握這些信息之后，教練就能評(píng)價(jià)不同地點(diǎn)球員對(duì)球隊(duì)的奉獻(xiàn)水平、計(jì)劃練習(xí)方案、訂定相應(yīng)戰(zhàn)術(shù)。在如此的繁復(fù)體系中，以SportVU為代表的智能化體系發(fā)揚(yáng)著至關(guān)緊張的作用。SportVU武藝劈頭于軍事用處的多攝像頭動(dòng)態(tài)追蹤武藝，經(jīng)過在球館天花板上懸掛的6個(gè)攝像頭，體系每秒抓取25圖像，對(duì)球員的活動(dòng)舉行追蹤分析。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)辦法只對(duì)主要后果舉行統(tǒng)計(jì)，而SportVU體系則可以復(fù)原整個(gè)歷程，提供愈加細(xì)化、量化的數(shù)據(jù)，這也代表了體育數(shù)據(jù)封建的一個(gè)主要提高朝向。

除了團(tuán)隊(duì)活動(dòng)中的多人時(shí)空信息分析外，對(duì)運(yùn)倡導(dǎo)一局部武藝舉措的數(shù)據(jù)收羅與分析評(píng)價(jià)武藝比年來也取得了長足的提高，這眼前的最主要?jiǎng)恿κ桥e措捕捉武藝的提高。舉措捕捉武藝是數(shù)字化收羅三維人體活動(dòng)的伎倆，過往由于必要繁復(fù)的裝備與情況，使用十分不便利，舉措捕捉武藝的主要使用范圍于影戲大片制造，在體育中尋常僅在科研中使用。隨著舉措捕捉武藝向輕量化、易用性的不休提高，基于舉措捕捉武藝的活動(dòng)分析體系也進(jìn)入了實(shí)用階段。比如，基于可穿著式裝備的高爾夫活動(dòng)舉措分析與幫助練習(xí)體系MySwing，借助穿著在球員身上的多個(gè)微型活動(dòng)傳感器，可以精準(zhǔn)捕捉球員的肢體以及球桿的空間活動(dòng)數(shù)據(jù)并提供分析后果，使用多種不同數(shù)據(jù)可視化辦法，協(xié)助球員以及教練更好的洞察肉眼難以察看到的武藝細(xì)節(jié)。借助如此的裝備，教練對(duì)球員的引導(dǎo)就不再“憑以為、憑履歷”，臆斷的履歷得以量化構(gòu)成數(shù)據(jù)模子，不僅對(duì)武藝舉措的分析愈加客觀，并且練習(xí)的針對(duì)性更強(qiáng)，練習(xí)聽從更高。

運(yùn)倡導(dǎo)比賽后果的提高不僅來自于練習(xí)水平提升，活動(dòng)裝備的科技含金量提高也是此中的緊張要素，乃至某些時(shí)分會(huì)對(duì)活動(dòng)帶來嚴(yán)重的改動(dòng)。縱觀奧林匹克汗青，裝備的科技提高對(duì)競技成果提高起到了緊張的推選措用，一連在邇來三屆奧運(yùn)會(huì)上稱霸自行車賽場的英國隊(duì)就是此中的代表。在這項(xiàng)以千分之一秒來決定成果的比賽里，每一絲渺小的偏差和改良都可以改動(dòng)比賽的后果，英國隊(duì)使用高科技伎倆將人與車的完善團(tuán)結(jié)做到了極致。基于流體動(dòng)力學(xué)與人機(jī)工程分析，每名英國選手的比賽用車都顛末了精密調(diào)治，使人與車之間的契合水平到達(dá)最高。別的，高科技的比賽用服、特制的賽車輪胎等，也都成為英國隊(duì)的“國度奧密”。為了避免高科技奧密外泄，英國自行車隊(duì)乃至劃定，比賽完畢后裝備和器具立刻上繳，一致發(fā)出燒毀。

