竞技体育有了“AI教练” ——“聚焦智能体育消费新业态”系列报道之四

在竞技体育领域，不论专业运动员还是爱好者都面临着同样的问题：训练过程难以量化，难从复盘中获得提升。值得注意的是，智能技术以运动员训练中产生的数据为基础，通过数据处理完成对运动员训练体系的覆盖，并结合人工智能与数据模型给出合理的训练建议，已经在越来越多的体育项目中得到应用。《中国电子报》记者从工业和信息化部、国家体育总局日前发布的智能体育典型案例名单中发现，得益于人工智能、超高清、大数据、云计算等技术的发展，动作捕捉、运动统计、运动方案定制与推荐、智能模拟训练等解决方案越来越多地应用于体育训练、赛事分析之中，为中国体育事业可持续发展增添强劲动力。

视觉技术记录训练过程

对运动员来说，能准确了解自己每次训练或比赛的数据十分重要，这关乎对身体状况的了解、对动作的把控，以及对下一次训练的迭代。而这些数据在以往的技术环境中很难获取。如今，人工智能技术和视觉技术配合专业的训练知识，正在逐渐解决这一难题。

华中科技大学联合中国地质大学、湖北省体育局乒羽管理中心，共同推出了“AI+生命医学技术”，助力运动普及与高水平竞技。华中科技大学项目负责人夏天告诉《中国电子报》记者：“一方面，羽毛球运动技术细腻且复杂，在高水平竞技场合中，还存在日常训练效果依赖教练员经验判断，无法有效量化评估的问题，这使得教练难以针对不同运动员的个性化特点，精准快速地制定或调整训练方案。另一方面，日常训练数据也未能跟踪记录，总结训练规律并构建知识图谱难上加难。”

因此，华中科技大学联合其他两所学校和机构，通过使用AI与生命医学技术（即多谱光学设备、立体成像设备、生物体征设备在内的多源观测手段），获得更加具体的运动员三维人体骨架，并进一步推算出三维人体姿态估计结果。借助三维运动模型，使运动过程中的实际物理值——运动坐标、动作幅度、运动快慢、动作时间等数据一目了然，从而有利于评估训练效果。

在动作捕捉方面，江苏省体育科学研究院联合上海商汤智能科技有限公司和汇通达网络股份有限公司，将人体关键点深度学习感知技术与统一动作逻辑分析技术成功结合。通过对人体关键点的还原与跟踪，再结合动作逻辑分析框架，最终实现了高精度动作计数，并能提供多维度标准的质量判断与矫正建议。

“精度是我们一直追求的。基于先进2D和3D全方位的视觉AI能力，再配合教练的专业知识，在指导运动员训练时，能够有效提高动作的规范性和准确性，减少运动损伤，提高专业竞技水平。”江苏省体育科学研究院项目负责人朱那说道。

在短道速滑等冰上项目中，想获取运动员在高速移动状态下的数据绝非易事。目前在国内国际滑冰训练或比赛中，测速和数据分析普遍采用冰下铺设感应线圈、运动员穿戴脚环的磁感应方式，荷兰的数字冰场便采取了这种技术。厦门东信同邦科技有限公司在数字冰场的基础上更进一步，开发出智能冰场分析系统，解决了运动数据和运动影像同步分析的问题。

首钢园国家短道速滑集训队冰场

“智能冰场运用AI视觉算法和全景画面技术，实时监测速滑运动员的各项运动信息和精确定位场地中运动员的实时坐标。我们在场馆顶部架设了一定数量的高速工业相机，用来测速和跟踪运动轨迹；同时在侧墙处设置摄像机，对视频进行录制。”厦门东信同邦科技有限公司总经理李军告诉《中国电子报》记者，“我们要实现的就是跟拍高速移动，并完成数据采集。运动员训练时的入弯和出弯速度如何？他在以某个速度通过顶弧时所需的离心力是多少？这些通过数据的分析和计算都能得出一个较为科学的结果，从而帮助运动员进行体能力量训练。”

