圖片來(lái)源 視覺(jué)中國(guó)
文|探客Tanker，作者|王穎，編輯|蛋總
8月8日，88枚獎(jiǎng)牌完美收官。
在剛結(jié)束的2020東京奧運(yùn)會(huì)上，中國(guó)運(yùn)動(dòng)員88次站上了領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)，38金、32銀、18銅，每一枚獎(jiǎng)牌都凝聚了中國(guó)運(yùn)動(dòng)員的拼搏精神以及沉甸甸的汗水。
4年一次的奧運(yùn)會(huì)（由于疫情影響本屆奧運(yùn)會(huì)延期一年舉辦）承載著無(wú)數(shù)運(yùn)動(dòng)員的夢(mèng)想，這場(chǎng)國(guó)際賽事吸引著全世界的關(guān)注，而自東京奧運(yùn)會(huì)開幕以來(lái)，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(píng)價(jià)“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(dòng)員只能睡在地上，東京奧組委稱獎(jiǎng)牌是回收金屬做的，獲獎(jiǎng)選手沒(méi)必要咬……
除了文化理念上的不同，比賽中還有一些引起爭(zhēng)議的現(xiàn)象。比如引發(fā)了全網(wǎng)熱議的體操男子個(gè)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(gè)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(dòng)作回放做成了表情包廣為流傳。
國(guó)際體聯(lián)在巨大的爭(zhēng)議聲中首次公開了評(píng)分細(xì)則，隨后網(wǎng)友們被動(dòng)開啟了“鷹眼”模式，“監(jiān)督”裁判在每場(chǎng)比賽中的打分和判罰。
事實(shí)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(huì)中，比如在游泳、跑步等賽事中計(jì)時(shí)的Omega Timing，在網(wǎng)球、羽毛球等比賽中即時(shí)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(huì)上，有哪些高科技藏在賽場(chǎng)背后？AI如何與體育競(jìng)技結(jié)合？我們把目光聚焦到了賽場(chǎng)之外，看看真正的“科技奧運(yùn)”是什么樣的。
01賽場(chǎng)外的AI教練
眾所周知，乒乓球、跳水、羽毛球、舉重、射擊等項(xiàng)目一向是我國(guó)的優(yōu)勢(shì)項(xiàng)目，我國(guó)的運(yùn)動(dòng)員在這次東京奧運(yùn)會(huì)上也取得了不俗的成績(jī)——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(tái)決賽中5跳拿到3個(gè)滿分打破世界紀(jì)錄…...
榮耀的背后是運(yùn)動(dòng)員數(shù)年的艱苦訓(xùn)練，隨著現(xiàn)代體育競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)追求高效精準(zhǔn)，在本屆奧運(yùn)會(huì)中除了我們能看到運(yùn)動(dòng)員在鏡頭前的表現(xiàn)外，幕后的AI技術(shù)也為運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練帶來(lái)了顛覆性的創(chuàng)新。
2019年9月，去跳水隊(duì)場(chǎng)館觀看了運(yùn)動(dòng)員的陸上訓(xùn)練和水上訓(xùn)練后，百度技術(shù)團(tuán)隊(duì)對(duì)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(dòng)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(guò)采集夢(mèng)之隊(duì)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。
圖/百度
作為中國(guó)跳水隊(duì)的獨(dú)家AI技術(shù)合作伙伴，百度智能云為中國(guó)跳水隊(duì)定制了國(guó)內(nèi)首個(gè)“3D+AI”跳水訓(xùn)練系統(tǒng)，通過(guò)視頻對(duì)運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，將跳水步驟、姿勢(shì)進(jìn)行精細(xì)的評(píng)價(jià)和糾正。
“跳水運(yùn)動(dòng)是一個(gè)超高速的運(yùn)動(dòng)，從起跳到入水也就2秒鐘時(shí)間，還要做高難度的翻騰、轉(zhuǎn)體動(dòng)作，在這2秒鐘時(shí)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(xiàng)目不同，不適合在運(yùn)動(dòng)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(guó)內(nèi)首個(gè)3D+AI跳水訓(xùn)練系統(tǒng)。”百度研發(fā)工程師解釋到。