我國的體育科技也正在邁入智能化年代。隨著2022年北京冬奧會(huì)的臨近，冬奧會(huì)備戰(zhàn)事情不休深化，很多高科技伎倆被使用于運(yùn)倡導(dǎo)練習(xí)的各個(gè)環(huán)節(jié)，在人工智能、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)武藝的協(xié)助下，競技體育的“練習(xí)—科技助力—保證”的新形式以前構(gòu)成，并成為冬天項(xiàng)目補(bǔ)齊短板、完成超過式提高的緊張要素。比如，在我國自主開發(fā)的風(fēng)洞實(shí)行幫助練習(xí)體系中，借助風(fēng)洞模仿武藝，不僅可以舉行實(shí)行研討，也可以展開冰雪項(xiàng)目幫助練習(xí)；經(jīng)過全景VR滑雪模仿器，構(gòu)建數(shù)字化假造練習(xí)園地情況，為我國巔峰滑雪和單板滑雪運(yùn)倡導(dǎo)提供不同地形和雪地條件的模仿，運(yùn)倡導(dǎo)在室內(nèi)就可以以真實(shí)的滑雪速率和重力體驗(yàn)完成練習(xí)，提高比賽順應(yīng)才能；多種不同舉措捕捉武藝被廣泛使用與運(yùn)倡導(dǎo)的武藝舉措收羅與分析，為運(yùn)倡導(dǎo)精密打磨武藝舉措提供好效助力。

在將來，借助大數(shù)據(jù)和人工智能伎倆，以數(shù)據(jù)辦法對(duì)運(yùn)倡導(dǎo)在武藝、戰(zhàn)術(shù)、體能、心智、天性等多個(gè)維度舉行評(píng)價(jià)，構(gòu)建可量化的“冠軍模子”將成為不僅真實(shí)可行，乃至不成或缺的練習(xí)與比賽辦法，智能科技也將在練習(xí)與比賽中對(duì)教練與運(yùn)倡導(dǎo)產(chǎn)生愈發(fā)深遠(yuǎn)的影響。

觀看比賽數(shù)字化賽場與智能觀賽

一些外洋職業(yè)體育賽事中，觀眾以前可以坐在家中，經(jīng)過頭戴式VR體現(xiàn)裝備，“零延時(shí)”“零距離”地觀看比賽。

在伸張舉世的新冠疫情突發(fā)后，昔日一票難求的比賽場館已很刺耳到觀眾的叫囂聲，觀看賽事轉(zhuǎn)播成為眼下幾乎唯一的觀賽辦法。豐厚體育轉(zhuǎn)播伎倆，讓寬大球迷與體育喜好者可以以互動(dòng)性更好、更具沉溺感的辦法欣賞感興致的賽事成為體育產(chǎn)業(yè)提高的緊張環(huán)節(jié)。

培養(yǎng)觀眾對(duì)體育熱情的一個(gè)要點(diǎn)是協(xié)助他們了解項(xiàng)目，可以看懂比賽，閱讀比賽。為了讓不熟習(xí)項(xiàng)目標(biāo)觀眾敏捷、全盤地域解比賽信息，對(duì)項(xiàng)目感興致的觀眾看到更多本人感興致的內(nèi)容，視頻AI武藝的使用將成為主流。該武藝經(jīng)過人工智能辦法對(duì)視頻畫面舉行學(xué)習(xí)、分析、了解和認(rèn)知，觸及視頻分類、人物識(shí)別、語音識(shí)別、筆墨識(shí)別等。其主要的使用場景在于打破傳統(tǒng)轉(zhuǎn)播下單一的觀賽情勢，構(gòu)本錢性化觀賽形式。當(dāng)觀眾經(jīng)過特定APP觀看比賽時(shí)，體系不停學(xué)習(xí)并獲取其興致點(diǎn)，經(jīng)過識(shí)別其喜好的球員以及比賽中的緊張舉措，及時(shí)天生比賽集錦，在比賽歷程中主動(dòng)選擇最佳觀賽機(jī)位，在比賽間隙播放其最感興致的比賽出色剎時(shí)。觀眾也可以隨時(shí)查察獲取比賽不同維度的信息，比如，查察運(yùn)倡導(dǎo)具體一局部信息、了解項(xiàng)目端正先容等。隨著視頻AI武藝的不休提高，該使用有著寬廣的提天空間。

新型可視化武藝、無線通訊和新興互聯(lián)網(wǎng)武藝的團(tuán)結(jié)不休打破距離限定，為觀眾在家中完成無交往、近距離觀賽與互動(dòng)體驗(yàn)創(chuàng)造了條件。此中，5G和假造實(shí)際（VR）武藝的使用增速了智能觀賽的提高，在一些外洋職業(yè)體育賽事中，觀眾以前可以坐在家中，經(jīng)過頭戴式VR體現(xiàn)裝備，“零延時(shí)”“零距離”地觀看比賽。使用5G“高速率、低延長”的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，2022年北京冬奧會(huì)將接納5G+8K的直播武藝，屆時(shí)觀眾可以隨時(shí)隨地收看高清轉(zhuǎn)播，并可經(jīng)過挪動(dòng)終端的交際軟件將出色畫面及時(shí)地與親朋分享。同時(shí)，北京冬奧會(huì)也將完成5G+VR轉(zhuǎn)播，經(jīng)過VR武藝帶來的360度觀賽視角，觀眾可以自在旋轉(zhuǎn)視角觀看比賽，完成身臨其境的現(xiàn)場感。在VR中不僅可以看到完全真實(shí)的比賽場景，乃至可以到達(dá)跨越實(shí)際的體驗(yàn)。在觀賽歷程中，經(jīng)過對(duì)場館情況以及活動(dòng)目標(biāo)的識(shí)別，針對(duì)用戶的喜好，還可以疊加多種數(shù)字化信息，完本錢性化觀賽體驗(yàn)，到達(dá)更好的觀賽后果。

