編者按：本文來自創(chuàng)業(yè)邦專欄探客Tanker，作者：王穎，編輯：蛋總，圖源：攝圖網(wǎng)。

8月8日，88枚獎牌完美收官。

在剛結(jié)束的2020東京奧運(yùn)會上，中國運(yùn)動員88次站上了領(lǐng)獎臺，38金、32銀、18銅，每一枚獎牌都凝聚了中國運(yùn)動員的拼搏精神以及沉甸甸的汗水。

4年一次的奧運(yùn)會（由于疫情影響本屆奧運(yùn)會延期一年舉辦）承載著無數(shù)運(yùn)動員的夢想，這場國際賽事吸引著全世界的關(guān)注，而自東京奧運(yùn)會開幕以來，人們的吐槽聲和質(zhì)疑聲就一直未斷。

比如，開幕式的部分表演被網(wǎng)友評價“令人窒息”，奧運(yùn)村內(nèi)的“紙床”迫使身材比較魁梧的運(yùn)動員只能睡在地上，東京奧組委稱獎牌是回收金屬做的，獲獎選手沒必要咬……

除了文化理念上的不同，比賽中還有一些引起爭議的現(xiàn)象。比如引發(fā)了全網(wǎng)熱議的體操男子個人全能決賽，日本選手橋本大輝落地出界卻拿到了金牌。

這個結(jié)果被很多人質(zhì)疑，認(rèn)為裁判有失公允，甚至有網(wǎng)友將橋本大輝出界的動作回放做成了表情包廣為流傳。

國際體聯(lián)在巨大的爭議聲中首次公開了評分細(xì)則，隨后網(wǎng)友們被動開啟了“鷹眼”模式，“監(jiān)督”裁判在每場比賽中的打分和判罰。

事實上，在125年的奧運(yùn)史中，為了確保比賽的公平和裁判的權(quán)威性，除了專業(yè)的裁判團(tuán)外，還不斷有新的技術(shù)被引入奧運(yùn)會中，比如在游泳、跑步等賽事中計時的Omega Timing，在網(wǎng)球、羽毛球等比賽中即時回放的“鷹眼”系統(tǒng)等等。

那么，這屆“命途多舛”的東京奧運(yùn)會上，有哪些高科技藏在賽場背后？AI如何與體育競技結(jié)合？我們把目光聚焦到了賽場之外，看看真正的“科技奧運(yùn)”是什么樣的。

1、賽場外的AI教練

眾所周知，乒乓球、跳水、羽毛球、舉重、射擊等項目一向是我國的優(yōu)勢項目，我國的運(yùn)動員在這次東京奧運(yùn)會上也取得了不俗的成績——00后清華女生楊倩在10米氣步槍比賽中奪得奧運(yùn)首金、32歲的鞏立姣拿下田徑首金、14歲的全紅嬋在十米跳臺決賽中5跳拿到3個滿分打破世界紀(jì)錄…...

榮耀的背后是運(yùn)動員數(shù)年的艱苦訓(xùn)練，隨著現(xiàn)代體育競爭愈發(fā)追求高效精準(zhǔn)，在本屆奧運(yùn)會中除了我們能看到運(yùn)動員在鏡頭前的表現(xiàn)外，幕后的AI技術(shù)也為運(yùn)動員的訓(xùn)練帶來了顛覆性的創(chuàng)新。

2019年9月，去跳水隊場館觀看了運(yùn)動員的陸上訓(xùn)練和水上訓(xùn)練后，百度技術(shù)團(tuán)隊對如何利用AI技術(shù)提升跳水訓(xùn)練效果進(jìn)行了探索。

“我們利用AI技術(shù)讓運(yùn)動員的訓(xùn)練更有跡可循、可以復(fù)制，3D+AI還可以突破現(xiàn)有模式，通過采集夢之隊的金牌數(shù)據(jù)提升訓(xùn)練水平，打造冠軍模型。”百度的研發(fā)工程師向「探客Tanker」表示。