智能冰场系统凭借其精度高等优势，圆满完成了2022北京冬奥会冰上项目、2019—2020赛季短道速滑世界杯、2021—2022年度全国短道速滑挑战赛等多场赛事的数据支撑任务。

随着科技快速发展，全球足球产业逐渐趋向智能化，但与欧洲足球运动发达地区相比，国内仍缺乏优秀的青训体系以及数字化训练工具，难以系统培养足球后备人才。简极科技有限公司以UWB技术为基础自研了INSAIT KS足球运动表现分析系统。

“我们实现了高速且可靠的厘米级运动定位，硬件上仅需4～6个基站即可覆盖一个标准足球场，通过UWB宽带定位和无线电波防数据碰撞技术，满足数十个被定位物体可同时在球场上以20Hz以上的定位频次进行高速运动数据和轨迹采集；在软件上则采用基于TDoA的无线电波定位，加上9轴惯性传感器IMU对被测物体运动轨迹的结果提供计算辅助。适合全天候室内室外使用。”简极科技研发中心总监何庆林介绍说，“这套系统能够实现数据的实时采集和呈现多达270多项内外部负荷及技战术数据，包括足球的运动轨迹、速度、距离，并识别出球员射门、控球、传球等行为，以及球队在场上表现情况分布等。”

INSAIT KS足球运动表现分析系统

该系统不仅在全国大学生足球联赛（CUFA）等多项青少年赛事中亮相，还演化出青少年足球竞训大数据平台，在支持国内青训体系的同时也向全球21个国家与地区展示科技的风采。

AI成体育训练“第二教练”

国家体育总局十分重视体能训练工作，而体能恰好是当前我国竞技体育当中需要补强的部分。对专业运动员来说，体能是同对手碰撞的资本；从大众健身角度来看，充沛的体能也能更好地促进全民健身和全民健康。

在这一背景下，第四范式联合北京体育大学体能训练学院设计了智能体育训练辅助决策系统，该系统利用人工智能等技术，实现对运动员体能的储备、分配和竞技决策形成辅助建议。“整个体能训练分为三方面——体能储备、体能分配和竞技决策。储备是基于用户身体素质数据来构建一个定制化的模型；体能分配是基于用户模型，来帮助推断如何更好地运用体能；而竞技决策则是在正常比赛中，会根据运动表现来提供一个有可行性的竞技战略。”北京体育大学体能训练学院院长李卫告诉《中国电子报》记者，“储备、分配和决策是同步进行的，这就需要我们能够获取到海量的精准数据。”

全民健康的基础是体能，体能训练的基础是运动数据。“我们首先要对运动员训练和比赛的录像进行分割和标注，但是之前全部都需要人工来进行。比如在乒乓球比赛中，我们需要分析正反拍的使用情况，而现在利用人工智能技术，我们能更高效和快捷地获取数据。除此之外，AutoCV技术也可以自动识别运动员身体的各个点位，比如看抬肘是否达到了相应高度和角度等，且无须穿戴，只要运动员走到附近就可以自动记录数据。”第四范式联合创始人、首席研究科学家陈雨强说，“之后就是根据数据创建一个‘冠军模型’，依照不同运动员的身体素质，针对性地构造出个性化模型，优化运动员后续的训练计划和训练备赛。”

运动员通过智能平台测试平衡力

无锡跑吧智能科技有限公司CEO栾凯说：“没有数据就没有训练。过去的体育训练，在很大程度上依赖教练的主观经验，容易产生误差，要进行相对‘科学’的训练，就需要对训练过程进行跟踪和量化，将得到的数据进行精炼、分析和应用。”同时，栾凯表示，数据的监测并不能完全依赖终端设备，运动员主观感受的量化也是重要的评价依据。“依靠RPE主观疲劳量表等，将运动员的感受进行转化，多维度地分析运动员整个的训练状态，这样才会更加科学。”

