运动训练|“AI教练”上场，助力冰上运动训练实现“科学分析” 新技术|技术|工业自动化展|机

胡慧中中青报·中青网采访人员王烨捷
在即将召开的北京冬奥会上，如何通过人工智能为冬奥健儿的体育训练赋能成为公众关注的一个重要话题。日前，复旦大学工程与应用技术研究院教授、智能机器人研究院常务副院长张立华团队研发的智能冰上运动训练分析系统上线，它能以“AI教练”的身份，指导冰雪运动。
【运动训练|“AI教练”上场，助力冰上运动训练实现“科学分析”】张立华长期从事人工智能、计算机视觉与智能感知相关研究，在运动员们舞动、旋转的身影中，他敏锐察觉了动作识别与检测、运动分析与追踪等AI技术应用的可能性。
据悉，工信部、国家体育总局于2019年开始规划制定冰雪装备器材产业发展行动计划。当时，张立华向这两个部门提出建议——用人工智能技术提高冰上运动训练水平。“全民参与冰雪运动的热情高涨，然而冬季运动专业教练人才的匮乏在一定程度上限制了民众参与运动的积极性与水平提升。”张立华说。

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（图为该分析系统正在分析花样滑冰动作，复旦供图）2019年2月，张立华团队在首钢训练基地同国家体育总局冬季运动管理中心聘请的高水平运动表现顾问克里斯汀·科林斯（Kristin Collins）女士进行了沟通，讨论了智能辅助分析系统的实用价值，开展智能辅助分析系统的相关研发部署等工作。科林斯在讨论现场表态认为，张立华团队描述的这个系统“听起来很有价值”。
随后，张立华团队花了近两年时间打造出智能冰上运动训练分析系统。该系统采用基于人工智能计算机视觉算法对滑冰运动员的动作、姿态、速度等信息进行智能分析对比，从定性、定量再到定制化分析每个运动员的特点，提高科学化训练水平与效率，有效减轻教练员工作负荷，实现科学训练、有效提升运动员训练效果和竞赛成绩的目的。

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（图为分析系统全程跟踪分析运动员数据，复旦供图）以往专业教练总是目不转睛地注视着运动员，如今智能冰上运动训练分析系统却让高清摄像头在场边实时动态监督运动员，通过运动目标跟踪与轨迹可视化，在监控屏幕上识别每位运动员身上的骨骼关键点以及运动轨迹，显示出各类运动指标的统计信息。“短道速滑/速度滑冰的运动轨迹、姿势一目了然，从定性的教练员的分析，变成定量的科学分析手段。”张立华介绍，花样滑冰的评判标准更多，智能冰上运动训练分析系统通过三维骨架节点检测与姿态估计，帮助运动员改善姿势的规范度与美观度。而运动目标3D模型可视化，为花样滑冰运动员旋转计数这样的技术分析提供了便捷。

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（图为分析系统精准计算花样滑冰旋转次数，复旦供图）张立华是个土生土长的东北人，他从小看惯了冰天雪地，“虽然没有什么运动天赋，对各项冰雪运动可是并不陌生。”如今，他以多年的科研积淀，开发出智能冰上运动训练分析系统，已在家乡的吉林省体育局长春冰上训练基地搭建示范系统。
“你的摆臂幅度如果再小5厘米，就会减少一定阻力，速度和稳定性也会再有所提升。”在长春冰上训练基地，教练通过示范系统对运动员进行针对性指导，为运动员创佳绩提供有力支持。
值得注意的是，这套智能训练分析系统除分析冰雪运动外，还能助力其他体育运动项目，比如足球、桌上足球和足球类电子游戏。未来，张立华团队将面向专业和大众运动项目开展比赛训练分析算法及应用系统研究，根据现有基础建设竞技体育比赛训练智能分析平台，实现训练辅助分析、比赛辅助裁判等智能化应用，并建设示范性智能化体育比赛场馆、大众体育智能化示范设施，让广大群众能够在日常运动中感受“智能化”服务带来的全新体验。