如何通過人工智能為冬奧健兒的體育訓(xùn)練賦能？復(fù)旦大學(xué)工程與應(yīng)用技術(shù)研究院教授、智能機器人研究院常務(wù)副院長張立華團隊研發(fā)出智能冰上運動訓(xùn)練分析系統(tǒng)，這一系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)被2022北京冬奧會采用，助力教練員實現(xiàn)科學(xué)訓(xùn)練、有效提升運動員訓(xùn)練效果和競賽成績。

智能冰上運動訓(xùn)練分析系統(tǒng)助力教練實現(xiàn)科學(xué)訓(xùn)練

為了更好地籌備2022年北京冬奧會，工信部、國家體育總局于2019年開始規(guī)劃制定冰雪裝備器材產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃。長期從事人工智能、計算機視覺與智能感知相關(guān)研究的張立華教授提出建議——用人工智能技術(shù)提高冰上運動訓(xùn)練水平

2019年2月，張立華團隊在首鋼訓(xùn)練基地同國家體育總局冬季運動管理中心聘請的高水平運動表現(xiàn)顧問克里斯汀·科林斯（Kristin Collins）女士進行了溝通，討論了智能輔助分析系統(tǒng)的實用價值，開展智能輔助分析系統(tǒng)的相關(guān)研發(fā)部署等工作。

“你們提出的這個系統(tǒng)聽起來很有價值！”

顧問的這句話增加了張立華以科技助力冬奧的信心，他帶領(lǐng)團隊同吉林省體育局合作，開始構(gòu)建冰上運動智能訓(xùn)練示范系統(tǒng)。

經(jīng)過近兩年的努力，張立華團隊打造出智能冰上運動訓(xùn)練分析系統(tǒng)。

該系統(tǒng)采用基于人工智能計算機視覺算法對滑冰運動員的動作、姿態(tài)、速度等信息進行智能分析對比，從定性、定量再到定制化分析每個運動員的特點，提高科學(xué)化訓(xùn)練水平與效率，有效減輕教練員工作負荷，實現(xiàn)科學(xué)訓(xùn)練、有效提升運動員訓(xùn)練效果和競賽成績的目的。

■ 運動目標(biāo)的骨架節(jié)點識別和可視化

“我們利用人工智能技術(shù)，可以分析冰上運動員的骨架、各關(guān)節(jié)的動作、姿勢，這叫運動目標(biāo)的骨架節(jié)點識別和可視化�！睆埩⑷A介紹。

■ 運動目標(biāo)跟蹤與軌跡可視化

以往專業(yè)教練總是目不轉(zhuǎn)睛地注視著運動員，如今智能冰上運動訓(xùn)練分析系統(tǒng)卻讓高清攝像頭在場邊實時動態(tài)監(jiān)督運動員，通過運動目標(biāo)跟蹤與軌跡可視化，在監(jiān)控屏幕上識別每位運動員身上的骨骼關(guān)鍵點以及運動軌跡，顯示出各類運動指標(biāo)的統(tǒng)計信息�！岸痰浪倩�/速度滑冰的運動軌跡、姿勢一目了然，從定性的教練員的分析，變成定量的科學(xué)分析手段�！�

■ 三維骨架節(jié)點檢測與姿態(tài)估計

對于花樣滑冰而言，評判標(biāo)準(zhǔn)更多，智能冰上運動訓(xùn)練分析系統(tǒng)通過三維骨架節(jié)點檢測與姿態(tài)估計，幫助運動員改善姿勢的規(guī)范度與美觀度。而運動目標(biāo)3D模型可視化，則為花樣滑冰運動員旋轉(zhuǎn)計數(shù)這樣的技術(shù)分析提供了便捷。

■ 運動目標(biāo)3D模型可視化

由張立華團隊推出的“短道速滑/速度滑冰軌跡分析系統(tǒng)”入選工信部首臺（套）重大技術(shù)裝備推廣應(yīng)用指導(dǎo)目錄，該目錄對科技冬奧發(fā)揮指導(dǎo)作用。

復(fù)旦科技應(yīng)用各項體育運動，助力全民運動健身

對于張立華教授這位土生土長的東北人來說，雖然沒有什么運動天賦，對各項冰雪運動可是并不陌生。如今，他以多年的科研積淀，開發(fā)出智能冰上運動訓(xùn)練分析系統(tǒng)，已在家鄉(xiāng)的吉林省體育局長春冰上訓(xùn)練基地搭建示范系統(tǒng)。

“你的擺臂幅度如果再小5厘米，就會減少一定阻力，速度和穩(wěn)定性也會再有所提升�！痹陂L春冰上訓(xùn)練基地，教練通過示范系統(tǒng)對運動員進行針對性指導(dǎo)，為運動員創(chuàng)佳績提供有力支持。

除了冰上運動，這套智能訓(xùn)練分析系統(tǒng)還能否助力其他體育運動項目？

復(fù)旦女足姑娘們?nèi)涨皧Z冠，桌上足球和足球類電子游戲等也頗受大眾喜愛，基于人工智能的計算機視覺算法對足球運動員也可以進行實時動態(tài)監(jiān)控與分析，讓“AI版的足球”不再是一場夢。

也許未來的健身房里，復(fù)旦學(xué)子“刷鍛”的場地上，智能訓(xùn)練分析系統(tǒng)也讓“AI教練”如影隨形，實現(xiàn)體育運動的智能化革新。

未來，張立華團隊將面向?qū)�業(yè)和大眾運動項目開展比賽訓(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)競技體育比賽訓(xùn)練智能分析平臺，實現(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館、大眾體育智能化示范設(shè)施，讓廣大群眾能夠在日常運動中感受“智能化”服務(wù)帶來的全新體驗。

張立華在美國的朋友，家里孩子們經(jīng)常參加冰球比賽，聽說張立華研發(fā)了一套智能冰上運動訓(xùn)練分析系統(tǒng)，非常驚喜，迫不及待地想要試用。

張立華非�？春眠@項技術(shù)的未來前景，他相信這項復(fù)旦科技助力冬奧的成果，能在未來讓冰雪運動和各項體育運動的智慧化指導(dǎo)“飛入尋常百姓家”。

“這項技術(shù)既服務(wù)于國家，體現(xiàn)中國冬奧的科技水平，也在將來服務(wù)于全民運動普及水平，發(fā)揮最大的價值�！睆埩⑷A堅定地說。

來源：周到上海 作者：胡慧中 徐斌忠

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