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AI評分系統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在了東京奧運會現場，不過這一次她不是以運動員的身份代表國家參賽，而是以國際泳聯跳水技術委員會委員的身份來評估裁判工作是否稱職，是否執裁公平。

裁判的公正有人監督，對運動員的評分也是一環扣一環。據悉，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、輔助評分多個環節發揮了作用。

AI評分系統助力裁判公正性

體操競技的動作華麗炫目、動態感十足，且技術難度大，對于裁判而言，評分也愈發困難，歷屆奧運會上質疑裁判員評分不公的情況多有發生。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的AI評分輔助系統，在2019年世錦賽，國際體操協會就應用了該評分系統。據悉，本屆東京奧運會運動員的最終得分，就是結合AI和裁判的判斷，再經裁判綜合判斷后，最終打出的分數。

面對AI評分系統，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，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。

據了解，AI評分系統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，并且將其實時轉換成三維立體圖像。以該圖像為基礎，AI可以對運動員身體的旋轉和扭動等動作做出分析，并結合過去的比賽數據，遵照評分標準，判斷運動員技術動作的完成度。不僅如此，AI評分系統還可捕捉運動員的瞬間動作和身體扭轉角度，并清晰展現給觀眾，讓觀眾通過畫面了解更多比賽細節，提高比賽的娛樂性。

“用AI技術進行評判，可以大大降低判罰不公之類的情況。”在復旦大學計算機學院教授張軍平看來，人工智能技術在體育賽事中的具體應用已然十分廣泛，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率。

小冰公司首席運營官、人工智能創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，人工智能技術在競技體育中的作用正逐漸顯現。但現在的技術大多采用計算機視覺識別技術，作為邊裁提高判罰精準度，避免誤判。成熟的AI評分系統，要能夠基于運動員動作和姿態，獨立做出與人類專業裁判一致且完整的評價。小冰公司旗下的AI評分系統已經能夠做到這一點，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視覺有效跟蹤預測運動軌跡

競技體育的判定時常伴隨著爭議。由于現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，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據之后，就能推斷出對應的擊球類型、傳球類型。在結合圖像和運動情況之后，AI視覺技術就能有效地跟蹤和預測球的運動軌跡。

據了解，為了讓AI更加智能，首先需要不斷訓練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打出的球。此外，為確保數據的準確性，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對約2000組數據進行收集和分析，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技術不僅能在賽事中為裁判提供更好的判斷依據，在輔助運動員的日常訓練方面也可起到不俗的效果。

“過去的傳統做法大多是教練通過比賽錄像進行復盤分析，而AI的圖像識別、數據分析則能幫助教練和運動員獲得更好的運動認知。大數據也能夠總結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、曲線數值等進行記錄、標注。”徐元春說，過去，教練復盤分析靠的是個人經驗。如今，AI系統可以結合奧運比賽場景的特殊性，根據運動序列預測做出目標檢測、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意見，協助調整運動姿態。此外，根據運動員的歷史數據，該系統還能實現對訓練趨勢的追溯，在精準分析運動姿態、聚合運動數據的基礎上，整理并提出科學的訓練專家策略，有效提升運動員訓練效率。

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、數據分析來獲得更好的運動認知是一個非常有效的方法。

人臉識別系統可3秒完成安檢

據報道，本屆東京奧運會的運動員、工作人員、志愿者等人數高達30余萬人。在目前復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。現如今，人臉識別的精確度已經高達99.5%以上，利用人臉識別技術，工作人員可以事先在系統里錄入人員信息，安全檢查時3秒內就可以完成比對，快速高效。

據了解，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。測試結果顯示，就算多人快速通過，該識別系統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，同時降低相關崗位工作人員數量，對疫情防控和賽事高效運轉都顯得非常重要。

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的變革。”在談到AI的發展，趙軍輝認為，AI+體育賽事正在改變未來，AI攝像頭可以根據觀眾的注意力焦點隨時調整，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播導演和攝影師，而完全是基于大數據和人工智能算法的選擇。因此，人工智能技術將徹底改變傳統的體育賽事的傳媒業態。

“AI訓練系統可以分析運動員在體育賽事中的行為和表現，給出智能化的面向更高成績的訓練建議，從而進一步提高運動員的成績上限，甚至預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揮。就比如說這次的AI視覺追蹤技術，這也是AI賦能裁判系統的代表作之一。這項技術的出現就解決了攝像頭沒有及時捕捉到關鍵得分的問題，后續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技術的引入，是AI很好的一個落地應用案例，相信這類技術可以徹底改變行業的發展，促成更公平、公正的體育賽事。

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