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中國(guó)乒乓隊(duì)強(qiáng)大的背后 還有一支來(lái)自浙江的科研團(tuán)隊(duì)

發(fā)布時(shí)間:2021-08-09來(lái)源:浙江新聞客戶(hù)端作者:李嬌儼 柯溢能2392

7月29日,在東京體育館,孫穎莎和伊藤美誠(chéng)的半決賽正在緊張地進(jìn)行中。你一定想不到,除了在場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)員、裁判,以及看臺(tái)上寥寥無(wú)幾的觀眾,還有一個(gè)強(qiáng)大的人工智能平臺(tái)正在監(jiān)視著這場(chǎng)比賽。

伊藤美誠(chéng)的每一次發(fā)球、揮拍、移動(dòng)等,都被這個(gè)部署在東京的AI云平臺(tái)所記錄。這些數(shù)據(jù),以平均100Mbps的速度被傳送到離體育館2442公里外的“浙江大學(xué)乒乓球智能大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)”的技術(shù)團(tuán)隊(duì)手中。

幾乎是在這場(chǎng)比賽結(jié)束的瞬間,一份有關(guān)比賽的技戰(zhàn)術(shù)分析報(bào)告,立刻由AI云平臺(tái)推送到了中國(guó)乒乓球女隊(duì)教練員和運(yùn)動(dòng)員的平板電腦上。這些最新的比賽視頻和技戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)分析報(bào)告,將直接幫助中國(guó)乒乓球女隊(duì)教練員和運(yùn)動(dòng)員,在準(zhǔn)備女子單打半決賽和團(tuán)體決賽中使用。


江大學(xué)計(jì)算機(jī)科技與技術(shù)學(xué)院副院長(zhǎng)巫英才教授,正是這個(gè)能“實(shí)時(shí)更新戰(zhàn)斗力”的乒乓球智能大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)的主要研發(fā)者,接應(yīng)他的,則是出征東京奧運(yùn)會(huì)的國(guó)乒隊(duì)的科研專(zhuān)家,浙江大學(xué)教育學(xué)院體育學(xué)系主任張輝教授。他們兩人也是浙江大學(xué)體育大數(shù)據(jù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的關(guān)鍵人物。這個(gè)團(tuán)隊(duì)在近年來(lái),一直為國(guó)家乒乓球隊(duì)提供比賽數(shù)據(jù)分析和技戰(zhàn)術(shù)研究的服務(wù)。

巫英才告訴記者,乒乓球智能大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)除了在比賽中提供支持,在前期國(guó)乒隊(duì)備戰(zhàn)東京奧運(yùn)會(huì)期間,也發(fā)揮了很大的作用。

與其他球類(lèi)項(xiàng)目相比較,乒乓球運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)更加細(xì)膩和精確。因此,每次比賽后的技術(shù)分析,都顯得尤為重要。但是,乒乓球比賽數(shù)據(jù)的標(biāo)注采集工作費(fèi)時(shí)費(fèi)力,可謂非常有挑戰(zhàn)性。


在2003年獲得德國(guó)體育科學(xué)博士學(xué)位的張輝,已經(jīng)為國(guó)乒隊(duì)服務(wù)了十幾年。他回憶,以往乒乓球比賽中技戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)的采集工作一般都是通過(guò)賽后回看錄像的方式進(jìn)行。然而,由于乒乓球的速度太快,科研人員往往無(wú)法快速、準(zhǔn)確且全面地標(biāo)注運(yùn)動(dòng)員比賽中的所有的比賽行為,例如,運(yùn)動(dòng)員擊球的技術(shù)、落點(diǎn),位置、拍序等信息。因此,如果需要一場(chǎng)比賽詳細(xì)的數(shù)據(jù),有時(shí)需要5個(gè)小時(shí)左右的時(shí)間來(lái)采集數(shù)據(jù),效率低下的同時(shí),也不利于備戰(zhàn)賽程密集的奧運(yùn)會(huì)。


何在低質(zhì)量、低幀率的電視直播視頻上,刪除多余的轉(zhuǎn)播鏡頭,精準(zhǔn)地識(shí)別每回合的分?jǐn)?shù)變化,檢測(cè)、定位每一拍,并高效地進(jìn)行自動(dòng)化或者半自動(dòng)化的數(shù)據(jù)標(biāo)注,成為一個(gè)科研難點(diǎn)。從前年開(kāi)始,巫英才帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)始了乒乓球大數(shù)據(jù)標(biāo)注分析和平臺(tái)建設(shè)的工作。經(jīng)過(guò)一年多的時(shí)間,體育大數(shù)據(jù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)依靠交互的可視化人機(jī)界面,結(jié)合人工智能算法與人的經(jīng)驗(yàn)智慧,開(kāi)發(fā)出了乒乓球智能大數(shù)據(jù)分析平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了半自動(dòng)的數(shù)據(jù)的標(biāo)注。

這個(gè)平臺(tái)不斷進(jìn)行技術(shù)突破,將標(biāo)注時(shí)間不斷縮短。從2個(gè)小時(shí)、1個(gè)小時(shí)……到現(xiàn)在,比賽一結(jié)束就能夠完成數(shù)據(jù)采集。

