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智能冰上運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練分析系統(tǒng)演示。受訪者供圖

“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)提升?！痹陂L春冰上訓(xùn)練基地，教練正通過“智能冰上運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練分析系統(tǒng)”對運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行指導(dǎo)。

借助復(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)副院長張立華團(tuán)隊(duì)研發(fā)的訓(xùn)練分析系統(tǒng)，人工智能（AI）教練也許能助你化身“冰雪精靈”。

為更好地籌備北京2022年冬奧會(huì)，工信部、國家體育總局于2019年開始規(guī)劃制訂冰雪裝備器材產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃。當(dāng)時(shí)，長期從事AI、計(jì)算機(jī)視覺與智能感知研究的張立華就意識(shí)到，動(dòng)作識(shí)別與檢測、運(yùn)動(dòng)分析與追蹤等技術(shù)可應(yīng)用于冰雪項(xiàng)目訓(xùn)練，并提出利用AI提高冰上運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練水平、滿足民眾參與冰雪運(yùn)動(dòng)需求的建議。

2019年2月，張立華團(tuán)隊(duì)同國家體育總局冬季運(yùn)動(dòng)管理中心聘請的高水平運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)顧問克里斯汀·科林斯進(jìn)行溝通，討論了智能輔助分析系統(tǒng)的實(shí)用價(jià)值。

“你們提出的這個(gè)系統(tǒng)聽起來很有價(jià)值！”專家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(tuán)隊(duì)同吉林省體育局合作，開始構(gòu)建智能冰上運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練示范系統(tǒng)。

研究人員使用基于AI的計(jì)算機(jī)視覺算法，對滑冰運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作、姿態(tài)、速度等信息進(jìn)行分析對比，從定性、定量分析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)練的水平與效率。

“利用人工智能技術(shù)，我們可以分析冰上運(yùn)動(dòng)員的骨架、各關(guān)節(jié)的動(dòng)作、姿勢，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告訴《中國科學(xué)報(bào)》。

以往專業(yè)教練總是目不轉(zhuǎn)睛地注視著運(yùn)動(dòng)員，而智能冰上運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練分析系統(tǒng)使用高清攝像頭在場邊實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)督運(yùn)動(dòng)員，通過運(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、姿勢一目了然，“從定性的教練員的分析變成定量的科學(xué)分析”。

對花樣滑冰而言，評判標(biāo)準(zhǔn)更多，智能冰上運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練分析系統(tǒng)通過三維骨架節(jié)點(diǎn)檢測與姿態(tài)估計(jì)，能幫助運(yùn)動(dòng)員改善姿勢的規(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)這樣的分析提供了便利。

“在長春冰上訓(xùn)練基地，教練通過示范系統(tǒng)對運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行針對性指導(dǎo)，為運(yùn)動(dòng)員創(chuàng)造佳績提供了有力支持?！睆埩⑷A說，“除冰上運(yùn)動(dòng)外，這套智能訓(xùn)練分析系統(tǒng)還能為其他體育項(xiàng)目提供幫助。”

下一步，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館、大眾體育智能化示范設(shè)施，讓廣大群眾在日常運(yùn)動(dòng)中感受“智能化”服務(wù)帶來的全新體驗(yàn)。

隨著體育運(yùn)動(dòng)的智能化革新，也許未來的專業(yè)訓(xùn)練場和普通健身房里，AI教練會(huì)“如影隨形”。（張雙虎黃辛）