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AI評分系統(tǒng)助力裁判公正性將推動體育賽事變革

2021-08-02 14:12:33 來源：科技日報

目前，東京奧運會正如火如荼地進行。我國著名跳水運動員郭晶晶也出現(xiàn)在了東京奧運會現(xiàn)場，不過這一次她不是以運動員的身份代表國家參賽，而是以國際泳聯(lián)跳水技術(shù)委員會委員的身份來評估裁判工作是否稱職，是否執(zhí)裁公平。

裁判的公正有人監(jiān)督，對運動員的評分也是一環(huán)扣一環(huán)。據(jù)悉，本屆東京奧運會采用了AI評分、視覺追蹤等多項科技，在安全檢查、動作捕捉、輔助評分多個環(huán)節(jié)發(fā)揮了作用。

AI評分系統(tǒng)助力裁判公正性

體操競技的動作華麗炫目、動態(tài)感十足，且技術(shù)難度大，對于裁判而言，評分也愈發(fā)困難，歷屆奧運會上質(zhì)疑裁判員評分不公的情況多有發(fā)生。為了讓賽事評分更加公正，此次東京奧運會在體操項目上引進了由日本富士通公司開發(fā)的AI評分輔助系統(tǒng)，在2019年世錦賽，國際體操協(xié)會就應(yīng)用了該評分系統(tǒng)。據(jù)悉，本屆東京奧運會運動員的最終得分，就是結(jié)合AI和裁判的判斷，再經(jīng)裁判綜合判斷后，最終打出的分數(shù)。

面對AI評分系統(tǒng)，也有人表示了擔憂。曾在體操歷史上第一個獲得10分滿分的納迪亞·科馬內(nèi)奇表示，如果運動員做出的動作不在人工智能算法范圍之內(nèi)，AI會怎么打分呢？

AI評分能否真能保證賽事評分的公正性？這也是許多運動員想知道的問題。

據(jù)了解，AI評分系統(tǒng)通過向選手的身體及其周邊投射紅外線，追蹤運動員的動作，并且將其實時轉(zhuǎn)換成三維立體圖像。以該圖像為基礎(chǔ)，AI可以對運動員身體的旋轉(zhuǎn)和扭動等動作做出分析，并結(jié)合過去的比賽數(shù)據(jù)，遵照評分標準，判斷運動員技術(shù)動作的完成度。不僅如此，AI評分系統(tǒng)還可捕捉運動員的瞬間動作和身體扭轉(zhuǎn)角度，并清晰展現(xiàn)給觀眾，讓觀眾通過畫面了解更多比賽細節(jié)，提高比賽的娛樂性。

“用AI技術(shù)進行評判，可以大大降低判罰不公之類的情況。”在復(fù)旦大學計算機學院教授張軍平看來，人工智能技術(shù)在體育賽事中的具體應(yīng)用已然十分廣泛，加大AI評判的適用度，可以很大程度上降低判罰不清情況的出現(xiàn)率。

小冰公司首席運營官、人工智能創(chuàng)造力實驗室負責人徐元春在接受科技日報記者采訪時說，近年來，人工智能技術(shù)在競技體育中的作用正逐漸顯現(xiàn)。但現(xiàn)在的技術(shù)大多采用計算機視覺識別技術(shù)，作為邊裁提高判罰精準度，避免誤判。成熟的AI評分系統(tǒng)，要能夠基于運動員動作和姿態(tài)，獨立做出與人類專業(yè)裁判一致且完整的評價。小冰公司旗下的AI評分系統(tǒng)已經(jīng)能夠做到這一點，并將在北京冬奧會和其他國際大賽中扮演助理裁判的角色，輔助人類裁判為運動員評分。

AI視覺有效跟蹤預(yù)測運動軌跡

競技體育的判定時常伴隨著爭議。由于現(xiàn)代排球比賽中球的速度越來越快，很多情況下裁判和司線員也無法正確判斷某個球的得分。為了讓判定更準確，本屆東京奧運會的沙灘排球項目引入了AI視覺系統(tǒng)，AI在獲取了運動員的速度、運動方向以及跳躍的高度等原始數(shù)據(jù)之后，就能推斷出對應(yīng)的擊球類型、傳球類型。在結(jié)合圖像和運動情況之后，AI視覺技術(shù)就能有效地跟蹤和預(yù)測球的運動軌跡。

據(jù)了解，為了讓AI更加智能，首先需要不斷訓(xùn)練AI，讓其能夠識別不同運動員在不同位置使用各種擊球技術(shù)打出的球。此外，為確保數(shù)據(jù)的準確性，運動員的比賽服也要安裝陀螺儀傳感器，這些傳感器每秒鐘能夠?qū)s2000組數(shù)據(jù)進行收集和分析，這樣就能及時判斷運動員的擊球路徑，就算球飛出了攝像機畫面，AI也可以自動補全中間缺失的過程。

