“更高、更快、更強(qiáng)”(還有前不久正式確立的“更團(tuán)結(jié)”),已經(jīng)是深入全世界人民認(rèn)知中的奧林匹克格言,更是各國運(yùn)動員們提升運(yùn)動成績時的共同追求。

經(jīng)過數(shù)代人的積累和發(fā)展,各國運(yùn)動員越發(fā)有能力用自身努力奪得高分刷新成績。另一方面,外界因素也在產(chǎn)生影響——賽事記錄手段隨科技進(jìn)步而變得越發(fā)客觀。體育界開始形成共識,追求公正真實(shí)的比賽成績、為運(yùn)動員提供刷新記錄基礎(chǔ),必然離不開更準(zhǔn)確的記錄手段。

用科學(xué)技術(shù)輔助裁判做出判決已不是新鮮事,從半個多世紀(jì)以前起,識別精度遠(yuǎn)高于人眼的科學(xué)儀器開始在賽事中發(fā)揮作用。在本屆東京奧運(yùn)會上,越來越多的人工智能(AI)技術(shù)走入賽場,開始以更高的識別精度和判斷能力記錄運(yùn)動員動作,讓每一份成績都更客觀公平。

AI“全副武裝”的奧運(yùn)會

自薩馬蘭奇自洛杉磯奧運(yùn)會起大面積引入商業(yè)品牌贊助,現(xiàn)代奧運(yùn)會得以在龐大規(guī)模下相對健康地運(yùn)作下去,從直播畫面到運(yùn)動員裝備再到營養(yǎng)品飲用水,能見到不同領(lǐng)域巨頭們爭奇斗艷。在AI輔助裁判這件事上,東京奧運(yùn)會的贊助商們也把技術(shù)創(chuàng)新和商業(yè)宣傳結(jié)合玩出了花。

比如說鐘表品牌歐米茄,旗下手表產(chǎn)品向來定價不菲,不過這次和過去一樣走的是品牌宣傳路線:用專業(yè)的賽事計(jì)時器來為消費(fèi)級產(chǎn)品的可靠性背書。田徑、游泳、體操．．．．．．最熱門的賽事中都能看到裁判員在使用該品牌提供的計(jì)時器,達(dá)成比肉眼觀測更為客觀的賽事數(shù)據(jù)記錄。

在東京賽場,歐米茄在傳統(tǒng)計(jì)時器基礎(chǔ)上提供了AI記錄能力,原本可能被忽略或誤讀的動作也可記錄下來。以沙灘排球?yàn)槔?各路傳感器和多個每秒250fps拍攝的高速攝像頭將記錄畫面,同時會通過AI計(jì)算判定動作以及計(jì)算出畫面被遮擋時排球的運(yùn)動軌跡。

歐米伽官方表示,光是沙灘排球項(xiàng)目的AI數(shù)據(jù)訓(xùn)練就花費(fèi)了四年時間。

既是本土贊助商,同時也是老牌日本科技企業(yè)的富士通,則是在中日都有優(yōu)勢的體操賽場上引入了AI自動評分系統(tǒng)。一代代體操運(yùn)動員們用各種難度頗高、花樣豐富的動作,向觀眾和裁判們展示了人類的力量與智慧之美,這也帶來如何盡可能保證評判足夠公正的問題。

富士通使用3D激光傳感器對運(yùn)動員姿態(tài)進(jìn)行實(shí)時捕捉和建模,76800個記錄點(diǎn)乘以每秒30次刷新,保證精度且無需專門的動捕服。同時聯(lián)合國際體操聯(lián)合會和日本體操協(xié)會,讓AI對上千個不同的體操動作進(jìn)行學(xué)習(xí),最終可以細(xì)化到四肢和關(guān)節(jié)粒度,判斷運(yùn)動員動作及質(zhì)量,為人類裁判打分提供全面客觀的建議。

我們熟知的計(jì)算機(jī)硬件廠商英特爾,帶來3D運(yùn)動員追蹤(3DAT)技術(shù),通過每秒60幀錄像對運(yùn)動員動作進(jìn)行AI分析。3DAT適用性最強(qiáng)的項(xiàng)目是田徑賽跑和足球,會將畫面中記錄的運(yùn)動員軌跡轉(zhuǎn)化為運(yùn)動建模,直接解析出沖刺速度、加速度和生物力學(xué)等數(shù)據(jù),輔助判斷和訓(xùn)練。

