点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:备战冬奥 人工智能技术大显身手
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

备战冬奥 人工智能技术大显身手

来源:科技日报2021-09-14 09:09

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  在8月初举行的东京奥运会女子投掷项目比赛中,中国选手巩立姣和刘诗颖发挥出色,分获铅球和标枪金牌。巩立姣更以20米58创造了个人最好成绩,也为中国队赢得奥运会田赛项目首枚金牌。

  赛后,中国田径协会发来感谢信,感谢北京体育大学用科技手段为中国投掷运动员在技术环节上找到了实现自我突破的“关键一招”。

  “我们用人工智能技术对运动员的动作技术进行分析,提出改进建议,以科技手段助运动员一臂之力。”北京体育大学运动与健康研究院院长刘卉教授说。记者采访了解到,这项在东京奥运会崭露头角的技术系统,目前也正在为积极备战北京冬奥会的中国运动员不断改进升级提供服务。

  突破传统动作捕捉方法局限

  用生物力学方法研究人体运动,需要对所做动作进行定量分析,基础前提离不开数据。

  快速高质量地获得运动员动作技术数据,是当前急需攻克的一项关键瓶颈。传统动作捕捉技术,要么需要在人体固定反光标记点或惯性传感器,要么需要人工识别人体关节点。

  “前者不能在比赛中使用,后者则因为工作量大、耗时长、重复性差,严重影响动作技术分析的反馈速度和可靠性,限制了生物力学在助力竞技体育中的应用。”刘卉解释道。

  如何破困局?刘卉团队利用基于深度学习原理的人工智能技术,建立神经网络模型,实现对动作视频中人体关节点的计算机自动识别,进而建立起适用于竞技体育和一般生物力学研究的计算机系统——无反光点人体运动自动捕捉人工智能系统。

  作为科技冬奥重点专项“冬季项目运动员专项能力特征和科学选材关键技术研究”课题负责人,刘卉告诉科技日报记者,该系统已应用在国家速度滑冰和越野滑雪项目的训练中,获得超过8000人次的赛时动作技术数据,使机器深度学习越发“得心应手”,对于滑冰与滑雪运动员的动作捕捉与技术分析,既能精准到具体细节,又能快速反馈分析结果。

  多项算法技术确保自动识别快速准确

  研究中,刘卉团队发现,运动视频自动解析至少需要解决“跟得住”“识别准”“精度高”3个问题。

  运动现场拍摄视频,画面环境复杂多样。课题组在常用的运动人体跟踪算法中结合了光流跟踪技术,即通过动作量的多少、动作幅度的大小来准确锁定主ID(身份人物),有效规避快速运动造成的影像模糊,减小复杂背景等因素干扰,确保能够“跟得住”。

  同时,对大量已标记的训练数据进行机器学习,利用计算机系统形成神经网络,可识别不同运动姿态的人体关节点,达到“识别准”。

  此外,该系统具有对每一帧图像的关节点进行独立计算的功能。如何减小独立计算时关节点位置的随机误差?刘卉介绍,运用算法增加对连续运动的时间约束,即识别出各个关节点的高频误差并把它排除掉,以此修正关节点位置坐标,最终获得高精度计算结果。

  “从2019年起,经过数个版本的迭代升级,该系统已能快速准确地自动识别运动视频中的人体关节点,对旋转、翻滚等人体动作也能进行比较好的自动识别。”刘卉说,系统合成并输出所有识别点的三维坐标,支持多视频批量自动解析与指标计算。

  刘卉告诉科技日报记者,如果系统采用的是工业录像机,数据的传输与处理往往在1—3分钟就可完成。“这将对技巧类运动员深刻体验竞技状态、掌握技术要领起到至关重要的作用。”她说。

  高空动作捕捉不再是难事

  据了解,这一系统还提供多种空间三维标定方案,可解决大范围、高空动作的数据采集问题。

  这是多大范围?刘卉表示,纵横20—30米的空间范围都可覆盖。尤其是针对跳台滑雪空中技巧类的项目,能够为教练员很难用肉眼识别的技术细节找寻改进的空间。

  目前,该系统已被用于钢架雪车、花样滑冰、跳台滑雪等项目的国家队备战训练工作,将为运动员备战北京冬奥会提供重要科技支撑。(何 亮 付丽丽)