這套3D+AI跳水訓(xùn)練系統(tǒng)，從運(yùn)動(dòng)員踏上跳板就開始錄制，入水后停止。這段高速視頻會(huì)在百度大腦的3D視覺(jué)技術(shù)和AI算法下形成全過(guò)程的三位數(shù)值，教練可以通過(guò)每一步的動(dòng)作重建為運(yùn)動(dòng)員提供針對(duì)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(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，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(chǎng)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(guò)3D視覺(jué)感知和AI分析將運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合成專業(yè)知識(shí)模型，即時(shí)反饋到教練的平板電腦上，有效地幫助隊(duì)伍制定競(jìng)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(dòng)作的細(xì)節(jié)，真正實(shí)現(xiàn)“捕風(fēng)捉影”，同時(shí)支持360度自由視角觀看，AI技術(shù)的輔助讓中國(guó)跳水夢(mèng)之隊(duì)的訓(xùn)練邁入了智能時(shí)代。
同樣作為奧運(yùn)賽場(chǎng)上的“常勝將軍”，乒乓球隊(duì)在“不懂球的胖子”劉國(guó)梁的帶領(lǐng)下，馬龍、樊振東、許昕等中國(guó)乒乓球運(yùn)動(dòng)員包攬了世界排名前幾位。而在乒乓球隊(duì)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(guó)家隊(duì)訓(xùn)練基地，成為了一名“機(jī)器人教練”。
“乒乓球的運(yùn)動(dòng)速度非常快，動(dòng)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(dòng)軌跡和落點(diǎn)也都不同，這不是一個(gè)機(jī)械的重復(fù)性動(dòng)作，如果要機(jī)器人來(lái)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(dòng)員李笑告訴「探客Tanker」。
其實(shí)，在2018年的人工智能大會(huì)上，新松就展示過(guò)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(guó)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(guò)大量的數(shù)據(jù)訓(xùn)練，Pongbot能夠?qū)ζ古仪虻倪\(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作姿態(tài)進(jìn)行智能分析并模擬真人動(dòng)作，配合運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練。
如今，Pongbot已經(jīng)從乒乓球?qū)W院走進(jìn)了國(guó)家隊(duì)訓(xùn)練基地。
圖/龐伯特Pongbot官微
Pongbot與其他乒乓球發(fā)球機(jī)器人不同，它是第一個(gè)手執(zhí)球拍的發(fā)球機(jī)器人，動(dòng)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(dòng)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(guó)乒乓球運(yùn)動(dòng)員都可以通過(guò)手機(jī)APP查看實(shí)時(shí)排名情況。此外，如果帶上AR眼鏡，還能看到乒乓球的運(yùn)動(dòng)軌跡和數(shù)據(jù)在眼前飛過(guò)，體驗(yàn)更加直觀。
圖/龐伯特Pongbot官微
不難看出，AI在體育中的應(yīng)用目前大多數(shù)是基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)識(shí)別技術(shù)，通過(guò)圖像信息的采集進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，經(jīng)過(guò)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(dòng)員的訓(xùn)練和比賽提供幫助。
02賽事中的AI裁判
除了在各類體育項(xiàng)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(píng)分環(huán)節(jié)上，也出現(xiàn)了“AI裁判員”——在越來(lái)越追求精確度的體育競(jìng)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(huì)首次在網(wǎng)球比賽中引入了“鷹眼”技術(shù)。這是一種由多個(gè)高速、高清攝像頭和大屏幕組成的即時(shí)回放系統(tǒng)，如果運(yùn)動(dòng)員對(duì)比賽結(jié)果有異議可以通過(guò)“鷹眼”回放進(jìn)行確認(rèn)。而從1932年就開始為奧運(yùn)會(huì)提供計(jì)時(shí)服務(wù)的OMEGA，就以百分之一秒的精確度確保了計(jì)時(shí)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(guò)提供獨(dú)立且完整的、與人類專業(yè)裁判一致的評(píng)價(jià)，不僅為運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)打分，還會(huì)形成運(yùn)動(dòng)員獨(dú)特的個(gè)性化訓(xùn)練檔案。
那么，這個(gè)AI助理裁判員具體是如何“工作”的？
小冰AI評(píng)分系統(tǒng)，是全球首個(gè)能夠基于運(yùn)動(dòng)員動(dòng)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(píng)價(jià)的AI系統(tǒng)，已經(jīng)獲得了體育總局和國(guó)際雪聯(lián)認(rèn)可，擔(dān)任助理裁判。
目前，小冰AI評(píng)分系統(tǒng)已成功幫助國(guó)家體育總局冬運(yùn)中心完成冬奧測(cè)試賽。