這樣的AI技術(shù)不僅能在賽事中為裁判提供更好的判斷依據(jù)，在輔助運動員的日常訓(xùn)練方面也可起到不俗的效果。

“過去的傳統(tǒng)做法大多是教練通過比賽錄像進行復(fù)盤分析，而AI的圖像識別、數(shù)據(jù)分析則能幫助教練和運動員獲得更好的運動認知。大數(shù)據(jù)也能夠總結(jié)世界頂尖選手在每個階段重要的比賽特征，將運動員身體重心、曲線數(shù)值等進行記錄、標注。”徐元春說，過去，教練復(fù)盤分析靠的是個人經(jīng)驗。如今，AI系統(tǒng)可以結(jié)合奧運比賽場景的特殊性，根據(jù)運動序列預(yù)測做出目標檢測、目標跟蹤以及目標識別并實時反饋，為每個運動員提供專業(yè)意見，協(xié)助調(diào)整運動姿態(tài)。此外，根據(jù)運動員的歷史數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)還能實現(xiàn)對訓(xùn)練趨勢的追溯，在精準分析運動姿態(tài)、聚合運動數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，整理并提出科學的訓(xùn)練專家策略，有效提升運動員訓(xùn)練效率。

徐元春認為，AI可有效提高運動員的運動認知。在競技體育中糾正訓(xùn)練姿勢格外困難，主要是因為人類在運動的時候，無法分身在旁邊觀察自己，因此通過圖像識別、數(shù)據(jù)分析來獲得更好的運動認知是一個非常有效的方法。

人臉識別系統(tǒng)可3秒完成安檢

據(jù)報道，本屆東京奧運會的運動員、工作人員、志愿者等人數(shù)高達30余萬人。在目前復(fù)雜的全球疫情防控形勢下，需要更精準的計算方法來提高東京奧運會整體的安全性，這時人工智能面部識別系統(tǒng)的介入就顯得尤為重要。

在過去歷屆奧運會中，由于工作人員需要對每個身份證件進行目視檢查，所以大量的時間被耗費在安全檢查上。現(xiàn)如今，人臉識別的精確度已經(jīng)高達99.5%以上，利用人臉識別技術(shù)，工作人員可以事先在系統(tǒng)里錄入人員信息，安全檢查時3秒內(nèi)就可以完成比對，快速高效。

據(jù)了解，含有IC芯片的身份驗證機器將會自動驗證那些進入場館的人員身份，東京奧運會40余個比賽場館都配備了這種檢測裝置。測試結(jié)果顯示，就算多人快速通過，該識別系統(tǒng)也能非常順利地完成認證，屏幕會立即顯示出IC卡持有人的照片。

“在大型賽事中使用AI技術(shù)是很有必要的。”華東交通大學人工智能學院院長趙軍輝告訴記者，以東京奧運會為例，AI人臉識別將加快身份驗證和進場速度，同時降低相關(guān)崗位工作人員數(shù)量，對疫情防控和賽事高效運轉(zhuǎn)都顯得非常重要。

AI將推動體育賽事變革

“不僅如此，AI將推動體育賽事傳媒行業(yè)的變革。”在談到AI的發(fā)展，趙軍輝認為，AI+體育賽事正在改變未來，AI攝像頭可以根據(jù)觀眾的注意力焦點隨時調(diào)整，每個觀眾看到的可能都不一樣。體育賽事的錄制不再受制于轉(zhuǎn)播導(dǎo)演和攝影師，而完全是基于大數(shù)據(jù)和人工智能算法的選擇。因此，人工智能技術(shù)將徹底改變傳統(tǒng)的體育賽事的傳媒業(yè)態(tài)。

“AI訓(xùn)練系統(tǒng)可以分析運動員在體育賽事中的行為和表現(xiàn)，給出智能化的面向更高成績的訓(xùn)練建議，從而進一步提高運動員的成績上限，甚至預(yù)測競爭對手的可能動作，有利于運動員在大型賽事中的更好發(fā)揮。就比如說這次的AI視覺追蹤技術(shù)，這也是AI賦能裁判系統(tǒng)的代表作之一。這項技術(shù)的出現(xiàn)就解決了攝像頭沒有及時捕捉到關(guān)鍵得分的問題，后續(xù)很有必要拓展到其他賽事中。”趙軍輝認為，本屆東京奧運會中多項AI技術(shù)的引入，是AI很好的一個落地應(yīng)用案例，相信這類技術(shù)可以徹底改變行業(yè)的發(fā)展，促成更公平、公正的體育賽事。

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