“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(guó)運(yùn)動(dòng)員們提升運(yùn)動(dòng)成績(jī)時(shí)的共同追求。

經(jīng)過(guò)數(shù)代人的積累和發(fā)展,各國(guó)運(yùn)動(dòng)員越發(fā)有能力用自身努力奪得高分刷新成績(jī)。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(kāi)始形成共識(shí),追求公正真實(shí)的比賽成績(jī)、為運(yùn)動(dòng)員提供刷新記錄基礎(chǔ),必然離不開(kāi)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(gè)多世紀(jì)以前起,識(shí)別精度遠(yuǎn)高于人眼的科學(xué)儀器開(kāi)始在賽事中發(fā)揮作用。在本屆東京奧運(yùn)會(huì)上,越來(lái)越多的人工智能(AI)技術(shù)走入賽場(chǎng),開(kāi)始以更高的識(shí)別精度和判斷能力記錄運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作,讓每一份成績(jī)都更客觀公平。

AI“全副武裝”的奧運(yùn)會(huì)

自薩馬蘭奇自洛杉磯奧運(yùn)會(huì)起大面積引入商業(yè)品牌贊助,現(xiàn)代奧運(yùn)會(huì)得以在龐大規(guī)模下相對(duì)健康地運(yùn)作下去,從直播畫面到運(yùn)動(dòng)員裝備再到營(yíng)養(yǎng)品飲用水,能見(jiàn)到不同領(lǐng)域巨頭們爭(zhēng)奇斗艷。在AI輔助裁判這件事上,東京奧運(yùn)會(huì)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(shuō)鐘表品牌歐米茄,旗下手表產(chǎn)品向來(lái)定價(jià)不菲,不過(guò)這次和過(guò)去一樣走的是品牌宣傳路線:用專業(yè)的賽事計(jì)時(shí)器來(lái)為消費(fèi)級(jí)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(shí)器,達(dá)成比肉眼觀測(cè)更為客觀的賽事數(shù)據(jù)記錄。

在東京賽場(chǎng),歐米茄在傳統(tǒng)計(jì)時(shí)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(dòng)作也可記錄下來(lái)。以沙灘排球?yàn)槔?各路傳感器和多個(gè)每秒250fps拍攝的高速攝像頭將記錄畫面,同時(shí)會(huì)通過(guò)AI計(jì)算判定動(dòng)作以及計(jì)算出畫面被遮擋時(shí)排球的運(yùn)動(dòng)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(shí)間。

既是本土贊助商,同時(shí)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(shì)的體操賽場(chǎng)上引入了AI自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)。一代代體操運(yùn)動(dòng)員們用各種難度頗高、花樣豐富的動(dòng)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(lái)如何盡可能保證評(píng)判足夠公正的問(wèn)題。

富士通使用3D激光傳感器對(duì)運(yùn)動(dòng)員姿態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)捕捉和建模,76800個(gè)記錄點(diǎn)乘以每秒30次刷新,保證精度且無(wú)需專門的動(dòng)捕服。同時(shí)聯(lián)合國(guó)際體操聯(lián)合會(huì)和日本體操協(xié)會(huì),讓AI對(duì)上千個(gè)不同的體操動(dòng)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(dòng)員動(dòng)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(lái)3D運(yùn)動(dòng)員追蹤(3DAT)技術(shù),通過(guò)每秒60幀錄像對(duì)運(yùn)動(dòng)員動(dòng)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(huì)將畫面中記錄的運(yùn)動(dòng)員軌跡轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)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(guò)程中,教練和運(yùn)動(dòng)員之間的傳幫帶相當(dāng)重要,運(yùn)動(dòng)員對(duì)于動(dòng)作、姿態(tài)、策略的理解大都來(lái)自于教練的指導(dǎo)。然而教練根據(jù)其個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)提供的方法,并不普遍適用于其他的運(yùn)動(dòng)員,基于運(yùn)動(dòng)員獨(dú)立個(gè)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?cè)隗w育競(jìng)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(shí)呈現(xiàn)的賽事紀(jì)錄和決策輔助。AI讓奧運(yùn)獎(jiǎng)牌得來(lái)更有可信度,同時(shí)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(gè)全人類矚目的場(chǎng)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(shí)器、視覺(jué)識(shí)別乃至今天的AI等技術(shù)引入體育比賽,源于人類對(duì)于更可靠賽事成績(jī)的追求,以此減少爭(zhēng)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(cuò),還要盡可能地不犯錯(cuò),來(lái)實(shí)現(xiàn)當(dāng)初所追求的那個(gè)極致目標(biāo)。

關(guān)于AI如何出現(xiàn)在體育現(xiàn)場(chǎng),又如何幫助運(yùn)動(dòng)員提升成績(jī),未來(lái)會(huì)有哪些發(fā)展前景等一系列問(wèn)題,雷科技邀請(qǐng)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(píng)分系統(tǒng)近期擔(dān)任了冬奧測(cè)試賽助理評(píng)委,半年后的北京冬奧會(huì)賽場(chǎng)上,也有望在多個(gè)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(jué)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(dòng)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(píng)分。降低出錯(cuò)概率就是AI評(píng)分的主要優(yōu)勢(shì)之一,但也始終依賴著人類提供的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。

