淡竹科技:將機器視覺與體育教育深度融合 | 初創公司

2021-02-22 動點科技


動點科技 | ID:technode

人工智慧會怎樣改變我們的生活?毫無疑問的是,隨著 AI 在現實場景中不斷落地,它的影響正在滲透進現代生活的細枝末節。在體育領域,人工智慧技術正在開闢出一條嶄新的道路。NBA 的 IT 負責人曾透露,NBA 已建立了一套數據計算系統,能在比賽中挖掘數據,並通過機器學習進行數據建模。AI 也在開始扮演輔助訓練的角色,微軟開發出 Sports Performance Platform——一套解析運動員訓練、比賽表現的數據化管理系統,可以為運動員提供運動數據分析。

而在國內,人工智慧在體育領域的落地也正在起步。位於上海漕河涇開發區的上海淡竹體育科技有限公司是國內率先將機器視覺技術運用到體育運動領域的科技公司。淡竹於 2017 年開始研發運動視覺技術,歷時兩年,研發出了專業分析體育運動視頻數據的淡竹運動視覺計算平臺,並推出了基於運動視覺計算平臺的智能體育產品—北極貝智能體育系統,成功落地在標準化智能體育教室和操場、標準化智能體質測試考場等場景中,實現了學生體育訓練、教學、比賽以及體育中考的智能化,目前已經在上海、浙江等地區的中小學推廣運用。

據淡竹體育科技創始人張立介紹,區別於人臉識別、交通違章等場景中的機器視覺技術,運動場景中的機器視覺需要更複雜、推理結果更準確的算法,一般深度學習算法給出的是置信結果,而運動場景中需要算法給出準確和確定的結果。淡竹的運動視覺技術能對連續的運動過程進行計算,分析出運動員的運動過程數據和運動成績。淡竹基於運動視覺技術的產品顛覆了基於紅外和壓力等傳感器技術的穿戴設備等傳統產品形態,使運動員可以拋棄穿戴設備,在無器械場景中運動、訓練和比賽。

其中北極貝智能體育系統主要基於攝像頭和機器視覺算法採集視頻、分析運動數據。在標準化智能操場中,以 50 米短跑為例,操場上的攝像頭,先對學生的身份進行識別認證,系統發出 「準備」、「槍響(起跑)」 等語音指令,學生完成 50 米跑後,能夠馬上聽到系統播報自己的成績,運動過程中系統同時分析學生是否搶跑、是否串道等違規行為。在標準化智能體育教室中,攝像頭可以監督和指導學生訓練、測試的全過程,每項動作完成後可以在現場的屏幕上看到自己的運動過程數據、運動成績和運動處方。

淡竹的運動視覺技術主要進行動作規範性分析和運動數據分析,實現自動化、標準化的體育教學和測試。一方面,算法會分析運動員的肢體狀態,實時監督運動員是否遵守體育規則、動作是否規範,例如監督運動員在跑步項目中是否搶跑,在立定跳遠項目中是否踩線或單腳起跳,仰臥起坐動作是否到位;另一方面,算法能根據運動過程數據分析運動員的技術、體能和生理機能等數據,給出針對性的提高成績的運動處方,同時算法也為關鍵動作提供截圖和數據分析,例如擲球運動中球的出手角度、出手速度、飛行時間、飛行高度,跳遠運動中的起跳角度、騰空時間、擺臂幅度,騰空高度、落地重心等,這些數據生成的報告,結合運動生理學,能指出運動員哪些肌肉群是需要加強鍛鍊的,進而給出運動處方指導運動員針對性地練習薄弱的地方,不斷完善動作,提高體育成績。在中小學的應用場景中,系統使用學生體質測試數據,運用大數據分析技術,建立學生體質等級模型、體質考核評估模型,幫助家長和學校掌握學生的體質狀況。

機器視覺識別擲球運動中球的出手角度、出手速度、飛行時間、飛行高度數據
對於學生來說,體育訓練變得像在玩遊戲一樣有趣,每次運動能夠得到即時反饋,看到自己的成績和動作標準程度,進而調整自己達到更好的成績。體育訓練也更加自由靈活,智能體育系統全天候運作,學生可以自由安排時間完成體育老師安排的訓練和測試任務。對於學校和老師來說,智能體育系統使用機器視覺技術實現了自動化的體育訓練和教學,能自動計算運動成績,分析學生的技術、體能和生理機能等數據,並給出針對性的運動處方。從身份識別、成績測量,到判定成績和給出運動處方,是全自動、無人為監管的,降低了體育老師的工作負荷,讓體育教學更高效,也保障了測試和比賽的公正、公平。在體育教學中,體育老師可以在使用電腦或 Pad 實時查看學生的個人報告,個性化地指導學生。

北極貝智能體育系統可以使用學校已部署的安防系統,也可以進行區域級的雲端部署,並不會為學校增添巨大的財務負擔,因此具備了大範圍應用的基礎。同時北極貝體智能體育系統也是基於 5G 的創新應用,可以和 5G 結合部署,充分使用 5G eMBB 網絡切片的大帶寬回傳能力和邊緣計算能力,從而以更低成本和更好的性能實現系統部署。除了將運動視覺技術運用到校園體育教育領域,淡竹的產品規劃還涵蓋標準化智能體育技能等級考試,體育賽事數據分析,體育健身數據分析,智慧體育公園等場景。以淡竹目前正在研發的足球訓練和賽事數據分析系統為例,該系統能夠基於比賽實時視頻實時分析訓練場及體育賽場上球員的運動數據,包括球員在比賽中的控球、爆發力、速度、運動軌跡、位置熱力圖等數據,用於教練員現場指揮和賽後復盤。淡竹體育科技擁有來自於國內外知名院校應用數學、計算機科學、控制理論等專業的人工智慧研發團隊,致力於機器視覺、深度學習、圖像分析等人工智慧核心技術和算法的創新性研究,以淡竹運動視覺計算平臺為核心基礎平臺,研發體育、教育和健康領域的智能產品和解決方案,並持續保持在 AI 算法上的研發投入和持續創新。值得一提的是,淡竹體育科技已在體育運動人工智慧領域進行了完整的專利布局。據了解,淡竹體育科技目前正在引進教育行業的戰略投資方,計劃將北極貝智能體育產品推向全國的教育市場。除此之外,淡竹還計劃與公益機構合作,在欠發達地區的中小學普及北極貝智能體育產品,創始人張立說明了公司的使命和願景:「希望未來國內所有的中小學都能用上北極貝,用科技提高青少年身體素質,也通過技術創新讓世界更加普惠和溫暖。」

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