复旦研发智能冰上运动训练分析系统

再过半个月，来自世界各地的运动员将齐聚2022北京冬奥会赛场，检验在过去四年，又一个冬奥周期中的训练成果。除了苦练与汗水，如今，高科技也更加紧密地融入到赛训体系中。用AI赋能体育训练，由复旦大学工程与应用技术研究院教授、智能机器人研究院常务副院长张立华团队研发的智能冰上运动训练分析系统，就可以让“智能化”教练亲身指导，助你化身“冰雪精灵”！

“AI教练”如何指导运动员？

晶莹冰场上，花样滑冰的运动员们伴着旋律翩翩起舞，而张立华教授的视角却不止于欣赏，长期从事人工智能、计算机视觉与智能感知相关研究的他，在运动员们舞动、旋转的身影中，敏锐察觉了动作识别与检测、运动分析与追踪等AI技术应用的可能性。

2019年2月，张立华团队在首钢训练基地同国家体育总局冬季运动管理中心聘请的高水平运动表现顾问克里斯汀•科林斯（Kristin Collins）女士进行了沟通，讨论了智能辅助分析系统的实用价值，开展智能辅助分析系统的相关研发部署等工作。

团队经过近两年的努力打造出智能冰上运动训练分析系统，采用基于人工智能计算机视觉算法对滑冰运动员的动作、姿态、速度等信息进行智能分析对比，从定性、定量再到定制化分析每个运动员的特点，提高科学化训练水平与效率，有效减轻教练员工作负荷，实现科学训练、有效提升运动员训练效果和竞赛成绩的目的。

“我们利用人工智能技术，可以分析冰上运动员的骨架、各关节的动作、姿势，这叫运动目标的骨架节点识别和可视化。”张立华介绍。

以往专业教练总是目不转睛地注视着运动员，如今智能冰上运动训练分析系统却让高清摄像头在场边实时动态监督运动员，通过运动目标跟踪与轨迹可视化，在监控屏幕上识别每位运动员身上的骨骼关键点以及运动轨迹，显示出各类运动指标的统计信息。“短道速滑/速度滑冰的运动轨迹、姿势一目了然，从定性的教练员的分析，变成定量的科学分析手段。”

对于花样滑冰而言，评判标准更多，智能冰上运动训练分析系统通过三维骨架节点检测与姿态估计，帮助运动员改善姿势的规范度与美观度。而运动目标3D模型可视化，则为花样滑冰运动员旋转计数这样的技术分析提供了便捷。

上得冬奥赛场，亦能“飞入寻常百姓家”

张立华教授是土生土长的东北人，虽然没有什么运动天赋，但对各项冰雪运动可是并不陌生。如今，他开发出的智能冰上运动训练分析系统，已在家乡的吉林省体育局长春冰上训练基地搭建示范系统。

“你的摆臂幅度如果再小5厘米，就会减少一定阻力，速度和稳定性也会再有所提升。”在长春冰上训练基地，教练通过示范系统对运动员进行针对性指导，为运动员创佳绩提供有力支持。

除了冰上运动，“AI教练”还能胜任体育运动项目，比如基于人工智能的计算机视觉算法对足球运动员也可以进行实时动态监控与分析，让“AI版的足球”不再是一场梦。

“咱们东北有挺多滑雪场，也有人提议先从各大滑雪场入手。”张立华笑道。 张立华在美国的朋友，家里孩子们经常参加冰球比赛，听说张立华研发了一套智能冰上运动训练分析系统，非常惊喜，迫不及待地想要试用。张立华非常看好这项技术的未来前景，他相信这项复旦科技助力冬奥的成果，能在未来让冰雪运动和各项体育运动的智慧化指导“飞入寻常百姓家”。

未来，张立华团队将面向专业和大众运动项目开展比赛训练分析算法及应用系统研究，根据现有基础建设竞技体育比赛训练智能分析平台，实现训练辅助分析、比赛辅助裁判等智能化应用，并建设示范性智能化体育比赛场馆、大众体育智能化示范设施，让广大群众能够在日常运动中感受“智能化”服务带来的全新体验。 “这项技术既服务于国家，体现中国冬奥的科技水平，也在将来服务于全民运动普及水平，发挥最大的价值。”张立华坚定地说。