运动员训练过程记录

在其开发的竞技体育训练数字化平台当中，实现了对数据的搜集、存储、统计、分析，并最终产出一份可视化报告。这离不开视觉技术和人工智能技术。其中，视觉技术负责训练过程的监测，而人工智能技术则通过深度学习，建立对应的训练模型，使得训练过程的反馈效率极大提升，配合教练的训练节奏最终达到更好的效果。

整个平台采用“平台管理模块+专项训练模块”的架构体系。在平台管理模块的部分关注基础数据的处理和分析，而在专项训练模块中则通过与不同专业运动机构的合作，实现个性化、定制化的训练模块创建。“我们要解决的核心问题，就是如何对训练过程进行动态、准确且客观的监控。依照这样的分析结果，才能更好地正向干预未来的训练计划。”栾凯说。

视频精准分析动作角度

平台架构做好赛事“服务生”

智能技术不仅可以赋能运动员的训练和比赛，还能够服务于热爱赛事的观众。观众对观看竞技体育的需求已经经历了几轮升级。现在，体育场馆不仅要在竞技比赛中为观众提供良好的观赛体验，更要实现赛前、赛中、赛后服务的全方位覆盖。

陕西省体育产业集团有限公司发现，当前的文体赛事活动存在人员入场效率低、查验环节数据不互通、系统建设重复、拓展功能少等问题。由此，陕西省体育产业集团有限公司联合北京金衡融创网络科技有限公司，基于云基础环境、数据中心和系统安全管控三层架构开发了大型体育赛会智慧体育票务系统。“我们的总体目标是通过建立智能化票证检导一体化系统，来满足各类体育赛事的票证一体化运营需求。这样能最大程度减少重复投资，提高赛事管理水平。”智慧体育票务系统项目负责人告诉《中国电子报》记者。这样一个具备高交互性、高安全性、高拓展性、高可靠性以及可管理性的智慧系统，实现了大型赛会观众从购票、入场、观赛的全流程服务。

线下服务不断更新的同时，线上服务也逐渐受到重视，这使得观赛服务跳脱出物理场馆，通过互联网以更多样的方式呈现给观众。

亚运会作为全球仅次于奥运会的国际大型综合性运动会，社会关注度高，影响覆盖面广。“智能亚运”是本届亚运会的最大亮点，杭州亚组委倾力打造了国际大型综合性运动会史上首个一站式智能观赛平台“智能亚运一站通”。该平台基于区块链、AI、数据能力、云计算等，建设了“1+1+N”的架构体系：即1个“mPaaS 移动开发框架+自适应服务+区块链”的技术底座、1个“智能风控+智能客服”的安全保障中台以及涵盖“食住行游购娱”的多个数字化应用。借助多种智能技术，实现了AR场馆导航、智能形成规划、智能地理围栏快速获取服务、亚运PASS一码通行、多国语言互译等服务。同时，还配备了AI健身、亚运数字火炬手、亚运线上火炬传递、亚运数字特许商品等多种数字化创新活动和服务。

承担该项目的支付宝亚运项目负责人张韶容告诉《中国电子报》记者：“团队基于平台服务场景的整体梳理，将内容风控和平台安全、高并发访问量处理、跨场景一体化服务、用户多元体验和全方位智能客服这五个层面进行了创新，以此全面保障前中后台。”

支付宝杭州亚运一站通

技术的智能促进了服务的智能。智能亚运一站通平台中的子服务和功能多达30余个，因此把子服务和功能推荐给目标用户显得格外重要。基于用户购票等自主选择，支付宝可以根据不同的运动喜好进行更精准的人群推荐，同时能给用户提供一站式服务，包括景点、美食、酒店、亚运场馆、演出等，真正实现了“服务找人”。

“数字化带来的不仅是观赛服务的全面升级，还带来了一种新型的服务业态——观众能在网络空间实现与比赛更深层次的接触和融合，用技术力量让更多人加入到亚运会中来，能给用户带来参与感和成就感。”张韶容说。