2月14日和16日，中國(guó)運(yùn)動(dòng)員徐夢(mèng)桃、齊廣璞分別獲得了北京冬奧會(huì)自由式滑雪空中技巧項(xiàng)目的女子組冠軍和男子組冠軍。加之此前徐夢(mèng)桃、賈宗洋和齊廣璞共同獲得的自由式滑雪空中技巧混合團(tuán)體亞軍，目前中國(guó)隊(duì)在該項(xiàng)目上已經(jīng)斬獲了2金1銀的歷史最佳成績(jī)。

成績(jī)的取得離不開平日里科學(xué)有效的訓(xùn)練，這其中也有人工智能等前沿技術(shù)的應(yīng)用。

為了提升空中技巧項(xiàng)目的訓(xùn)練效率和效果，小冰公司研發(fā)了一套人工智能裁判與教練系統(tǒng)。該系統(tǒng)于2019年開始應(yīng)用于該項(xiàng)目的日常訓(xùn)練，提供運(yùn)動(dòng)軌跡、身體姿態(tài)等多維度指標(biāo)分析，并能實(shí)時(shí)指出失分動(dòng)作，為教練提供專業(yè)的評(píng)判及指導(dǎo)意見。

2月18日，小冰公司CEO李笛在接受澎湃新聞（m.dbgt.com.cn）記者采訪時(shí)表示，人工智能裁判與教練系統(tǒng)能有幸參與書寫冬奧雪上項(xiàng)目的歷史，這是體育產(chǎn)業(yè)邁入人工智能時(shí)代的新一步。經(jīng)過冬奧賽事的考驗(yàn)，未來人工智能在體育領(lǐng)域一定會(huì)更廣泛地普及應(yīng)用，也有望進(jìn)入尋常百姓家。

2月18日，小冰公司CEO李笛接受采訪   澎湃新聞?dòng)浾?周頔 攝

人工智能通過學(xué)習(xí)構(gòu)建冰雪運(yùn)動(dòng)分析模型

自由式滑雪空中技巧是具有一定危險(xiǎn)性的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，運(yùn)動(dòng)員每天訓(xùn)練量有限，為提升訓(xùn)練效率，需要強(qiáng)化運(yùn)動(dòng)員對(duì)高分動(dòng)作的記憶。

與進(jìn)球、打靶等客觀評(píng)分不同，自由式滑雪空中技巧等項(xiàng)目的評(píng)分規(guī)則更為復(fù)雜，如何能夠在日常訓(xùn)練中實(shí)時(shí)與國(guó)際裁判的計(jì)分準(zhǔn)則保持一致？

對(duì)此，李笛表示，人工智能裁判與教練系統(tǒng)通過學(xué)習(xí)國(guó)際大賽上裁判打分標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建了冰雪運(yùn)動(dòng)分析模型，針對(duì)運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練中的每一跳，做出專業(yè)判斷打分。

系統(tǒng)打分與國(guó)際裁判計(jì)分準(zhǔn)則保持高度一致，嚴(yán)格判別扣分動(dòng)作，并對(duì)起跳、空中、落地三個(gè)階段的全流程動(dòng)作進(jìn)行量化，能夠支持運(yùn)動(dòng)軌跡、身體姿態(tài)、出臺(tái)角度、高遠(yuǎn)度等多維度指標(biāo)分析。

讓人工智能系統(tǒng)為運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練打分，這聽上去似乎是單一的任務(wù)，但在實(shí)踐中卻面臨著多重困難。

以動(dòng)作識(shí)別為例，男子運(yùn)動(dòng)員滑出助滑坡的時(shí)速超過70公里，高度差達(dá)15米，整套動(dòng)作滯空時(shí)間僅有2-3秒，最高難度的空中翻轉(zhuǎn)加轉(zhuǎn)體動(dòng)作可達(dá)8圈，夜間運(yùn)動(dòng)員畫面往往與背景融為一體，觀測(cè)距離達(dá)到25米，此外，零下二三十度的嚴(yán)寒也會(huì)導(dǎo)致高幀率視頻采集設(shè)備難以長(zhǎng)時(shí)間工作。

李笛表示，打造“實(shí)時(shí)評(píng)分、量化動(dòng)作、可追溯與預(yù)測(cè)”的人工智能裁判與教練系統(tǒng)，小冰公司解決了姿態(tài)識(shí)別問題，并在訓(xùn)練數(shù)據(jù)非常稀少的情況下構(gòu)建了冰雪運(yùn)動(dòng)分析模型。

模擬國(guó)際大賽打分，為訓(xùn)練提供評(píng)判和統(tǒng)計(jì)

2020年，人工智能裁判與教練系統(tǒng)正式長(zhǎng)期應(yīng)用于訓(xùn)練，參與起跳、空中、落地三個(gè)階段的全流程評(píng)分。