像這樣的戶外場(chǎng)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(chǎng)地中,針對(duì)運(yùn)動(dòng)員個(gè)體進(jìn)行速度、姿態(tài)、位置的識(shí)別,而戶外項(xiàng)目則多出了天氣、景別等更復(fù)雜更動(dòng)態(tài)的識(shí)別項(xiàng)。不同攝像頭、硬件設(shè)備對(duì)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(shí)別為足球,導(dǎo)致畫面始終追蹤著錯(cuò)誤的對(duì)象,讓不少人對(duì)AI的體育應(yīng)用報(bào)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(shí)別其實(shí)可以用更精準(zhǔn)的訓(xùn)練過(guò)程提升,最終做到完全避免。

這里涉及到了針對(duì)不同場(chǎng)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(duì)性研究和積極布局。就現(xiàn)階段的共識(shí)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(duì),大家都更追求在短時(shí)間內(nèi)達(dá)成專用方案的快速迭代。

在肉眼可見(jiàn)的將來(lái),全部的奧運(yùn)比賽項(xiàng)目都會(huì)有AI等新技術(shù)參與,讓裁判和觀眾見(jiàn)證更準(zhǔn)確真實(shí)的比賽成果,讓運(yùn)動(dòng)員能夠無(wú)所顧忌地挑戰(zhàn)極限。現(xiàn)階段許多技術(shù)還是針對(duì)特定項(xiàng)目研發(fā),于是人們開(kāi)始關(guān)心AI何時(shí)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(chǎng)景的能力�？蚣苈肪�相對(duì)有優(yōu)勢(shì),就像不少大公司都提出的AI平臺(tái)一樣,面對(duì)不同領(lǐng)域的新場(chǎng)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(gè)AI框架技術(shù)基礎(chǔ),去針對(duì)不同領(lǐng)域的垂直問(wèn)題給出解。自由滑雪裁判系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)捕捉和識(shí)別,以及小冰虛擬人技術(shù)中的姿態(tài)檢測(cè)識(shí)別,都是來(lái)自于這個(gè)團(tuán)隊(duì)對(duì)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(huì)識(shí)別出前景的人物是誰(shuí),還有后景處于怎樣的地理位置。小冰則意識(shí)到人物動(dòng)作和場(chǎng)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(lái)越高正確率,比賽結(jié)果是不是從一開(kāi)始就能預(yù)測(cè)?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(gè)社會(huì)發(fā)展的路徑。如果什么都是可預(yù)測(cè)的,什么都是用簡(jiǎn)單的一個(gè)歷史模型,用一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)回歸就能做好,那這個(gè)世界也真的就沒(méi)意思了。

技術(shù)進(jìn)步造福的不只是專業(yè)體育

無(wú)論是東京奧運(yùn)的場(chǎng)內(nèi)場(chǎng)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(kāi)方式不只是成績(jī)?cè)u(píng)判。AI可以用更為多元的方式去服務(wù)運(yùn)動(dòng)員提升成績(jī),促使大眾有更好的運(yùn)動(dòng)健身效果,讓人們?cè)谟^賞賽事時(shí)得到專業(yè)化、娛樂(lè)化都能滿足的效果。

在男子100米賽跑項(xiàng)目中為中國(guó)人、亞洲人創(chuàng)下名次記錄的蘇炳添,就是一個(gè)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(gè)國(guó)際賽場(chǎng)上名不見(jiàn)經(jīng)傳的人物,這十年間卻經(jīng)過(guò)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(dòng)員一旦過(guò)了十幾歲到二十多歲的年齡段,很難再有成績(jī)上的突破或是保持表現(xiàn)。蘇炳添讓觀賽者們意識(shí)到,科學(xué)技術(shù)將幫助選手們延長(zhǎng)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(dòng)員將迎來(lái)事業(yè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

近百年前代表中國(guó)首度征戰(zhàn)奧運(yùn)的劉長(zhǎng)春,為祖國(guó)贏來(lái)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(wèn)題,沒(méi)能在賽場(chǎng)上創(chuàng)下成績(jī)。在如今的世界,那些飽受戰(zhàn)爭(zhēng)、疾病困擾,缺乏國(guó)家體制支持甚至生活存在困難的運(yùn)動(dòng)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(shuō)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(gè)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(huì)更可行,最終低成本高效率地幫助所有運(yùn)動(dòng)員達(dá)成好成績(jī)。

賽場(chǎng)之外,這些原本用于垂直領(lǐng)域的AI技術(shù),或許有機(jī)會(huì)下放到日常生活為普通人運(yùn)動(dòng)健身提供助力。用手機(jī)、電視等常見(jiàn)設(shè)備的攝像頭等傳感器,就能識(shí)別出運(yùn)動(dòng)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(dòng)的建議。無(wú)需專職教練,也可以高效運(yùn)動(dòng)。

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(lái)源:雷科技