88枚奖牌收官背后，是中国体育科技的新觉醒！————百度智能云为中国梦之队打造“AI教练”

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<article><section data-type="rtext">摘 要：本案例描述了东京奥运会赛场上中国跳水队惊艳表现背后的科技力量。中国跳水队员常规备战外， 百度智能云为中国跳水“梦之队”日常训练打造了国内首个“3D+AI”跳水辅助训练系统。跳水项目要求在非常短的时间要完成很多复杂精细的动作，同时运动员还不能配搭任何传感设备，给量化评估带来很大难度。“3D+AI”跳水辅助训练系统通过对训练视频进行摘要、动作抽取、姿势纠正等处理，快速进行归纳整理，突破了体育运动定量评价与数据分析的难题，将竞技体育更精细化地定格在时间和空间维度，让体育训练更加科学、智能、合理、有效，实现了“看得清”、“看得准”、“看得全”和“看得懂”四大核心能力。根据百度方面提供的数据显示，赛前训练的几个月来，系统辅助训练的效果突出，运动员的训练效率提升了20%。关键词：百度智能云；体育科技；人工智能；东京奥运会；中国跳水队案例正文：2021年的夏天，在东京奥运会上，中国健儿可谓“群星璀璨”。2021年8月8日，东京奥运会正式落下帷幕，中国代表团以88枚奖牌，38枚金牌收官。在人们的欢呼、激动、感动之外，也让全世界看到了另外一种力量，就是与中国健儿一起逐梦的“中国科技”力量。正如《国务院办公厅关于印发体育强国建设纲要的通知》中提到的，统筹国际国内体育科技资源，构建跨学科、跨地域、跨行业、跨部门的体育科技协同创新平台，加强科研攻关、科技服务和医疗保障工作。科技在体育发展，尤其竞技体育中发挥的角色至关重要。以中国跳水队为例，为何能一直延续霸主地位、捍卫荣誉？这些好成绩离不开每位中国选手的天赋与努力，还离不开他们背后的科学训练。奖牌背后的“科技”力量7月28日，在赛艇比赛女子四人双桨项目决赛中，中国队摘得金牌，这是中国队在2008年北京奥运会后夺得的首枚奥运赛艇金牌。而这枚金牌就与借助中国航天风洞的科学训练有着密切关系。8月1日，在男子百米半决赛中，苏炳添以9秒83的亚洲最好成绩，闯入决赛，并取得第6名。据悉，在“创造历史”的苏炳添的“自我”研究中，他也曾明确指出，提高他竞赛成绩的首先一条便是“科技助力”。百余年来，竞技体育之所以能如此蓬勃发展，与科技的兴盛不无关联，甚至可以说，是密切相关的。而当科技来到新的时代，以5G、AI为代表的前沿科技正在助力各行各业开启智能化进程，这个过程中，显然也包括中国体育事业。“总分326.40分，远超第二名25.62分，恭喜施廷懋、王涵毫无悬念地夺得跳水女子双人3米板项目金牌，恭喜中国跳水队。”7月25日，第二个比赛日传来捷报，这是中国跳水“梦之队”的首金，也是中国代表团在本届奥运会的第四金。据了解，赛场上的惊艳表现是中国跳水队员充分利用每一分钟刻苦训练的结果，而常规备战外，还在科技领域不断探索尝试，运用百度智能云提供的AI 技术辅助分析、训练调整。中国体育科技的新觉醒中国跳水，乃至中国体育都需要科技的助力，不过，到底需要什么样的科技是个难题？以跳水项目为例，非常短的时间要完成很多复杂精细的动作，同时运动员还不能配搭任何传感设备，甚至一块胶布都不行。无法佩戴传感设备，就意味着无法进行量化评估。“技术难道真的不能做一些助力跳水的事情？”百度技术团队告诉记者，“经过大量的参观调研和反复的技术钻研，我们找到了解决方案——利用3D视觉技术，从单目视频里面重建3D姿态和动作序列，并基于此进行一些列量化指标的推断和求解。”“因为跳水项目的特殊性，我们运动员从起跳到入水的时间大概是1秒8，空中的动作也比较复杂。”中国跳水队领队周继红表示，“中国跳水队日常训练追求精益求精，现在有了这套系统，3秒就可以看到反馈，有时候出去开会、出差，也能看到队伍里的训练情况，反馈非常及时。系统可以切不同的角度，抠不同动作细节，一目了然。”这套系统就是百度智能云为中国跳水“梦之队”日常训练打造的国内首个“3D+AI”跳水辅助训练系统，中国跳水队和百度智能云把这套系统形象地称为“国家队AI教练”，可以覆盖跳水训练的各个环节。<img data-alt="“3D+AI”跳水辅助训练系统示意图“" src="//img.huanqiucdn.cn/dp/api/files/imageDir/d7e8494848142bc8b81104b769f2c136u1.png?imageView2/2/w/1260" /><img data-alt="“3D+AI”跳水辅助训练系统示意图“" src="//img.huanqiucdn.cn/dp/api/files/imageDir/199a6e387458b1ab6cc04b7110ab6846u1.png?imageView2/2/w/1260" />AI教练”是怎么训练的？