在已往，比賽中時(shí)常會(huì)由于一次不妥判罰而毀壞整場比賽，比力賽本身的公平性以及觀賽體驗(yàn)帶來攔阻影響。針對(duì)這個(gè)成績，智能科技正在被引入賽場打造“伶俐賽場”。早在2006年，“鷹眼”體系就被用于網(wǎng)球比賽中，經(jīng)過不同角度的高速攝像機(jī)捕捉的網(wǎng)球飛行軌跡并舉行三維重修和落點(diǎn)盤算，在顯現(xiàn)爭議比分時(shí)“鷹眼”體系幫助裁判確定網(wǎng)球的準(zhǔn)確落點(diǎn)。相似武藝也被引入到足球比賽中成為門線武藝，經(jīng)過盤算機(jī)幫助，推斷足球?qū)Ψ裨竭^球門線，從而確定該進(jìn)球?qū)Ψ窈眯АＴ撐渌?013年由國際足聯(lián)決定正式引入天下杯，成為足球史上高科技被采取的一個(gè)汗青性決定。2018年俄羅斯天下杯足球賽時(shí)期，國際足聯(lián)更初次在比賽中接納了視頻助理裁判體系（VAR），當(dāng)比賽中顯現(xiàn)球進(jìn)門、紅牌、紅黃牌罰錯(cuò)目標(biāo)和點(diǎn)球這四種情況時(shí)，VAR體系就會(huì)提示場上裁判，經(jīng)過視頻回放與主動(dòng)識(shí)別武藝改正誤判、漏判。別的，在以體操為代表的針對(duì)本事與難度打分的項(xiàng)目中，人工智能裁判也正在醞釀之中。由于競爭的劇烈，體操運(yùn)倡導(dǎo)之間的舉措差別變得越來越微小、奇妙，對(duì)裁判的才能要求也越來越高，而裁判在長時(shí)間事情后堅(jiān)持評(píng)分的準(zhǔn)確性也愈加困難。人工智能體操評(píng)分體系經(jīng)過3D激光傳感器丈量并創(chuàng)建運(yùn)倡導(dǎo)的三維人體活動(dòng)模子，就其旋轉(zhuǎn)速率、肢體擺動(dòng)幅度及騰躍高度做出極為準(zhǔn)確的紀(jì)錄，并與數(shù)據(jù)庫材料舉行比力，從而推斷運(yùn)倡導(dǎo)武藝舉措對(duì)否告捷、對(duì)否必要加分、減分。據(jù)猜測，假如人工智能評(píng)分武藝在體操中測試順?biāo)欤€將被擴(kuò)展到把戲溜冰、跳水等其他比賽項(xiàng)目之中。

群眾健身完成專業(yè)化和加強(qiáng)文娛性

智能化武藝正在不同的活動(dòng)項(xiàng)目中漸漸得以使用，活動(dòng)武藝的評(píng)價(jià)與練習(xí)幫助是人工智能武藝在全民健身產(chǎn)業(yè)提高中的一個(gè)緊張使用范疇。

人們渴望在專業(yè)職員的引導(dǎo)下有方案、有步調(diào)的活動(dòng)，但專業(yè)化健身引導(dǎo)信息資源與途徑匱乏，群眾健身活動(dòng)中不免存在一定的亂來性、隨意性以及風(fēng)險(xiǎn)。在一些活動(dòng)封建興旺，普及水平高的國度，依照“活動(dòng)處方”封建地舉行訓(xùn)練，是廣泛被所承受的事變，但在我國活動(dòng)處方對(duì)絕大大多人來說仍舊是一個(gè)新看法，活動(dòng)處方師更是稀缺。活動(dòng)處方是引導(dǎo)人們接納最合適的訓(xùn)練項(xiàng)目，以最得當(dāng)?shù)幕顒?dòng)強(qiáng)度和活動(dòng)時(shí)間，依據(jù)訓(xùn)練者的基本情況與評(píng)測后果，團(tuán)結(jié)主客觀條件，用處方的情勢訂定對(duì)訓(xùn)練者合適的活動(dòng)內(nèi)容、活動(dòng)強(qiáng)度、活動(dòng)時(shí)間及頻率，并指出活動(dòng)中的注意事項(xiàng)，以到達(dá)封建的、有方案的健身目標(biāo)。針對(duì)人民群眾關(guān)于封建健身的急迫需求與封建引導(dǎo)信息資源不敷之間的分歧，可以預(yù)見基于人工智能武藝的活動(dòng)處方辦理體系在我國將有著宏大的提高潛力。