[ 责编:蔡琳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 2025中国新媒体大会在湖南长沙开幕

  • 全国职业健康职业技能竞赛决赛在京举行

独家策划

推荐阅读
我国在4个国家开展6处文物古迹保护修复,49项中外联合考古项目涉及28个国家和地区,用实际行动践行全球文明倡议、不断丰富世界文明百花园。
2025-11-13 07:07
由四川省人民政府主办的2025世界动力电池大会12日在宜宾市开幕。
2025-11-13 04:55
据估算,太阳每秒钟释放的能量,可供全人类使用约70万年。模拟太阳来产生无尽的清洁能源,也因此成为人类的“终极能源梦想”。
2025-11-13 04:55
日前,中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所、中科合肥智能育种加速器创新研究院联合发布重要成果:全链条机器人育种家“小海”与“海霸设施”小麦快速育种商业化服务平台同步启动,标志着我国在智能育种装备与工程化应用上取得关键突破。
2025-11-13 04:55
日前,记者从全球规模最大的恐龙蛋化石遗址——湖北青龙山恐龙蛋化石群国家级自然保护区获悉,数字化档案建设团队正为库藏的每一枚较完整恐龙蛋化石,赋予由“保护区名称—化石产地名称—库藏箱编号—标本编号”构成的唯一“身份证ID”。这标志着该保护区首次实现恐龙蛋化石专属标识管理。
2025-11-13 04:55
困扰无数人的睡眠问题,终于有一部纪录片说清楚了!
2025-11-13 08:55
国家卫生健康委百万减残工程专家委员会主任委员、中国医学科学院北京协和医学院院校长吉训明介绍,目前,全国已有20个省份成立减残工程专委会,8个省份正在积极推进。
2025-11-12 07:24
2025年是中国科学院院士、我国理论物理学奠基人、“两弹一星功勋奖章”获得者彭桓武诞辰110周年。
2025-11-12 07:23
由中国科学院昆明动物研究所牵头,联合国内外多家科研机构组成的研究团队,通过对现存及灭绝长臂猿的大规模基因组测序与比较分析,系统阐明了长臂猿科的演化历程、种群动态及其标志性长臂表型的遗传基础,为全球长臂猿的保护行动提供了新的科学见解,相关研究成果日前发表于国际学术期刊《细胞》。
2025-11-12 05:10
11月11日,长征八号甲遥五运载火箭在海南商业航天发射场成功实施转运,计划择期发射。
2025-11-12 05:10
近日,中核集团中国原子能科学研究院主导建设的量子放射性计量实验室及电离辐射计量级设备“一线多用”产研平台正式投入运行,成功填补我国在低温量子磁量热计领域的空白。
2025-11-12 05:10
在数据管理与使用方面,《实施方案》提出,实行物流公共数据分类分级管理,规范开展数据授权运营,扩大路网、轨迹、企业、人员等关键数据供给。
2025-11-11 10:03
中国科协日前发布的《中国科技期刊发展蓝皮书(2025)》显示,我国科技期刊总量持续增加,从2023年的5211种提升至2024年的5325种,整体影响力稳步提升。
2025-11-11 10:04
空天地一体化网络作为国家信息化的重要基础设施,其战略意义远超普通通信技术范畴,它不仅是我国实现信息全球覆盖、自主创新的必由之路,更是在数字时代掌握发展主动权的关键布局。
2025-11-11 10:02
拔尖创新人才培养不是考验瞬间爆发力的短跑,而是需要长期持久力的马拉松。 在课程体系搭建上,北航实验学校打造了“五级阶梯式”科技创新人才贯通培养课程群,实现从基础普及到进阶的无缝衔接。
2025-11-11 10:00
日前,国务院办公厅印发《关于加快场景培育和开放推动新场景大规模应用的实施意见》(以下简称《意见》),对相关工作作出部署。
2025-11-11 09:50
11月9日,国航C919重飞“两航起义”航线主题航班从香港飞抵天津,重温76年前“两航起义”的北飞航程,致敬“两航起义”爱国壮举。“两航”后代陈绍曾介绍,76年前,“两航起义”飞行员从香港驾驶12架飞机飞抵北京、天津,建设新中国民航事业。
2025-11-10 10:10
“超级细菌”指那些对多种抗生素具有耐药性的细菌。研究人员在一种常用药物的生产流程中意外发现一种很有前景的强效抗生素,能够杀死耐甲氧西林金黄色葡萄球菌等“超级细菌”。
2025-11-10 10:09
11月9日,2025年世界互联网大会乌镇峰会在浙江乌镇闭幕。世界互联网大会秘书长任贤良用“聚焦构建网络空间命运共同体理念”“关注创新发展热点议题”“不断擦亮峰会品牌”“持续贡献智慧力量”概括了本届峰会的特点。
2025-11-10 10:08
使用供暖设备有哪些注意事项?一起来看!
2025-11-10 10:17
加载更多