人工智能做教练 从技术上解决了跳水中信息收集的问题

2021-06-15 10:09:45

跳水运动是一项高速或者说超高速的运动,从起跳到落水共2秒钟的时间。比如,跳水奥运冠军林跃最擅长的10米台高难度动作5255B,需要先做900度的转体再加上900度的翻腾,也就是1800度的动作,而这些动作都会在2秒内完成。极短的时间对跳水信息的采集提出了很大的挑战。

4月底,中国国家跳水队与百度宣布共同推出“国家队AI教练”,并推出了国内首个“3D+AI”跳水训练系统,从技术上解决了跳水中信息收集的问题。

准确、全面记录跳水瞬间

“科技助力跳水运动,存在非常大的难度。”百度资深研发工程师卢飞翔博士介绍,国内首个“3D+AI”跳水训练系统,成功实现了让AI教练在收集信息中“看得清”“看得准”“看得全”“看得懂”。

卢飞翔解释,“看得清”是指系统可以看清跳水中的高速运动,AI教练主要基于百度大脑和智能云搭建的“云—边—端”一体的软硬件系统,这套系统可以进行高速视频智能采集,让每一帧画面都清晰无拖影。在跳水队训练场馆内,研究人员部署了高速相机等一系列采集处理信息的硬件设备。其核心算法可实现高速视频智能采集、视频数据智能整理以及数据的安全加密。在云端,核心算法有3D视觉感知、AI智能解析以及智能云的相关服务。在平板电脑等移动终端中还有3D交互系统以及智能训练助手,并且系统还能够把数据形成专业的知识模型。

从运动员踏上跳板那一刻起,系统就开始了采集录制,进水之后停止录制。录制后,高速视频可实时反馈到教练员的平板电脑上,方便教练员对运动员的姿势、动作等进行针对性的指导,也可以在赛前集中回顾、观看。

“‘看得准’,是指系统可以把采集到的2D高速视频通过大脑3D视觉技术以及深度神经网络技术估算出运动员三维的姿态,并获得每个关节的三维角度。系统还能通过人体三维重建技术,让跳水全过程进行三维再现。有了人体姿态的三维重建结果,就可以实现对跳水动作精准的量化评估。”卢飞翔说。

卢飞翔解释,“看得全”主要指跳水场馆的三维重建,关键动作自动提取以及3D视角自由观看。凭借这些技术,系统可实现360度自由视角的时空定格,把跳水运动员的一系列动作定格到三维空间上,还可以360度自由旋转观看。

对跳水动作进行智能评分

“‘看得懂’是指系统可实现跳水动作的智能打分。通过训练技术的智能制订,金牌教练员的经验就可以复用、传递。要进行智能评分,系统首先需要构建出跳水动作的姿势点,这样运动员完成一个动作之后,系统就能自动识别出运动员完成的是哪一个动作和对应的动作代码以及难度系数,并对完成质量进行评分。同时,这套系统还可以把中国跳水队中金牌教练员和金牌运动员的专业知识数字化、模型化,用于青少年运动员的培养。”卢飞翔说。

当前,国内外体育领域已迎来了拥抱科技的大趋势,未来竞技体育将全面进入智能时代。AI技术不仅可应用到跳水的场景,也可应用到体育领域的更多场景,为更多金牌选手们提供AI运动辅助支持。

“现阶段,越来越多的技术在融合创新,技术和产业也在进行越来越深度的融合。此次合作就是‘3D+AI’技术与跳水场景的融合创新应用。国家队AI教练的加入,将为中国跳水队带来更多可能性,加速实现更快、更高、更强。”百度集团副总裁吴甜则说。

“现今世界跳水项目发展迅猛,动作难度越来越大,我们希望拥抱科技,改革创新,通过学习先进的技术,使我们平常的训练更加科学有效。此次合作把国内首个‘3D+AI’跳水辅助训练系统融入队伍日常训练中,将会对中国跳水队训练备战产生非常大的促进作用和积极的科技助力意义。”中国跳水协会秘书长刘江平表示。

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