10月12日消息，AI技術(shù)已在越來越多行業(yè)應(yīng)用，通過大規(guī)模數(shù)據(jù)分析輔助決策，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的更強(qiáng)智能化。
剛剛閉幕的東京奧運(yùn)會(huì)上，中國賽艇隊(duì)&皮劃艇隊(duì)共斬獲兩金兩銀兩銅，取得歷史最好成績。而這一成績的背后，也有AI能力的貢獻(xiàn)。
賽艇無疑是力量耐力運(yùn)動(dòng)、是一項(xiàng)重復(fù)性周期運(yùn)動(dòng)。通常情況下，完成2000米比賽通常需要?jiǎng)潣?10-230次。對于專業(yè)賽艇運(yùn)動(dòng)員而言，每周進(jìn)行14-18次、17-23小時(shí)訓(xùn)練是常事。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員體能達(dá)到了一定的程度后，再想有所提高就會(huì)遇到瓶頸。
如何突破訓(xùn)練瓶頸，讓賽艇隊(duì)員個(gè)人和團(tuán)隊(duì)協(xié)作迸發(fā)出更大潛能？比人眼看得更多的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)是否能應(yīng)用于賽艇訓(xùn)練監(jiān)測、督導(dǎo)呢？懷著這樣的目標(biāo)，戴爾科技團(tuán)隊(duì)決心用科技賦能中國國家賽艇隊(duì)及皮劃艇隊(duì)。
事實(shí)上，2019年戴爾科技集團(tuán)就正式成為“中國國家皮劃艇隊(duì)官方贊助商”及“中國國家賽艇隊(duì)官方贊助商”，同年11月，戴爾科技集團(tuán)進(jìn)一步與中國皮劃艇協(xié)會(huì)和中國賽艇協(xié)會(huì)簽署水上實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)戰(zhàn)略合作。此后的2021年7月6日，中國賽艇協(xié)會(huì)、中國皮劃艇協(xié)會(huì)、人體運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)和健康發(fā)展中心（簡稱“PHD”）與戴爾科技集團(tuán)共建“大數(shù)據(jù)與人工智能聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”正式揭牌。
在此期間，戴爾科技集團(tuán)中國研究院高級主管科學(xué)家、美國麻省大學(xué)計(jì)算機(jī)工程專業(yè)博士李三平帶領(lǐng)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)深入國家賽艇隊(duì)的日常訓(xùn)練，與國家隊(duì)隊(duì)員們同吃、同住，全方位監(jiān)控隊(duì)友身體機(jī)能和訓(xùn)練數(shù)據(jù)，共同度過了40多個(gè)日夜。
戴爾科技團(tuán)隊(duì)專為中國國家賽艇隊(duì)及皮劃艇隊(duì)研發(fā)了“綜合智能訓(xùn)練輔助系統(tǒng)”，使得每一位運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練數(shù)據(jù)報(bào)告分析更精確，訓(xùn)練計(jì)劃更科學(xué)，輔助教練員、運(yùn)動(dòng)員突破訓(xùn)練瓶頸，取得更佳賽績。
邊緣智能、姿態(tài)檢測 賦能賽艇訓(xùn)練
在李三平看來，賽艇訓(xùn)練場景，從技術(shù)的角度來看是一個(gè)特別理想特別完美的邊緣智能應(yīng)用場景。
國家賽艇隊(duì)在全國各地及全球各地訓(xùn)練比賽，場地多變，同時(shí)又有水上訓(xùn)練、室內(nèi)訓(xùn)練等方式，另外訓(xùn)練場地的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量也無法保障。就賽艇訓(xùn)練而言，運(yùn)動(dòng)員主要是練習(xí)技術(shù)動(dòng)作的穩(wěn)定性和自己的耐力。在比賽中，運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)動(dòng)作質(zhì)量和效率尤其關(guān)鍵，日常訓(xùn)練的目標(biāo)就在要保證技術(shù)動(dòng)作質(zhì)量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)在賽艇里程不同階段的效率最大化。
這些都要求服務(wù)賽艇隊(duì)員的“綜合智能訓(xùn)練輔助系統(tǒng)”能夠有足夠的邊緣智能能力。比如精準(zhǔn)的姿態(tài)識別檢測能力和極低的反饋延遲，才能在運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練時(shí)實(shí)時(shí)提供姿態(tài)糾正建議。
戴爾科技賦能賽艇訓(xùn)練“綜合智能訓(xùn)練輔助系統(tǒng)”軟件一體化解決方案
包含邊緣計(jì)算盒子、戴爾公司的移動(dòng)工作站、SDP流數(shù)據(jù)平臺等
事實(shí)上，戴爾科技幫助中國賽艇隊(duì)設(shè)計(jì)的“綜合智能訓(xùn)練輔助系統(tǒng)”是一套基于人工智能的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析模型、戴爾SDP流數(shù)據(jù)平臺以及GPU高性能計(jì)算而開發(fā)的一套邊緣流數(shù)據(jù)處理和人工智能整體軟硬一體化解決方案。
具體而言，戴爾科技技術(shù)人員通過在靠近運(yùn)動(dòng)員端架設(shè)攝像頭，精準(zhǔn)采集運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練時(shí)的高頻視頻數(shù)據(jù)，再通過基于人工智能的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析模型對視頻畫面中的每一幀進(jìn)行姿態(tài)檢測，向運(yùn)動(dòng)員實(shí)時(shí)反饋訓(xùn)練情況。
比如運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練時(shí)大腿是不是伸直了，手臂是不是有拉到最大角度，運(yùn)動(dòng)員的劃槳速率、呼吸頻次、肌肉力度、運(yùn)動(dòng)姿態(tài)等所有這些信息都會(huì)在實(shí)時(shí)輔助系統(tǒng)中實(shí)時(shí)同步展現(xiàn)。