智能化的活動(dòng)處方體系創(chuàng)建在多量的專家知識(shí)基本上，以用戶的體質(zhì)測試數(shù)據(jù)為基本，對(duì)用戶的活動(dòng)才能舉行富裕評(píng)價(jià)，猜測約莫的活動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)，團(tuán)結(jié)其訓(xùn)練目標(biāo)訂定健身活動(dòng)處方，并對(duì)訓(xùn)練歷程進(jìn)舉動(dòng)態(tài)監(jiān)控，對(duì)活動(dòng)處方好效性舉行不休校驗(yàn)，在大數(shù)據(jù)的基本上，經(jīng)過機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)而對(duì)活動(dòng)處方舉行持續(xù)優(yōu)化。

智能可穿著式裝備的敏捷提高為活動(dòng)處方的訂定與好效實(shí)行創(chuàng)造了有利條件。當(dāng)跑動(dòng)距離、速率、心率、心電、血氧等越來越多的目標(biāo)得以在智能手環(huán)、智能手表等可穿著式裝備中完成的時(shí)分，大型專業(yè)裝備變成了每一局部都可以隨身攜帶的康健助手，已往繁復(fù)的測試如今不知不覺就得以完成，智能活動(dòng)處方以前不再悠遠(yuǎn)。

在到達(dá)切合活動(dòng)量的同時(shí)，訓(xùn)練者堅(jiān)持精良的活動(dòng)武藝相反緊張，這也必要專業(yè)知識(shí)的引導(dǎo)。以最稀有的跑步為例，跑者的武藝舉措假如存在成績，不僅會(huì)影響到跑步的活動(dòng)體現(xiàn)，更是招致產(chǎn)生活動(dòng)損傷的緊張要素。關(guān)于專業(yè)的研討職員來說，跑步歷程中的武藝舉措可以用腳落地形式、地表交往時(shí)間、豎向擺動(dòng)以及膝樞紐屈伸角度等專業(yè)數(shù)據(jù)目標(biāo)來形貌，過往這些都必要在實(shí)行室情況下才干舉行準(zhǔn)確的分析，而如今以前顯現(xiàn)面向平凡消耗者的智能產(chǎn)物，經(jīng)過主動(dòng)化伎倆協(xié)助跑者診斷跑步中的武藝成績并基于數(shù)據(jù)來引導(dǎo)其改良，從而使平凡人也能接遭到專業(yè)的活動(dòng)武藝向?qū)АＯ嗨频闹悄芑渌囌诓煌幕顒?dòng)項(xiàng)目中漸漸得以使用，活動(dòng)武藝的評(píng)價(jià)與練習(xí)幫助是人工智能武藝在全民健身產(chǎn)業(yè)提高中的一個(gè)緊張使用范疇。

為了協(xié)助訓(xùn)練者依照方案堅(jiān)持舉行活動(dòng)，提升訓(xùn)練歷程中的文娛性也成為重點(diǎn)。不同情勢的互動(dòng)與交際辦法經(jīng)過智能裝備被引進(jìn)到訓(xùn)練中：基于智能可穿著裝備的訓(xùn)練紀(jì)錄、打卡排名以前十分普及；經(jīng)過智能互動(dòng)屏幕，訓(xùn)練者與假造數(shù)字教練舉行互動(dòng)，大概經(jīng)過攝像頭與麥克風(fēng)在訓(xùn)練歷程中與其他人舉行交際的產(chǎn)物遭到追捧；愈加具有打破性的新武藝也將很快從實(shí)行室走向群眾，在戶外訓(xùn)練時(shí)經(jīng)過加強(qiáng)實(shí)際（AR）眼鏡舉行文娛與交際的“黑科技”以前不再悠遠(yuǎn)。在智能科技的助力下，群眾健身將變得愈加封建、好效，也愈加富風(fēng)興趣性。

《光芒日?qǐng)?bào)》（ 2020年10月29日16版）

泉源： 光芒網(wǎng)-《光芒日?qǐng)?bào)》