李笛表示，在日常訓(xùn)練期間，人工智能裁判與教練系統(tǒng)可以自動(dòng)分析出該動(dòng)作的完成情況，包括最低點(diǎn)速度、出臺(tái)速度和角度、最高點(diǎn)高度、落地點(diǎn)等。也能及時(shí)完成每日的訓(xùn)練動(dòng)作分析，以教練視角提供運(yùn)動(dòng)軌跡、旋轉(zhuǎn)角度、空中高遠(yuǎn)度等多維度數(shù)據(jù)指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)失分動(dòng)作并篩選出當(dāng)日最佳動(dòng)作，為隊(duì)員追溯每一跳創(chuàng)造客觀條件，從而有效提升訓(xùn)練效果。

此外，該系統(tǒng)也能夠?qū)\(yùn)動(dòng)員的每一跳進(jìn)行追溯，長(zhǎng)期累積數(shù)據(jù)，構(gòu)建運(yùn)動(dòng)檔案，用于科學(xué)觀察、預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)員表現(xiàn)，基于歷史數(shù)據(jù)給出各項(xiàng)指標(biāo)的綜合統(tǒng)計(jì)情況。

“系統(tǒng)是本地化的，運(yùn)動(dòng)員和教練員可以在訓(xùn)練現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)查看、實(shí)時(shí)調(diào)整。”李笛表示，在訓(xùn)練場(chǎng)，教練員和運(yùn)動(dòng)員可以通過平板電腦等設(shè)備使用人工智能裁判與教練系統(tǒng)分析訓(xùn)練動(dòng)作，剛剛做完的動(dòng)作馬上就會(huì)得到分析，有助于運(yùn)動(dòng)員調(diào)整和練習(xí)。

此外，該系統(tǒng)還協(xié)助冬運(yùn)中心從各省隊(duì)選拔了六名冬奧試滑員。選拔測(cè)試基于氣墊模擬場(chǎng)景，人工智能裁判與教練系統(tǒng)通過雪場(chǎng)落地模型模擬分析出氣墊落地結(jié)果，計(jì)算落地過程中的姿態(tài)變化，并提供精確的評(píng)判結(jié)果。

據(jù)了解，三年間，該系統(tǒng)已完成過近萬次評(píng)分、五萬多次動(dòng)作分析，輔助運(yùn)動(dòng)員提高日常訓(xùn)練效果，成為了教練員日常執(zhí)教的重要助手。

未來將服務(wù)于大眾體育

2021年2月，在“相約北京2020/2021賽季全國(guó)自由式滑雪空中技巧邀請(qǐng)賽”（北京冬奧會(huì)測(cè)試賽），人工智能裁判與教練系統(tǒng)獨(dú)立執(zhí)裁了2月17日、2月19日、2月20日三天共八輪比賽，包括個(gè)人預(yù)決賽、超級(jí)決賽、團(tuán)體預(yù)決賽在內(nèi)的全部44人次裁判工作。

執(zhí)賽期間，人工智能裁判與教練系統(tǒng)成功克服了大場(chǎng)景下拍攝目標(biāo)小、現(xiàn)場(chǎng)干擾多、夜間采光不足等困難，在人類歷史上首次實(shí)現(xiàn)了無人工干預(yù)，完全由人工智能系統(tǒng)完成全自動(dòng)評(píng)判工作。

李笛表示，在嚴(yán)寒環(huán)境下，人工智能裁判與教練系統(tǒng)穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)了每跳次的實(shí)時(shí)計(jì)算評(píng)分，成為人類歷史上首個(gè)在空中技巧正賽上執(zhí)裁的AI系統(tǒng)，其執(zhí)裁水平也得到了國(guó)際雪聯(lián)、國(guó)家體育總局冬運(yùn)中心的一致認(rèn)可。

對(duì)于系統(tǒng)未來的應(yīng)用，李笛表示，目前所展示的技術(shù)往往是階段性的開始，他相信未來人工智能在體育訓(xùn)練等方面的應(yīng)用將很快普及到尋常百姓家。

在體育領(lǐng)域，小冰計(jì)劃覆蓋從競(jìng)技場(chǎng)內(nèi)的專業(yè)AI教練，到體育資訊主播、賽事場(chǎng)館虛擬員工、校園體育助理、大眾健身教練以及運(yùn)動(dòng)品牌AI設(shè)計(jì)師的完整場(chǎng)景。

“我們經(jīng)受過競(jìng)技體育的考驗(yàn)，也可以把這樣的技術(shù)應(yīng)用到大眾日常的運(yùn)動(dòng)需求中去?！崩畹驯硎?，競(jìng)技體育對(duì)技術(shù)要求有嚴(yán)格的高標(biāo)準(zhǔn)，能夠滿足競(jìng)技體育的技術(shù)，向公眾普及會(huì)容易很多。

人工智能裁判與教練系統(tǒng)