7金5银，中国跳水梦之队背后的“黑科技“是什么？

Posted 2021-09-05 百度大脑

8月7日，中国跳水“梦之队”在东京奥运会上以7金5银收官，4个单项包揽全部冠亚军，4个双人项目收获3金。14岁小将全红婵惊艳上演“水花消失术”，满分夺金；男子跳水10米台决赛，曹缘再现“零水花”神操作，捍卫荣耀！惟创新者进，惟创新者强，惟创新者胜，赛场上的强强比拼，荣誉满载的背后，正是一场由中国AI技术飞跃带来的深刻变革。

以AI算法重塑体育强国风范，用硬核科技力挺中国运动健儿，中国AI助力中国体育，让“水花消失术”的跳水奇迹成为中国家常，让中国骄傲的呐喊，更加掷地有声。

今年4月22日，百度智能云正式成为中国国家跳水队独家AI技术合作伙伴，重磅推出国内首个3D+AI跳水辅助训练系统。

专为入驻国家队的“AI教练”到底有什么本领？来，我们一探究竟。

看得清、看得准

如何评价3D+AI跳水辅助训练系统？百度技术团队给出了12字评价——“看得清、看得准、看得全、看得懂”。

在系统采集到的跳水视频中可以看到，运动员踏上跳板的那一刻设备就开始进行采集和录制，运动员入水后记录也随之结束，并实时反馈至教练员的平板电脑上。在高速相机等一系列专业硬件设备的帮助下，运动员敏捷而细微的动作都被一一记录，如同“捕风捉影”。

“基于百度智能云与百度大脑，我们搭建了云边端一体的软件系统。我们的核心算法有高速视频智能采集、视频数据智能整理以及数据的安全加密。在云上，我们的核心算法有3D视觉感知、AI智能解析以及智能云的相关服务。在端上，我们利用平板电脑等移动终端实现了3D的交互系统以及智能训练助手，并且能够把数据形成专业的知识模型，用于青训人才的培养。”百度技术团队表示：“运动员在备战大赛的前夕可以把之前一个月乃至半年的训练视频集中观看，这对运动员的赛前备战非常有帮助。”

仅记录下来当然远远不够，系统还需要实现对跳水动作的精准量化评估，进而解决训练中的实际问题。

百度技术团队介绍，有了3D的人体姿态以三维重建结果，就可以实现对跳水动作的精准量化评估，并制定针对性的训练方案。

“举例来说，有的运动员水花压得不好，这可能是因为他腾空的高度不够，而腾空高度不够的原因则是他在踏板的时候力量不足导致的加速度不够。”也就是说，该名运动员应该去学习踏板技术，而不是耗费心力练习压水花的技巧。

除了腾空的高度，其他重要动作指标也都可以通过系统计算出来。

看得全、看得懂

“我们用三维扫描数据，结合三维重建技术对跳水场馆进行了数字化构建，1：1的三维重现了跳水场馆里面的每一个细节。”

百度技术团队表示，跳水是连续的时序动作。单一角度无法完整观看跳水动作的整体，而3D+AI跳水辅助训练系统能够自动抽取运动员的关键动作，实现空间的定格，把时序动作集中体现在三维空间上，支持360度自由视角的旋转观看。

除了看得清、看得准和看得全，让运动员和观众都能看得懂也非常重要。3D+AI跳水辅助训练系统因此推出了智能打分功能。

智能打分的前提是构建出跳水动作的知识字典，运动员在完成一个动作之后，系统就能够自动识别出他完成的动作、对应的动作代码以及难度系数，并对运动员的完成质量进行综合打分。

“有了这个综合打分之后，运动员就可以对他一天的训练成绩进行量化评估。既可以横向对比队里其他运动员当日的训练水平，也可以纵向评估一个月内的训练状态，查缺补漏，加强短板，进行针对性的训练和学习。”

虽然3D+AI跳水辅助训练系统具有很强的优势，但百度技术团队也坦言，跳水运动通过科技助力训练其实是非常困难的，原因在于，跳水运动是超高速的运动，从起跳到落水就两秒钟的时间；其次，跳水运动无法通过佩戴可穿戴设备进行数据感知。

“以林跃十米台的高难度动作‘5255B’为例，他在两秒钟的时间里做了900度的转体再加上900度的翻腾，共有1800度。因此，在极短的时间里采集精确的数据就成了一项严峻的挑战，我们也带着这些问题，不断进行技术的探索和研发，最终克服了困难。”

让冠军“有迹可循”

如果关注了本届东京奥运会就不难发现，利用科技助力赛事成绩已经是当前体育赛事竞争日益激烈下的重要趋势。

在东京奥运会女子帆板RS:X级比赛中，中国选手卢云秀夺得金牌，她的成功也少不了“黑科技”的协助。据担任中国帆板技术保障的复旦大学信息科学与工程学院团队负责人朱谦介绍，他们的任务是在比赛开始前把赛场环境、水文信息分析清楚和掌握透彻，给教练员和运动员提供有价值的情报分析和科学预测。

“只要是海上运动就都与风和水相关，都需要掌握水和风的规律，谁能掌握它们的变化规律，谁就能抢占先机。”朱谦说。

对于跳水来说，将教练员的专业知识数字化、模型化，用数据直观展现运动员在练习中的优势和短板，无疑也是抢占先机的重要方式。

而在百度技术团队看来，3D+AI跳水辅助训练系统的最大的核心亮点其实是采集金牌数据，打造冠军模型，让冠军“有迹可循”。

冠军模型是什么？百度技术团队表示，首先通过3D+AI跳水辅助训练系统的算法模型助力运动员日常跳水训练。其次，利用AI技术采集数据，复制冠军的培养轨迹。最后，通过这套技术去突破传统口耳相传的指导模式，助力提升青训的水平。

“金牌运动员的训练数据非常宝贵。都说台上一分钟，台下十年工，相比于夺冠的那一刻，世界冠军是怎样通过日复一日、年复一年的训练，最后再一步步登上领奖台，这其实是更有指导意义的。”

目前，无论是帆板、跳水还是其他体育项目，都已迎来了拥抱科技的大趋势，而对于百度来说，与跳水队的合作是深入推进体育产业智能化的重要开端。在此，期待未来的中国AI技术可以应用到体育领域的更多场景，助力中国体育竞技更快更高更强。

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