當(dāng)運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練時(shí)，可以根據(jù)屏幕內(nèi)的信息實(shí)時(shí)調(diào)整訓(xùn)練狀態(tài)、劃槳速率與頻次等。系統(tǒng)也會(huì)實(shí)時(shí)分析和判斷，糾正運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中動(dòng)作角度、力度，以及穩(wěn)定性的偏差等等，最終確保運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練動(dòng)作質(zhì)量達(dá)到更優(yōu)，實(shí)現(xiàn)賦能賽艇訓(xùn)練的目的。
賽艇訓(xùn)練數(shù)據(jù)采集是關(guān)鍵
通常而言AI涉及“數(shù)據(jù)、算力、算法”三要素，在賦能賽艇運(yùn)動(dòng)這件事情上，在算力和算法上都有深耕的戴爾科技團(tuán)隊(duì)看來，要構(gòu)建高精度的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)模型，關(guān)鍵點(diǎn)在賽艇訓(xùn)練數(shù)據(jù)的采集上。
李三平介紹，為了構(gòu)建一套專用于賽艇運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)集，戴爾科技技術(shù)團(tuán)隊(duì)更多的時(shí)間用在和賽艇教練員的深入溝通上。“從剛開始大家可能各說各話，到能互相理解對方需求，再到了解教練員想看的東西，再落實(shí)到代碼和技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，最后系統(tǒng)給出的數(shù)據(jù)是不是能滿足教練員的需求等”，這些都需要細(xì)致的溝通。
賽艇是一個(gè)背向終點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，在日常訓(xùn)練中特別強(qiáng)調(diào)賽艇運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)動(dòng)作質(zhì)量。對于賽艇運(yùn)動(dòng)員的艇上動(dòng)作簡單拆分兩個(gè)大的階段：一個(gè)是拉槳，一個(gè)是回槳。
拉槳最開始的位置，軀干折疊在一起，手臂伸直，從最前端拉到最遠(yuǎn)端，然后就開始回槳的階段。事實(shí)上拉槳和回槳的時(shí)間不是對等的，有一個(gè)推拉時(shí)間比，這個(gè)比例有一個(gè)黃金范圍，也就是 通常而言，在黃金范圍內(nèi)的賽艇會(huì)速度更快。我們?nèi)シ治鲞@個(gè)推拉槳?jiǎng)幼鞯臅r(shí)候，會(huì)發(fā)現(xiàn)有很多因素會(huì)影響到具體的值，當(dāng)然也會(huì)和運(yùn)動(dòng)員的個(gè)人條件相關(guān)。
據(jù)悉，戴爾科技提供的賽艇訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)模型采集了運(yùn)動(dòng)員身上的25個(gè)監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)，能從精度上保證對賽艇訓(xùn)練的精準(zhǔn)識別和分析。
李三平透露，在2019年的時(shí)候，運(yùn)動(dòng)員在艇上劃的做功是310多瓦，借助賽艇訓(xùn)練“綜合智能訓(xùn)練輔助系統(tǒng)”的輔助，一年后2020年的時(shí)候這一數(shù)值已經(jīng)提高到了370多瓦。
超低延時(shí) 實(shí)現(xiàn)不干擾運(yùn)動(dòng)員的反饋
作為賽艇運(yùn)動(dòng)輔助訓(xùn)練系統(tǒng)，除了要比教練員看得更清楚外，還要做到不干擾運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練的“指導(dǎo)”。
在李三平看來，做到對運(yùn)動(dòng)員不干擾，有兩個(gè)條件要滿足，第一，系統(tǒng)反饋給運(yùn)動(dòng)員的調(diào)整指導(dǎo)建議要足夠及時(shí)。訓(xùn)練中，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作連續(xù)而快速，1秒多就做一個(gè)動(dòng)作。如果我們的系統(tǒng)反饋哪怕延遲半秒，就會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員已經(jīng)在做下一個(gè)動(dòng)作，而系統(tǒng)給出的糾正姿態(tài)建議還是針對上一個(gè)動(dòng)作的，這無疑就是對運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練的一種干擾。
另一個(gè)方面是，戴爾科技的這套系統(tǒng)反饋給運(yùn)動(dòng)員的內(nèi)容展示，是不是足夠清楚明了，不需要運(yùn)動(dòng)員花費(fèi)時(shí)間去理解，再去糾正動(dòng)作。
為了解決上面的兩個(gè)問題，戴爾科技的這套“綜合智能訓(xùn)練輔助系統(tǒng)”將所有的數(shù)據(jù)采集、模型推理、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析都放在邊緣端進(jìn)行，保證延遲越低越好。
同時(shí)，反饋方案也進(jìn)行了多次迭代，現(xiàn)可分別提供運(yùn)動(dòng)員視圖和教練員視圖。其中運(yùn)動(dòng)員視圖信息做到最簡化，讓運(yùn)動(dòng)員一眼就能看懂；針對教練員的視圖，則會(huì)提供運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練的全面信息，并支持定制化。
李三平強(qiáng)調(diào)，一切努力都是為了更好地服務(wù)賽艇運(yùn)動(dòng)員有效訓(xùn)練。未來戴爾與國家賽艇隊(duì)還將在更多領(lǐng)域進(jìn)行新的科技賦能探索。
由中國賽艇協(xié)會(huì)、中國皮劃艇協(xié)會(huì)、人體運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)和健康發(fā)展中心（簡稱“PHD”）與戴爾科技集團(tuán)共建“大數(shù)據(jù)與人工智能聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室” 今年7月正式揭牌，可以期待的是這個(gè)實(shí)驗(yàn)室將為科技賦能體育運(yùn)動(dòng)帶來更多新突破。
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