在傳統(tǒng)的體育訓(xùn)練過程中,教練和運(yùn)動員之間的傳幫帶相當(dāng)重要,運(yùn)動員對于動作、姿態(tài)、策略的理解大都來自于教練的指導(dǎo)。然而教練根據(jù)其個人經(jīng)驗(yàn)和知識提供的方法,并不普遍適用于其他的運(yùn)動員,基于運(yùn)動員獨(dú)立個體獨(dú)立分析的訓(xùn)練方式,才是更好的路徑。像3DAT這樣的精準(zhǔn)分析,提供了一種可能性。

科技企業(yè)們在體育競賽中應(yīng)用的AI技術(shù)各不相同,但又都遵循著類似的方向,即實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的、數(shù)據(jù)化的、實(shí)時呈現(xiàn)的賽事紀(jì)錄和決策輔助。AI讓奧運(yùn)獎牌得來更有可信度,同時又滿足了那些依然需要人類裁判提供主觀判斷的需求,在這個全人類矚目的場所綻放科技之美。

全項(xiàng)目引入AI還有多遠(yuǎn)?

將科學(xué)計(jì)時器、視覺識別乃至今天的AI等技術(shù)引入體育比賽,源于人類對于更可靠賽事成績的追求,以此減少爭議和不確定性。這也意味著AI為首的新技術(shù)不僅要比人類更少犯錯,還要盡可能地不犯錯,來實(shí)現(xiàn)當(dāng)初所追求的那個極致目標(biāo)。

關(guān)于AI如何出現(xiàn)在體育現(xiàn)場,又如何幫助運(yùn)動員提升成績,未來會有哪些發(fā)展前景等一系列問題,雷科技邀請到了小冰公司技術(shù)副總裁 王寶元博士幫忙解答。據(jù)了解,小冰AI評分系統(tǒng)近期擔(dān)任了冬奧測試賽助理評委,半年后的北京冬奧會賽場上,也有望在多個項(xiàng)目上應(yīng)用相關(guān)技術(shù)。

以小冰參與的自由式滑雪項(xiàng)目為例,AI加持于計(jì)算機(jī)視覺之后,可根據(jù)高速攝像機(jī)拍攝的畫面進(jìn)行精準(zhǔn)分析,從運(yùn)動員的速度、姿態(tài)到優(yōu)美程度都可以做出比人類裁判更精準(zhǔn)更快速的評分。降低出錯概率就是AI評分的主要優(yōu)勢之一,但也始終依賴著人類提供的評判標(biāo)準(zhǔn)。

像這樣的戶外場地體育項(xiàng)目,相比室內(nèi)項(xiàng)目有著更多的技術(shù)難點(diǎn)。一般項(xiàng)目往往只需要在標(biāo)準(zhǔn)化的場地中,針對運(yùn)動員個體進(jìn)行速度、姿態(tài)、位置的識別,而戶外項(xiàng)目則多出了天氣、景別等更復(fù)雜更動態(tài)的識別項(xiàng)。不同攝像頭、硬件設(shè)備對計(jì)算的影響,也要考慮在內(nèi)。

去年底英超賽事中,AI輔助的鏡頭追蹤系統(tǒng)將裁判員光頭識別為足球,導(dǎo)致畫面始終追蹤著錯誤的對象,讓不少人對AI的體育應(yīng)用報以悲觀態(tài)度。王博士認(rèn)為,應(yīng)用深度學(xué)習(xí)的AI始終存在著正確率等客觀情況,但足球識別其實(shí)可以用更精準(zhǔn)的訓(xùn)練過程提升,最終做到完全避免。

這里涉及到了針對不同場景不同外部條件的泛化能力和快速適配,難度較高而學(xué)界工業(yè)界都在進(jìn)行針對性研究和積極布局。就現(xiàn)階段的共識而言,比起實(shí)現(xiàn)前期大規(guī)模投入讓產(chǎn)品做到可100%應(yīng)對,大家都更追求在短時間內(nèi)達(dá)成專用方案的快速迭代。

在肉眼可見的將來,全部的奧運(yùn)比賽項(xiàng)目都會有AI等新技術(shù)參與,讓裁判和觀眾見證更準(zhǔn)確真實(shí)的比賽成果,讓運(yùn)動員能夠無所顧忌地挑戰(zhàn)極限。現(xiàn)階段許多技術(shù)還是針對特定項(xiàng)目研發(fā),于是人們開始關(guān)心AI何時可以在不同項(xiàng)目中做到大規(guī)模普及,且能保證運(yùn)行于較低成本上。