“小冰AI評(píng)分系統(tǒng)獨(dú)創(chuàng)了滑雪運(yùn)動(dòng)分析模型，包含了小冰框架內(nèi)多項(xiàng)全球領(lǐng)先的人工智能視覺(jué)分析技術(shù)。結(jié)合奧運(yùn)比賽場(chǎng)景的特殊性，如高強(qiáng)光高復(fù)雜的背景、運(yùn)動(dòng)員空中停留時(shí)間極短、競(jìng)賽項(xiàng)目場(chǎng)地限制等，小冰AI評(píng)分系統(tǒng)可根據(jù)運(yùn)動(dòng)序列預(yù)測(cè)做出目標(biāo)檢測(cè)和跟蹤，實(shí)時(shí)反饋并協(xié)助調(diào)整運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，為每個(gè)運(yùn)動(dòng)員提供專業(yè)評(píng)分意見(jiàn)。”小冰AI相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴「探客Tanker」。
據(jù)「探客Tanker」了解，小冰AI評(píng)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(gè)運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)提供專業(yè)評(píng)分，包括為何被扣分、如何少扣分等建議。
圖/小冰
“小冰團(tuán)隊(duì)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(dòng)序列預(yù)測(cè)，做出針對(duì)競(jìng)技體育特點(diǎn)的目標(biāo)跟蹤、目標(biāo)檢測(cè)和識(shí)別，包括骨架識(shí)別等。相較而言，傳統(tǒng)的骨架模型是識(shí)別不出冰雪運(yùn)動(dòng)員骨架的，因?yàn)楸╉?xiàng)目運(yùn)動(dòng)員穿得非常寬松，而小冰AI競(jìng)技體育國(guó)際賽事評(píng)分系統(tǒng)可以做到。”小冰AI相關(guān)負(fù)責(zé)人對(duì)「探客Tanker」說(shuō)。
除了給出專業(yè)的評(píng)分意見(jiàn)外，小冰AI評(píng)分系統(tǒng)還可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)員歷史數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)訓(xùn)練趨勢(shì)的追溯，提出科學(xué)訓(xùn)練專家策略，有效提升國(guó)家隊(duì)訓(xùn)練效率。
圖/小冰
值得一提的是，東京奧運(yùn)會(huì)引入了日本富士通開發(fā)的AI裁判系統(tǒng)，在體操項(xiàng)目中對(duì)運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作打分，這個(gè)系統(tǒng)可以通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)員身體及周邊投射200萬(wàn)處紅外線追蹤運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作。
運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作轉(zhuǎn)換成三維圖像后，AI模型會(huì)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(gè)動(dòng)作是否出現(xiàn)失誤以及完成度如何并給出相應(yīng)的成績(jī)。
最終，裁判會(huì)結(jié)合AI評(píng)分系統(tǒng)的評(píng)判結(jié)果給出最后成績(jī)。
也許，未來(lái)隨著AI評(píng)分系統(tǒng)在各項(xiàng)體育賽事中普及，對(duì)運(yùn)動(dòng)員的相關(guān)數(shù)據(jù)積累和分析將更精準(zhǔn)，那么人們對(duì)于比賽結(jié)果的爭(zhēng)議也會(huì)更少。
03體育+AI還有哪些可能？
競(jìng)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(jī)讓世界看到了中國(guó)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(tái)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(jí)計(jì)算機(jī)打敗當(dāng)時(shí)的國(guó)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(jì)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(lái)，AI在金融、教育、物流、政務(wù)等領(lǐng)域的落地越來(lái)越豐富，作為國(guó)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(jìng)技體育中的作用正逐漸顯現(xiàn)。
具體來(lái)看，運(yùn)動(dòng)員的輔助訓(xùn)練、賽事的裁判、賽場(chǎng)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(lái)，體育+AI還會(huì)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(huì)有相應(yīng)的AI解決方案，給人們帶來(lái)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(yàn)……
體育精神是國(guó)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(shí)……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(lái)將不止擁有88塊獎(jiǎng)牌。