作為中國跳水隊的獨(dú)家AI技術(shù)合作伙伴，百度智能云為中國跳水隊定制了國內(nèi)首個“3D+AI”跳水訓(xùn)練系統(tǒng)，通過視頻對運(yùn)動員的動作進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，將跳水步驟、姿勢進(jìn)行精細(xì)的評價和糾正。

“跳水運(yùn)動是一個超高速的運(yùn)動，從起跳到入水也就2秒鐘時間，還要做高難度的翻騰、轉(zhuǎn)體動作，在這2秒鐘時間采集這樣的數(shù)據(jù)是非常困難。而且跳水和足球、籃球、田徑項目不同，不適合在運(yùn)動員的鞋子、衣服上貼傳感器芯片或者佩戴設(shè)備。因此，為了不給訓(xùn)練造成影響和干擾，我們研發(fā)了國內(nèi)首個3D+AI跳水訓(xùn)練系統(tǒng)?！卑俣妊邪l(fā)工程師解釋到。

這套3D+AI跳水訓(xùn)練系統(tǒng)，從運(yùn)動員踏上跳板就開始錄制，入水后停止。這段高速視頻會在百度大腦的3D視覺技術(shù)和AI算法下形成全過程的三位數(shù)值，教練可以通過每一步的動作重建為運(yùn)動員提供針對性的指導(dǎo)，比如起跳的力度、旋轉(zhuǎn)的角度、入水的技巧等等。

簡單來說，3D+AI跳水訓(xùn)練系統(tǒng)有四大核心亮點(diǎn)——看得清、看得準(zhǔn)、看得全、看得懂。

基于百度智能云和百度大腦的云邊端一體系統(tǒng)，以及訓(xùn)練場館內(nèi)部署的高速相機(jī)等硬件設(shè)備，訓(xùn)練系統(tǒng)可以通過3D視覺感知和AI分析將運(yùn)動員的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合成專業(yè)知識模型，即時反饋到教練的平板電腦上，有效地幫助隊伍制定競技策略。

因此，3D+AI跳水訓(xùn)練系統(tǒng)能夠看清所有復(fù)雜動作的細(xì)節(jié)，真正實現(xiàn)“捕風(fēng)捉影”，同時支持360度自由視角觀看，AI技術(shù)的輔助讓中國跳水夢之隊的訓(xùn)練邁入了智能時代。

同樣作為奧運(yùn)賽場上的“常勝將軍”，乒乓球隊在“不懂球的胖子”劉國梁的帶領(lǐng)下，馬龍、樊振東、許昕等中國乒乓球運(yùn)動員包攬了世界排名前幾位。而在乒乓球隊的日常訓(xùn)練中，也少不了AI技術(shù)的加持。

2020年7月，新松機(jī)器人的Pongbot發(fā)球機(jī)器人進(jìn)入了國家隊訓(xùn)練基地，成為了一名“機(jī)器人教練”。

“乒乓球的運(yùn)動速度非?？?，動作的捕捉難度很大，而且每次發(fā)球揮拍的角度、力度都不同，球的運(yùn)動軌跡和落點(diǎn)也都不同，這不是一個機(jī)械的重復(fù)性動作，如果要機(jī)器人來訓(xùn)練需要很多信息的采集和數(shù)據(jù)分析。”乒乓球運(yùn)動員李笑告訴「探客Tanker」。

其實，在2018年的人工智能大會上，新松就展示過其第二代乒乓球機(jī)器人Pongbot，名稱取自“PingPang Robot”的縮寫。

2020年7月，中國乒乓球?qū)W院與新松機(jī)器人聯(lián)合研發(fā)的新一代AI乒乓球多球訓(xùn)練機(jī)器人Pongbot誕生，利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)訓(xùn)練，Pongbot能夠?qū)ζ古仪虻倪\(yùn)動軌跡、運(yùn)動員的動作姿態(tài)進(jìn)行智能分析并模擬真人動作，配合運(yùn)動員訓(xùn)練。