王博士表示這與構(gòu)建技術(shù)體系的方式有關(guān),僅僅基于特定項(xiàng)目構(gòu)建技術(shù),將很難積累出拓展到其他場景的能力�？蚣苈肪�相對有優(yōu)勢,就像不少大公司都提出的AI平臺一樣,面對不同領(lǐng)域的新場景,可以用已有能力甚至是較少數(shù)據(jù)做快速切換。他很慶幸小冰能在多年前就擁有這樣的哲學(xué)思想。

他也認(rèn)同體育賽事應(yīng)用的AI技術(shù)與民用AI技術(shù)的相似性,小冰就是用同一個AI框架技術(shù)基礎(chǔ),去針對不同領(lǐng)域的垂直問題給出解。自由滑雪裁判系統(tǒng)中的運(yùn)動捕捉和識別,以及小冰虛擬人技術(shù)中的姿態(tài)檢測識別,都是來自于這個團(tuán)隊(duì)對于人的理解方面的積累。

在“理解人”這件事上,小冰團(tuán)隊(duì)相當(dāng)有自信:2017年發(fā)表的論文中,將假裝扶著比薩斜塔的游客照發(fā)送給AI。如果是一般的產(chǎn)品可能會識別出前景的人物是誰,還有后景處于怎樣的地理位置。小冰則意識到人物動作和場景的關(guān)系,給出了“要幫你扶一下嗎?”的風(fēng)趣答復(fù)。

AI擁有越來越高正確率,比賽結(jié)果是不是從一開始就能預(yù)測?王博士給出了帶有玩笑的回應(yīng):這種不確定性,可能才是人類正常應(yīng)該的一個社會發(fā)展的路徑。如果什么都是可預(yù)測的,什么都是用簡單的一個歷史模型,用一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)回歸就能做好,那這個世界也真的就沒意思了。

技術(shù)進(jìn)步造福的不只是專業(yè)體育

無論是東京奧運(yùn)的場內(nèi)場外,還是和王博士的一番交談,小雷都有發(fā)現(xiàn),AI在體育應(yīng)用打開方式不只是成績評判。AI可以用更為多元的方式去服務(wù)運(yùn)動員提升成績,促使大眾有更好的運(yùn)動健身效果,讓人們在觀賞賽事時得到專業(yè)化、娛樂化都能滿足的效果。

在男子100米賽跑項(xiàng)目中為中國人、亞洲人創(chuàng)下名次記錄的蘇炳添,就是一個鮮活的案例。今年將滿32歲的他,在十年前也就是大多數(shù)田徑選手的“黃金年齡”,還只是個國際賽場上名不見經(jīng)傳的人物,這十年間卻經(jīng)過數(shù)據(jù)分析、姿態(tài)調(diào)整等科學(xué)訓(xùn)練,以老將身份突破了記錄。

體育界一度認(rèn)為,運(yùn)動員一旦過了十幾歲到二十多歲的年齡段,很難再有成績上的突破或是保持表現(xiàn)。蘇炳添讓觀賽者們意識到,科學(xué)技術(shù)將幫助選手們延長職業(yè)壽命,而且更有效率地發(fā)掘出自身極限。若是AI加持的分析技術(shù)可以普及,相當(dāng)多的運(yùn)動員將迎來事業(yè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

近百年前代表中國首度征戰(zhàn)奧運(yùn)的劉長春,為祖國贏來了前所未有的知名度,但他也面臨著訓(xùn)練不足、物資匱乏等資源問題,沒能在賽場上創(chuàng)下成績。在如今的世界,那些飽受戰(zhàn)爭、疾病困擾,缺乏國家體制支持甚至生活存在困難的運(yùn)動員們也是一樣,他們需要助力。

已經(jīng)在體育項(xiàng)目中小有成果,并且不斷向前發(fā)展的AI技術(shù)可以說是一道曙光。得益于AI,人類有了用手機(jī)就能實(shí)現(xiàn)的安全支付手段,還能提升個人事務(wù)效率、獲得更符合喜好的內(nèi)容。如果AI可以將力量廣泛用于體育界,小將快速提升、老將突破自我都會更可行,最終低成本高效率地幫助所有運(yùn)動員達(dá)成好成績。

賽場之外,這些原本用于垂直領(lǐng)域的AI技術(shù),或許有機(jī)會下放到日常生活為普通人運(yùn)動健身提供助力。用手機(jī)、電視等常見設(shè)備的攝像頭等傳感器,就能識別出運(yùn)動姿態(tài)是否正確、消耗了多少熱量,給出應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)哪些方面運(yùn)動的建議。無需專職教練,也可以高效運(yùn)動。

在普及觀念推廣全民健身之后,AI加持的全民健身并達(dá)到健康,正變得更為可行。

來源:雷科技