如何通過人工智能為冬奧健兒的體育訓練賦能？復旦大學工程與應用技術研究院教授、智能機器人研究院常務副院長張立華團隊研發出智能冰上運動訓練分析系統，這一系統的主要技術指標被2022北京冬奧會採用，助力教練員實現科學訓練、有效提升運動員訓練效果和競賽成績。

智能冰上運動訓練分析系統助力教練實現科學訓練

為了更好地籌備2022年北京冬奧會，工信部、國家體育總局於2019年開始規劃制定冰雪裝備器材產業發展行動計劃。長期從事人工智能、計算機視覺與智能感知相關研究的張立華教授提出建議——用人工智能技術提高冰上運動訓練水平

2019年2月，張立華團隊在首鋼訓練基地同國家體育總局冬季運動管理中心聘請的高水平運動表現顧問克裡斯汀·科林斯（Kristin Collins）女士進行了溝通，討論了智能輔助分析系統的實用價值，開展智能輔助分析系統的相關研發部署等工作。

“你們提出的這個系統聽起來很有價值！”

顧問的這句話增加了張立華以科技助力冬奧的信心，他帶領團隊同吉林省體育局合作，開始構建冰上運動智能訓練示范系統。

經過近兩年的努力，張立華團隊打造出智能冰上運動訓練分析系統。

該系統採用基於人工智能計算機視覺算法對滑冰運動員的動作、姿態、速度等信息進行智能分析對比，從定性、定量再到定制化分析每個運動員的特點，提高科學化訓練水平與效率，有效減輕教練員工作負荷，實現科學訓練、有效提升運動員訓練效果和競賽成績的目的。

■ 運動目標的骨架節點識別和可視化

“我們利用人工智能技術，可以分析冰上運動員的骨架、各關節的動作、姿勢，這叫運動目標的骨架節點識別和可視化。”張立華介紹。

■ 運動目標跟蹤與軌跡可視化

以往專業教練總是目不轉睛地注視著運動員，如今智能冰上運動訓練分析系統卻讓高清攝像頭在場邊實時動態監督運動員，通過運動目標跟蹤與軌跡可視化，在監控屏幕上識別每位運動員身上的骨骼關鍵點以及運動軌跡，顯示出各類運動指標的統計信息。“短道速滑/速度滑冰的運動軌跡、姿勢一目了然，從定性的教練員的分析，變成定量的科學分析手段。”

■ 三維骨架節點檢測與姿態估計

對於花樣滑冰而言，評判標准更多，智能冰上運動訓練分析系統通過三維骨架節點檢測與姿態估計，幫助運動員改善姿勢的規范度與美觀度。而運動目標3D模型可視化，則為花樣滑冰運動員旋轉計數這樣的技術分析提供了便捷。

■ 運動目標3D模型可視化

由張立華團隊推出的“短道速滑/速度滑冰軌跡分析系統”入選工信部首台（套）重大技術裝備推廣應用指導目錄，該目錄對科技冬奧發揮指導作用。

復旦科技應用各項體育運動，助力全民運動健身

對於張立華教授這位土生土長的東北人來說，雖然沒有什麼運動天賦，對各項冰雪運動可是並不陌生。如今，他以多年的科研積澱，開發出智能冰上運動訓練分析系統，已在家鄉的吉林省體育局長春冰上訓練基地搭建示范系統。

“你的擺臂幅度如果再小5厘米，就會減少一定阻力，速度和穩定性也會再有所提升。”在長春冰上訓練基地，教練通過示范系統對運動員進行針對性指導，為運動員創佳績提供有力支持。

除了冰上運動，這套智能訓練分析系統還能否助力其他體育運動項目？

復旦女足姑娘們日前奪冠，桌上足球和足球類電子游戲等也頗受大眾喜愛，基於人工智能的計算機視覺算法對足球運動員也可以進行實時動態監控與分析，讓“AI版的足球”不再是一場夢。

也許未來的健身房裡，復旦學子“刷鍛”的場地上，智能訓練分析系統也讓“AI教練”如影隨形，實現體育運動的智能化革新。

未來，張立華團隊將面向專業和大眾運動項目開展比賽訓練分析算法及應用系統研究，根據現有基礎建設競技體育比賽訓練智能分析平台，實現訓練輔助分析、比賽輔助裁判等智能化應用，並建設示范性智能化體育比賽場館、大眾體育智能化示范設施，讓廣大群眾能夠在日常運動中感受“智能化”服務帶來的全新體驗。

張立華在美國的朋友，家裡孩子們經常參加冰球比賽，聽說張立華研發了一套智能冰上運動訓練分析系統，非常驚喜，迫不及待地想要試用。

張立華非常看好這項技術的未來前景，他相信這項復旦科技助力冬奧的成果，能在未來讓冰雪運動和各項體育運動的智慧化指導“飛入尋常百姓家”。

“這項技術既服務於國家，體現中國冬奧的科技水平，也在將來服務於全民運動普及水平，發揮最大的價值。”張立華堅定地說。

來源：周到上海 作者：胡慧中 徐斌忠

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