2024年10月16日,田文博(右二)采集運動員運動數據。
新華社記者 王毓國攝
"> 北京冬奧會上,中國花樣滑冰選手隋文靜與韓聰在比賽中。
新華社記者 王毓國攝
2024年9月3日,深圳南山慢病院,運動康復師王千武(面對鏡頭者)正在指導慢病患者科學鍛煉。
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不知不覺間,人工智能正悄悄改變著體育運動的方式。
運動員用AI系統輔助訓練,提升成績沖擊賽事獎牌;馬拉松愛好者向AI大模型“請教”,調整呼吸與跑姿;社區醫院里,AI為市民定制運動處方,讓他們通過日常鍛煉實現“主動健康”……
對不同群體來說,“AI+體育”究竟意味著什么?解決了哪些老問題?有哪些新進展?記者進行了采訪。
“體育大賽也是科技大賽”
踏著一曲《憂愁河上的金橋》,兩個身影在冰上翩然起舞。這是2022年北京冬奧會上,中國花樣滑冰選手隋文靜和韓聰的自由滑比賽現場。
情緒醞釀至第一個高點時,韓聰雙手施力將搭檔舉起,隋文靜飛出,旋轉整整四周后輕盈落冰,安靜的現場爆發出一陣喝彩——這是全場唯一一個“捻轉四周”。正是這一高難度動作的高質量呈現,讓中國隊將這塊金牌收入囊中。
與眾多花滑愛好者感性的觀賽體驗不同,在北京冬奧會國家花樣滑冰隊科技總監、清華大學教授張冰看來,這一“高光時刻”背后,AI在競技體育領域的創新應用“功不可沒”。
據張冰透露,當時他帶領一支來自運動生理學、機械工程、精密儀器和計算機等專業領域的技術團隊,隨隊駐訓,為提升運動員的競技表現,提供全天候的科技保障。
備戰冬奧的9個月期間,每場訓練結束后,技術團隊都會生成技術動作分析報告,幫助教練團隊有針對性地調整訓練計劃。
“以三周跳為例,是男運動員拋的力量不夠?還是女運動員跳得不穩?”張冰告訴記者,“有了高精度動作捕捉設備和AI系統,我們能關注到每個技術動作細節,然后和世界上最優秀的運動員一一比對,可提升的地方一目了然。”
這一過程中,AI如何發揮作用?
與其他行業不同,體育運動領域數據模態多樣,包括視頻、文字,以及不同硬件設備采集的信息,都需要專業人員進行標注;而且往往要采集一整段時序運動數據,每秒24幀逐一分析,數據處理量巨大。
“如果沒有AI,我們只能逐幀手動標記關節點,根本無法滿足這樣高強度備賽訓練的需求。”張冰說,“AI極大提升了訓練的效率。”
張冰擔任清華大學體育與健康科學研究中心主任多年,參與并見證了數字技術賦能體育的一路探索。
“最初,我們需要請來全國頂尖的運動訓練學、營養學、心理學等領域專家,把不同學科的知識輸入計算機系統,經過手動建模,逐一用于訓練數據分析。而現在,各學科可以橫向打通,變成一個‘平臺’,只要有數據,就能即時匹配調用,自動生成綜合各學科知識的分析結果。”他對記者感嘆,“人工智能的發展帶來了質的飛躍。”
如今,除了花樣滑冰,人工智能還廣泛應用于短道速滑、跳水、游泳、乒乓球等各類競技體育項目。優化技術動作、分析戰術策略、輔助裁判決策、豐富觀賽體驗……AI的應用方式也不斷拓展。
“奧運賽場上,勝負只在毫厘之間。我們的獎牌數能進入第一梯隊,背后有人工智能在體育訓練康復方面的應用水平提升。”張冰說,“說到底,體育大賽也是科技大賽,金牌是個‘系統工程’。”
基層運動員的“隨身教練”
除了服務于頂級國際賽事,人工智能,尤其是近年來大模型技術的升級,還惠及不少基層運動員與業余運動愛好者。
AI大模型能為校隊、省隊的基層運動員做些什么?
西安交通大學的田徑場上,酷體體育科技CEO田文博正在觀看運動隊訓練。他告訴記者:“我從小學到高中一直是校田徑隊運動員,后來沒能走上職業道路,大學選擇了計算機專業。”
回想起在田徑隊的日子,田文博始終有個心結:不同于國家隊有專家團隊精心指導每位選手,在基層,一名教練往往要帶幾十個隊員,難免分身乏術。有體育生因訓練方式不當,過早出現傷病,甚至不得不提前結束運動生涯。
因此,當他了解到國家隊借助AI為運動員定制訓練方案,一個想法在腦海中萌生——何不結合自己的愛好與專業,為基層訓練也開發一個“AI隨身教練”?
