奥运夺冠背后:一场不见硝烟的科技大比武

文|陈思

本届东京奥运会,哪位中国运动员的表现最令你印象深刻?

是拿下中国奥运首金的“比心甜妹”杨倩,还是打破亚洲记录的“飞人”苏炳添,又或者是跳出教科书般“零水花”的14岁小将全红婵?

我们为这些体育健儿拼搏而来的成绩感到自豪,也为他们日复一日的辛勤付出而感动。除了赛场上光芒万丈的运动员们,一直在场边与幕后为他们进行专业指导并给予鼓励、安慰的教练员们,也是运动员夺金路上非常重要的存在。

“铁榔头”郎平、“不懂球的胖子”刘国梁等知名教练员,总是能在关键时刻给队员鼓励与专业指导,帮助他们看清场上形势,抓住对方弱点并一举夺冠。

但你可能不知道的是,在这些真人教练员之外,有一群AI教练为运动员们提供了更加精准、细微的技术调整,让他们在细节处战胜对手。

“零水花”金牌背后,有AI一份功劳

中国跳水“梦之队”在今年东京奥运会的表现可谓光彩夺目,一次又一次几乎零水花的成绩让全世界为之震惊,连解说员都连连发出赞叹:下个饺子都比这水花大。

(14岁小将全红婵震惊世界的一跳 | 来源:互联网)

那么问题来了:起跳、做动作、入水,这一套流程下来不过区区两秒的时间,AI是怎么帮助运动员做出调整的呢?

按照“3D+AI”跳水训练系统研发工程师飞翔的说法:“我们把运动员的关键动作,把他这种持续动作,定格到这种三维空间上面,各种数据的分析,就把一个动作的各种细节给展现出来了。 ”

就比如,这个跳水三米板里面难度最高的3.9的动作5156B:

(来源:央视新闻)

过去的训练模式里,真人教练员会根据运动员的表现,一遍又一遍地进行纠正、调整,告诉运动员应该注意哪些细节。从运动员的角度来说,由于看不到自己的动作,只能依靠悟性与反复的练习以达到进步的效果。

如今有了AI教练,当运动员做完动作后,系统会给运动员的一连串入水动作建模,用数据标注出运动员做每一个动作时的各项数据,比如起跳高度、入水夹角等等:

(来源:央视新闻)

复盘时,教练和运动员就可以根据量化指标对运动员进行更有针对性的指导,比如,入水的时候是不是要调整角度、往哪里调整、调整多少等等。比起以前“教练靠嘴说,运动员靠脑袋悟”的指导模式,有具体量化指标的训练方法更科学、更有针对性。

至于这样的训练有没有效果?相信本届奥运会的一枚枚奖牌就已经说明了一切。

是体育的竞技,更是科技的比武

电影《夺冠》中有这么两个对比的片段令人印象非常深刻。

八十年代的女排训练,我们为了战胜对手,能依靠的只有一遍一遍观看对手的比赛录像,用笔记本记录、分析对手的优势、弱点。可当时,美国已经将计算机分析应用在了体育运动上,对我们国家所有的运动员包括教练,都了如指掌。

我们呢?当时全国上下只有中科院才有计算机,而且是很古老的、几个大卡车都装不下的机器,会使用的更是没几个人。

面对美国这样的科技型对手,我们能做的是什么呢?苦练,只能靠苦练。

一次次加高排球的拦网,一点点增大运动员训练的强度,为的就是在体能、起跳高度、攻击力度等等方面都超过对方。

这样的训练方式当然有效,也成功让全世界见证了中国女排的力量。可是,这种“土办法”却是无奈之举,因为我们在科技上落后对方,只有苦练才能出成绩。

正如电影中这句台词所说:“未来体育靠的不是人,是科技。”

当电影画面切换到2016年,郎平教练带领新一代女排重新踏上奥运征程,不同于过去的是,在赛场上,我们也可以运用高科技手段,对对手进行分析:

这样的对比很难不让人动容,当我们终于在科技领域也走到世界前列时,我们的体育健儿们也可以拥有更加科学化、规范化的训练方式,同时还可以取得更加优异的成绩。

当更多黑科技在体育竞技中得到应用,奥运赛场也逐渐变成了国与国之间科技竞技的赛场。

本届东京奥运会上,“亚洲飞人”苏炳添以9.83秒的成绩打破了亚洲纪录,成为了站在百米赛跑决赛场上唯一的亚洲人:

(苏炳添快到模糊 | 图片来源:互联网)

为什么苏炳添在31岁的年纪仍然可以创下这样的惊人纪录,在他的论文里,我们找到了答案。

苏炳添在2019年发表了论文《新时代中国男子100m短跑:回顾与展望》,里面特别提到了“科学化训练理念”。如下图所示,就是苏炳添在日常训练中使用的仪器设备及其功能:

值得一提的是,苏炳添的教练Randy Huntington是一个典型的“科技教练”,对于高科技设备的应用非常看重。在更加科学的训练方式,与高科技设备的辅助下,苏炳添不论从体能还是训练成绩,都得到了不小的提升:

中国乒乓球独占世界鳌头多年,背后不仅是运动员与教练员的辛勤努力,更有着高科技手段的支持。

7月29日的乒乓球女单决赛里,普通观众看到的是孙颖莎与伊藤美诚有来有往的拼杀,而远在两千四百多公里外的“浙江大学乒乓球智能大数据分析平台”的技术团队,则在比赛的过程中第一时间收集到了伊藤美诚的每一次发球、挥拍、移动等数据,为中国队研究对手提供了重要的数据与技术支持。

而中国乒乓学院与新松机器人联合推出的机器人“Pongbot(庞教练)”,则为锻练中国新一代乒乓力量提供了帮助。它除了能指哪儿打哪儿,还会根据学员的训练情况进行数据分析,俨然一个专业的乒乓球教练。

(球台左侧机器人为“庞教练”| 来源:互联网)

除运动员外,“黑科技”也应用在了裁判席上。

本届奥运会的东道主日本在赛场上增设了AI记录系统,由欧米伽公司提供的这套系统让原本可能被忽略或误读的动作也可记录下来。以沙滩排球为例,各路传感器和多个每秒250fps拍摄的高速摄像头将记录画面,同时会通过AI计算判定动作以及计算出画面被遮挡时排球的运动轨迹。

另一套由富士通提供的AI计分系统则应用在了体操赛场。据了解,这套系统使用3D激光传感器对运动员姿态进行实时捕捉和建模,76800个记录点乘以每秒30次刷新,保证精度且无需专门的动捕服。

(AI系统对选手进行评分 | 来源:互联网)

可惜的是,再优秀的AI系统也只能起到辅助作用,有些比赛分数的评分仍然要依靠人工,这也使得本届奥运会中,某些竞赛项目的评分引起了不小的争议。不过,这不是本文主要讨论的问题,暂且按下不表。

从不专业跑鞋到AI教练,换了人间

在结尾的时候,我们认为有必要再致敬一下中国奥运第一人:刘长春。

1932年,正是这个中国人,在海上漂泊了三个星期,到达大洋彼岸的洛杉矶,脚踩着一双并不专业的跑鞋,完成了100米、200米两场比赛,虽然受体力影响,他都没能晋级,但是奥运赛场上从此有了中国人的身影。

同时,更多有志之士也认识到:奥运会说是体育的竞技,实则是国力的展现。当时羸弱的中国甚至无法为参加奥运会的选手提供完整的后勤保障。

如今,岁月更替,沧海桑田。今日中国的奥运选手已经不用再穿着不专业的跑鞋参赛,也不必再为了超过对手而付出几倍于对手伤痛的代价;我们的运动员可以享受世界顶尖的科学训练方式,也可以配备包含顶级科技的运动装备,而这一切的背后,是因为我们有一个强大的国家在支持。

2008年,中国成功举办了夏季奥运会;2022年,中国即将举办冬季奥运会。届时,人工智能、5G、云计算等更多专业、实用的技术将覆盖更多场景与环节,为世界展现中国的奥运精神与科技力量,相信中国的奥运健儿们一定可以再创佳绩,带来更加精彩的表现。