再過(guò)半個(gè)月，來(lái)自世界各地的運(yùn)動(dòng)員將齊聚2022北京冬奧會(huì)賽場(chǎng)，檢驗(yàn)在過(guò)去四年，又一個(gè)冬奧周期中的訓(xùn)練成果。除了苦練與汗水，如今，高科技也更加緊密地融入到賽訓(xùn)體系中。用AI賦能體育訓(xùn)練，由復(fù)旦大學(xué)工程與應(yīng)用技術(shù)研究院教授、智能機(jī)器人研究院常務(wù)副院長(zhǎng)張立華團(tuán)隊(duì)研發(fā)的智能冰上運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練分析系統(tǒng)，就可以讓“智能化”教練親身指導(dǎo)，助你化身“冰雪精靈”！

“AI教練”如何指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)員？

晶瑩冰場(chǎng)上，花樣滑冰的運(yùn)動(dòng)員們伴著旋律翩翩起舞，而張立華教授的視角卻不止于欣賞，長(zhǎng)期從事人工智能、計(jì)算機(jī)視覺與智能感知相關(guān)研究的他，在運(yùn)動(dòng)員們舞動(dòng)、旋轉(zhuǎn)的身影中，敏銳察覺了動(dòng)作識(shí)別與檢測(cè)、運(yùn)動(dòng)分析與追蹤等AI技術(shù)應(yīng)用的可能性。

2019年2月，張立華團(tuán)隊(duì)在首鋼訓(xùn)練基地同國(guó)家體育總局冬季運(yùn)動(dòng)管理中心聘請(qǐng)的高水平運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)顧問(wèn)克里斯汀?科林斯（Kristin Collins）女士進(jìn)行了溝通，討論了智能輔助分析系統(tǒng)的實(shí)用價(jià)值，開展智能輔助分析系統(tǒng)的相關(guān)研發(fā)部署等工作。

團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)近兩年的努力打造出智能冰上運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練分析系統(tǒng)，采用基于人工智能計(jì)算機(jī)視覺算法對(duì)滑冰運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作、姿態(tài)、速度等信息進(jìn)行智能分析對(duì)比，從定性、定量再到定制化分析每個(gè)運(yùn)動(dòng)員的特點(diǎn)，提高科學(xué)化訓(xùn)練水平與效率，有效減輕教練員工作負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)科學(xué)訓(xùn)練、有效提升運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練效果和競(jìng)賽成績(jī)的目的。

“我們利用人工智能技術(shù)，可以分析冰上運(yùn)動(dòng)員的骨架、各關(guān)節(jié)的動(dòng)作、姿勢(shì)，這叫運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的骨架節(jié)點(diǎn)識(shí)別和可視化?！睆埩⑷A介紹。

以往專業(yè)教練總是目不轉(zhuǎn)睛地注視著運(yùn)動(dòng)員，如今智能冰上運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練分析系統(tǒng)卻讓高清攝像頭在場(chǎng)邊實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)督運(yùn)動(dòng)員，通過(guò)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤與軌跡可視化，在監(jiān)控屏幕上識(shí)別每位運(yùn)動(dòng)員身上的骨骼關(guān)鍵點(diǎn)以及運(yùn)動(dòng)軌跡，顯示出各類運(yùn)動(dòng)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)信息。“短道速滑/速度滑冰的運(yùn)動(dòng)軌跡、姿勢(shì)一目了然，從定性的教練員的分析，變成定量的科學(xué)分析手段?！?

對(duì)于花樣滑冰而言，評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)更多，智能冰上運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練分析系統(tǒng)通過(guò)三維骨架節(jié)點(diǎn)檢測(cè)與姿態(tài)估計(jì)，幫助運(yùn)動(dòng)員改善姿勢(shì)的規(guī)范度與美觀度。而運(yùn)動(dòng)目標(biāo)3D模型可視化，則為花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)這樣的技術(shù)分析提供了便捷。

上得冬奧賽場(chǎng)，亦能“飛入尋常百姓家”

張立華教授是土生土長(zhǎng)的東北人，雖然沒有什么運(yùn)動(dòng)天賦，但對(duì)各項(xiàng)冰雪運(yùn)動(dòng)可是并不陌生。如今，他開發(fā)出的智能冰上運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練分析系統(tǒng)，已在家鄉(xiāng)的吉林省體育局長(zhǎng)春冰上訓(xùn)練基地搭建示范系統(tǒng)。

“你的擺臂幅度如果再小5厘米，就會(huì)減少一定阻力，速度和穩(wěn)定性也會(huì)再有所提升。”在長(zhǎng)春冰上訓(xùn)練基地，教練通過(guò)示范系統(tǒng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行針對(duì)性指導(dǎo)，為運(yùn)動(dòng)員創(chuàng)佳績(jī)提供有力支持。

除了冰上運(yùn)動(dòng)，“AI教練”還能勝任體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，比如基于人工智能的計(jì)算機(jī)視覺算法對(duì)足球運(yùn)動(dòng)員也可以進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控與分析，讓“AI版的足球”不再是一場(chǎng)夢(mèng)。

“咱們東北有挺多滑雪場(chǎng)，也有人提議先從各大滑雪場(chǎng)入手?！睆埩⑷A笑道。 張立華在美國(guó)的朋友，家里孩子們經(jīng)常參加冰球比賽，聽說(shuō)張立華研發(fā)了一套智能冰上運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練分析系統(tǒng)，非常驚喜，迫不及待地想要試用。張立華非常看好這項(xiàng)技術(shù)的未來(lái)前景，他相信這項(xiàng)復(fù)旦科技助力冬奧的成果，能在未來(lái)讓冰雪運(yùn)動(dòng)和各項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)的智慧化指導(dǎo)“飛入尋常百姓家”。

未來(lái)，張立華團(tuán)隊(duì)將面向?qū)I(yè)和大眾運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目開展比賽訓(xùn)練分析算法及應(yīng)用系統(tǒng)研究，根據(jù)現(xiàn)有基礎(chǔ)建設(shè)競(jìng)技體育比賽訓(xùn)練智能分析平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練輔助分析、比賽輔助裁判等智能化應(yīng)用，并建設(shè)示范性智能化體育比賽場(chǎng)館、大眾體育智能化示范設(shè)施，讓廣大群眾能夠在日常運(yùn)動(dòng)中感受“智能化”服務(wù)帶來(lái)的全新體驗(yàn)。 “這項(xiàng)技術(shù)既服務(wù)于國(guó)家，體現(xiàn)中國(guó)冬奧的科技水平，也在將來(lái)服務(wù)于全民運(yùn)動(dòng)普及水平，發(fā)揮最大的價(jià)值?！睆埩⑷A堅(jiān)定地說(shuō)。