如今，Pongbot已經(jīng)從乒乓球?qū)W院走進(jìn)了國家隊訓(xùn)練基地。

Pongbot與其他乒乓球發(fā)球機(jī)器人不同，它是第一個手執(zhí)球拍的發(fā)球機(jī)器人，動作基本復(fù)原了大多數(shù)人類球員左手拿球右手揮拍的習(xí)慣。

據(jù)「探客Tanker」了解，目前Pongbot不僅能為運(yùn)動員提供高效精準(zhǔn)的訓(xùn)練，還能將訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行排名，全國乒乓球運(yùn)動員都可以通過手機(jī)APP查看實時排名情況。此外，如果帶上AR眼鏡，還能看到乒乓球的運(yùn)動軌跡和數(shù)據(jù)在眼前飛過，體驗更加直觀。

不難看出，AI在體育中的應(yīng)用目前大多數(shù)是基于計算機(jī)視覺識別技術(shù)，通過圖像信息的采集進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，經(jīng)過機(jī)器學(xué)習(xí)不斷地訓(xùn)練得到更精準(zhǔn)的模型，為運(yùn)動員的訓(xùn)練和比賽提供幫助。

2、賽事中的AI裁判

除了在各類體育項目的訓(xùn)練中陸續(xù)出現(xiàn)AI的身影外，如今在關(guān)鍵的比賽評分環(huán)節(jié)上，也出現(xiàn)了“AI裁判員”——在越來越追求精確度的體育競技中，AI已成為賽事監(jiān)控、分析、裁判的有效工具。

2008年，北京奧運(yùn)會首次在網(wǎng)球比賽中引入了“鷹眼”技術(shù)。這是一種由多個高速、高清攝像頭和大屏幕組成的即時回放系統(tǒng)，如果運(yùn)動員對比賽結(jié)果有異議可以通過“鷹眼”回放進(jìn)行確認(rèn)。而從1932年就開始為奧運(yùn)會提供計時服務(wù)的OMEGA，就以百分之一秒的精確度確保了計時賽事的公平公正。

隨著近幾年AI技術(shù)的不斷迭代與廣泛應(yīng)用，AI也走進(jìn)了體育賽事中的裁判環(huán)節(jié)。目前業(yè)內(nèi)已有的AI助理裁判，其主要任務(wù)是通過提供獨(dú)立且完整的、與人類專業(yè)裁判一致的評價，不僅為運(yùn)動員的成績打分，還會形成運(yùn)動員獨(dú)特的個性化訓(xùn)練檔案。

那么，這個AI助理裁判員具體是如何“工作”的？

小冰AI評分系統(tǒng)，是全球首個能夠基于運(yùn)動員動作和姿態(tài)，獨(dú)立做出與人類專業(yè)裁判員一致且完整評價的AI系統(tǒng)，已經(jīng)獲得了體育總局和國際雪聯(lián)認(rèn)可，擔(dān)任助理裁判。

目前，小冰AI評分系統(tǒng)已成功幫助國家體育總局冬運(yùn)中心完成冬奧測試賽。

“小冰AI評分系統(tǒng)獨(dú)創(chuàng)了滑雪運(yùn)動分析模型，包含了小冰框架內(nèi)多項全球突出的人工智能視覺分析技術(shù)。結(jié)合奧運(yùn)比賽場景的特殊性，如高強(qiáng)光高復(fù)雜的背景、運(yùn)動員空中停留時間極短、競賽項目場地限制等，小冰AI評分系統(tǒng)可根據(jù)運(yùn)動序列預(yù)測做出目標(biāo)檢測和跟蹤，實時反饋并協(xié)助調(diào)整運(yùn)動姿態(tài)，為每個運(yùn)動員提供專業(yè)評分意見。”小冰AI相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴「探客Tanker」。

據(jù)了解，小冰AI評分系統(tǒng)還能夠?qū)x手的身體重心、空中姿態(tài)、曲線和落地姿態(tài)等數(shù)值進(jìn)行記錄，為每個運(yùn)動員的成績提供專業(yè)評分，包括為何被扣分、如何少扣分等建議。