如上所说，跳水运动是一个高速甚至超高速的运动，从起跳到落水的时间控制在两秒钟左右。比如，跳水奥运冠军林跃，最擅长的十米台高难度动作5255B，会做900度的转体再加上900度的翻腾，也就是1800度，在两秒钟时间内完成，这对信息的采集也构成了很大挑战。对此，针对跳水训练中的痛点，百度智能云基于“3D+AI”技术，首次实现“云-边-端”软硬一体的AI辅助训练系统，通过AI技术对训练视频进行摘要、动作抽取、姿势纠正等处理，快速进行归纳整理，突破了体育运动定量评价与数据分析的难题，将竞技体育更精细化地定格在时间和空间维度。具体来看，该系统具备四大核心亮点，分别是“看得清”、“看得准”、“看得全”、“看得懂”，能够从技术上解决上述问题。<img data-alt="“3D+AI”跳水训练系统四大核心亮点" src="//img.huanqiucdn.cn/dp/api/files/imageDir/a18578cb66e58fbbf0ad4a1c694196dfu1.png?imageView2/2/w/1260" />首先，“看得清”。基于百度大脑和智能云，搭建了“云-边-端”一体的软硬件系统进行高速视频智能采集。在跳水队训练场馆内，部署了高速相机等一系列采集处理的硬件设备。核心算法包括高速视频智能采集、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。在端侧，可利用平板电脑等移动终端实现3D的交互系统以及智能训练助手，并且能够把数据形成专业的知识模型。从运动员从踏上跳板那一刻，这套系统就开始采集录制，进水之后停止录制。高速视频可实时反馈到教练员的平板电脑上，方便对运动员的姿势、动作等进行针对性的指导，也可以在赛前集中回顾、观看。其次，“看得准”。跳水动作三维姿势计算、跳水动作量化评估。采集到的高速视频是2D，再通过百度大脑3D视觉技术以及深度神经网络能够估算出运动员三维的姿态，获得每个关节的三维角度。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3D的人体姿态以三维重建的结果，就可以实现对跳水动作精准的量化评估。<img data-alt="“3D+AI”跳水训练系统的三维姿势计算" src="//img.huanqiucdn.cn/dp/api/files/imageDir/fec97f0461ce694931d1249005bdfe3eu1.png?imageView2/2/w/1260" />再次，“看得全”。包括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，实现了360度自由视角的时空定格，把跳水这种一系列的持续动作定格到三维空间上，可支持360度自由旋转观看。最后，“看得懂”。即实现跳水动作智能打分，训练技术智能制定，金牌教练员的经验可以复用、传递。通过构建跳水动作的姿势点，运动员完成一个动作之后，能自动识别出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，通过这套系统把教练员和运动员的专业知识数字化、模型化，可以用于青少年运动员的培养。根据百度方面提供的数据显示，赛前训练的几个月来，系统辅助训练的效果突出，运动员的训练效率提升了20%。从“AI教练”的案例可以看到，AI正成为提升竞技体育水平的新帮手。对此，百度创始人、董事长兼CEO李彦宏表示：“百度把最优秀的教练和运动员的技术和经验数字化，然后进行智能化运用，推广到省队、市队甚至普及给普通的体育爱好者，让更多的人都可以享受到国家队教练的专业指导。”案例评点：“中国跳水队是中国体育的梦之队，一直走在世界前列。我们始终秉承创新发展的理念，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。此次与百度智能云合作，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具有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</section></article>

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