他與團隊來到全國多家高校與俱樂部,采集高水平運動員的運動數據,形成一套“田徑冠軍模型”;隨后又與北京體育大學武文強教授團隊、百度智能云等合作,基于AI大模型,對采集到的海量數據進行分析、理解。
“有了大模型,支撐時間、騰空時間、肢體夾角等專業數據,可以轉化成‘加強腳踝力量’‘增大擺臂幅度’這樣的具體建議,對基層運動員來說更容易理解。”田文博解釋。使用者只要拍攝一段自己的運動視頻,就能與冠軍數據對比,獲得直觀的訓練評估與針對性建議。
此外,大模型能力結合上百位訓練、康復、中醫、運動生物力學的專家數據,讓使用者還能通過AI問答功能,隨時隨地獲得科學權威的指導。
系統在部分高校、省隊、俱樂部試點發布后,田文博收到了不少好評——有體育生用“AI隨身教練”改善訓練,百米成績提升了將近1秒。除了田徑運動員,馬拉松選手、跑步愛好者、健身愛好者,也都能從中獲益。
未來,AI大模型的使用是否會改變基層體育訓練的模式?
“有AI提供協助,基層運動隊開展訓練、培養人才的質量會大大提高,但對教練員的要求不會變低。”田文博說,“一名合格的基層教練必須掌握更加綜合的能力——不僅要懂訓練、懂康復,更要懂數據。”
為全民健康“開具處方”
有人好奇:AI賦能運動訓練,對并非“體育迷”的普通人意味著什么?答案就在社區醫院、城市公園、學校操場等日常生活場景中。
在深圳南山區,有家“慢病防治院”(下稱“南山慢病院”)在周邊小有名氣。在這里,運動損傷患者、職場人群,以及高血壓、糖尿病、腦卒中等慢性病患者及高危人群,都能通過AI賦能的運動康復手段輔助治療。
從2023年5月開始,南山慢病院配備了由醫療科技公司“以動健康”開發的人工智能運動處方系統,以及運動指導工作站、體適能評估一體機等AI設備,并聘請了專業運動康復師進行使用指導。
擁有20年從業經驗的運動康復師王千武是南山慢病院的一名常邀講師。他表示,目前AI已應用于運動康復的各個環節——包括初期的運動能力評估、個性化運動處方制定,以及從院內治療到居家康復的全流程跟蹤隨訪。“在配置后的一年內,各項AI設備的使用已超過700人次”。
“運動是許多疾病的輔助治療手段。醫生常囑咐患者加強運動,但患者回家后自行鍛煉,方式不一定科學,最終效果難以保證。”王千武說。
而有了AI運動處方系統,醫生或康復師可以通過小程序,自動生成定制的跟練長視頻,直接發給患者,并實時了解完成情況。
有位患者讓王千武印象深刻:59歲,企業高管,長期久坐導致腰痛。“他平常工作很忙,來醫院的次數無法保證,病情就反反復復。我們借助AI,給他定制了可以居家完成的運動處方,每天5到10分鐘,包括活動關節的徒手訓練和簡單的力量訓練。現在半年過去,他的腰痛基本不再復發了”。
他還發現,通過為居家鍛煉提供指導,人們的鍛煉方式也更豐富了。
“過去提到鍛煉,大家往往會想到跑步、打球這些常見方式,但長期只進行同一種運動,容易引起慢性損傷。現在AI讓獲取專業指導與監督更方便,人們就能嘗試更多運動類型,提高身體素質。”王千武說。
深圳南山慢病院積極引進AI運動處方系統的背后,是“體醫融合”的嘗試正在全國各地加速推開。
據“以動健康”產品研究員李馳明介紹,除了南山慢病院,AI運動處方系統還在北京、江蘇等地多家三甲醫院、社區機構進行了試點,輔助兒童脊柱側彎、腦卒中等疾病的診療康復。
《“健康中國2030”規劃綱要》強調:“加強體醫融合和非醫療健康干預”。運動康復領域AI大模型的研發與應用,讓更多人接觸到專業的運動康復知識,助力解決這一領域中人員物資不足、從業者魚龍混雜等問題。
伴隨“體醫融合”深入推進,AI賦能的運動康復技術將深入更多場景、惠及更多人群。
今年全國兩會期間,“體重管理”成為全民關注的熱點。“隨著減重門診在全國范圍內普及建設,AI會幫助更多人科學提升健康水平,成為全民健康管理的‘得力工具’。”李馳明說。
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