“小冰團(tuán)隊把普通攝像頭架設(shè)在裁判的位置，基于大量訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行模型修正，根據(jù)運(yùn)動序列預(yù)測，做出針對競技體育特點(diǎn)的目標(biāo)跟蹤、目標(biāo)檢測和識別，包括骨架識別等。相較而言，傳統(tǒng)的骨架模型是識別不出冰雪運(yùn)動員骨架的，因為冰雪項目運(yùn)動員穿得非常寬松，而小冰AI競技體育國際賽事評分系統(tǒng)可以做到?！毙”鵄I相關(guān)負(fù)責(zé)人對「探客Tanker」說。

除了給出專業(yè)的評分意見外，小冰AI評分系統(tǒng)還可以根據(jù)運(yùn)動員歷史數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對訓(xùn)練趨勢的追溯，提出科學(xué)訓(xùn)練專家策略，有效提升國家隊訓(xùn)練效率。

值得一提的是，東京奧運(yùn)會引入了日本富士通開發(fā)的AI裁判系統(tǒng)，在體操項目中對運(yùn)動員的動作打分，這個系統(tǒng)可以通過對運(yùn)動員身體及周邊投射200萬處紅外線追蹤運(yùn)動員動作。

運(yùn)動員的動作轉(zhuǎn)換成三維圖像后，AI模型會結(jié)合數(shù)據(jù)集中的大量訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，判斷每個動作是否出現(xiàn)失誤以及完成度如何并給出相應(yīng)的成績。

最終，裁判會結(jié)合AI評分系統(tǒng)的評判結(jié)果給出最后成績。

也許，未來隨著AI評分系統(tǒng)在各項體育賽事中普及，對運(yùn)動員的相關(guān)數(shù)據(jù)積累和分析將更精準(zhǔn)，那么人們對于比賽結(jié)果的爭議也會更少。

3、體育+AI還有哪些可能？

競技體育的魅力在于不斷地突破人類的極限。

蘇炳添用9秒83的成績讓世界看到了中國速度，刷新亞洲紀(jì)錄，成為了第一位進(jìn)入奧運(yùn)百米決賽的黃種人；14歲小將全紅嬋10米跳臺3跳滿分，刷新世界紀(jì)錄上演“水花消失術(shù)”……

AI的魅力在于不斷地打破人類的想象。

1997年5月，IBM“深藍(lán)”超級計算機(jī)打敗當(dāng)時的國際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫，AI的能力震驚世界；2002年，擁有AI避障能力可以自主設(shè)計路線的掃地機(jī)器人Roomba出現(xiàn)；2015年3月，馬云秀出了支付寶刷臉支付技術(shù)，讓“付錢”變得更智能便捷……

近年來，AI在金融、教育、物流、政務(wù)等領(lǐng)域的落地越來越豐富，作為國家重點(diǎn)發(fā)展的體育事業(yè)自然也不能落后，AI技術(shù)在競技體育中的作用正逐漸顯現(xiàn)。

具體來看，運(yùn)動員的輔助訓(xùn)練、賽事的裁判、賽場的監(jiān)控，甚至觀眾觀看比賽的方式都在發(fā)生智能化的轉(zhuǎn)變。

未來，體育+AI還會有更多落地形式出現(xiàn)，不止在專業(yè)賽事中，在學(xué)校的體育教學(xué)、大眾的體育鍛煉中都會有相應(yīng)的AI解決方案，給人們帶來更高效的體育訓(xùn)練、更精準(zhǔn)的比賽裁決、更沉浸式的觀賽體驗……

體育精神是國家和民族精神的重要支撐，要求我們有信念、有道德、有拼搏精神、有團(tuán)結(jié)意識……隨著AI技術(shù)的加持，“體育+AI”將成為人類持續(xù)突破自我、創(chuàng)造新歷史的重要手段，而我們的未來將不止擁有88塊獎牌。

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