除此之外,乒乓球智能大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)還可以針對(duì)性地進(jìn)行擊球質(zhì)量評(píng)估。原來(lái),教練員和科研人員需要在現(xiàn)場(chǎng)或觀看比賽視頻,對(duì)運(yùn)動(dòng)員的擊球質(zhì)量進(jìn)行人工評(píng)估,再對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行進(jìn)行指導(dǎo)和分析。但是,如果有100場(chǎng)、1000場(chǎng)視頻該怎么辦?這樣的任務(wù)幾乎不可能完成。因?yàn)樵u(píng)估揮拍有很大的主觀因素,這也成為了一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。如何讓計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)到專(zhuān)家的知識(shí),并結(jié)合每一拍所使用的技術(shù)、球員身位以及球的落點(diǎn)等一系列屬性,來(lái)對(duì)揮拍進(jìn)行客觀而準(zhǔn)確的評(píng)估,成為了一個(gè)很大的技術(shù)難題。從去年開(kāi)始,巫英才通過(guò)和南京大學(xué)的周志華教授團(tuán)隊(duì)合作,使用反繹學(xué)習(xí)的理論框架,開(kāi)始攻關(guān)這個(gè)技術(shù)難題,并在今年也取得了重要的進(jìn)展和原創(chuàng)性的成果。

“我們利用反繹學(xué)習(xí)的理論框架,把30多條乒乓球的技戰(zhàn)術(shù)規(guī)則融合到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的機(jī)器學(xué)習(xí)中,開(kāi)發(fā)出了一個(gè)能自動(dòng)評(píng)估揮拍質(zhì)量的框架?!蔽子⒉耪f(shuō),只要在乒乓球智能大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)上輸入比賽視頻,視頻中球員每一拍的質(zhì)量都能自動(dòng)得出。這項(xiàng)分析技術(shù),也將逐漸被運(yùn)用到國(guó)乒隊(duì)備戰(zhàn)日常訓(xùn)練中。


前,乒乓球智能大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)上,已經(jīng)有國(guó)乒隊(duì)的8000多場(chǎng)比賽數(shù)據(jù)。從2018年開(kāi)始,研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)始了做起了比賽的仿真預(yù)測(cè)?!袄么髷?shù)據(jù)和人工智能,我們就可以進(jìn)行模擬和推演,去預(yù)測(cè)當(dāng)我方球員在改變某一種技戰(zhàn)術(shù)的情況下,勝率會(huì)有怎么樣的變化。”巫英才說(shuō)。

在東京奧運(yùn)會(huì)備戰(zhàn)期間,研究團(tuán)隊(duì)對(duì)國(guó)乒隊(duì)的主要對(duì)手,尤其是日本女隊(duì)進(jìn)行了全方位的分析,幫助制定出了最佳的戰(zhàn)術(shù)。

記者發(fā)現(xiàn),在國(guó)家體育總局公布的奧運(yùn)攻關(guān)項(xiàng)目中,浙江大學(xué)體育大數(shù)據(jù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)是唯一入選的非體育類(lèi)科研院所團(tuán)隊(duì)。巫英才表示,他和張輝在浙江大學(xué)因?yàn)橛泄餐膶W(xué)術(shù)興趣而相識(shí),當(dāng)然還因?yàn)槌鲇趯?duì)國(guó)球敬仰,兩人開(kāi)始發(fā)揮各自領(lǐng)域的擅長(zhǎng),進(jìn)行交叉合作研究。2017年浙江大學(xué)社會(huì)科學(xué)研究院的支持下,成立了體育大數(shù)據(jù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)(通過(guò)“文科+X”和“信息+X”交叉人才培養(yǎng)計(jì)劃共同招收和培養(yǎng)直博生),并在2019年起,團(tuán)隊(duì)開(kāi)始為國(guó)家乒乓球隊(duì)提供比賽數(shù)據(jù)和技戰(zhàn)術(shù)分析服務(wù)。在備戰(zhàn)奧運(yùn)的過(guò)程中,巫英才及其團(tuán)隊(duì)做技術(shù)平臺(tái)的研發(fā),張輝及其團(tuán)隊(duì)則利用這個(gè)平臺(tái)深入國(guó)家乒乓球隊(duì)備戰(zhàn)和比賽第一線(xiàn),運(yùn)用科學(xué)詳實(shí)的數(shù)據(jù)幫助國(guó)家隊(duì)制定訓(xùn)練戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù),尤其是針對(duì)日本女隊(duì)的訓(xùn)練和比賽。


年來(lái),體育大數(shù)據(jù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)不僅通過(guò)乒乓球智能大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)為國(guó)家隊(duì)進(jìn)行了大量的技戰(zhàn)術(shù)備戰(zhàn)服務(wù),還在可視分析、人機(jī)交互與數(shù)據(jù)挖掘等方面取得的一系列原創(chuàng)的科研成果,發(fā)表了ACM SIGCHI、ACM SIGKDD、IEEE VIS、IEEE TVCG等國(guó)際頂尖的學(xué)術(shù)會(huì)議或期刊論文,近3年累計(jì)發(fā)表超過(guò)10篇的JCR一區(qū)、CCF A類(lèi)的高質(zhì)量學(xué)術(shù)論文。

“我們通過(guò)交叉研究合作發(fā)現(xiàn)了很多有趣的問(wèn)題,例如,比賽時(shí)間是預(yù)先安排的,所有的研究工作必須在此之前完成,而且必須獲得教練員和運(yùn)動(dòng)員的認(rèn)同等等,這些問(wèn)題在其他場(chǎng)合比較難遇到,也非常有挑戰(zhàn)性。同時(shí),也有利地促進(jìn)了我們科研的進(jìn)展?!?巫英才告訴記者。

在浙江大學(xué)人工智能協(xié)同創(chuàng)新中心、浙江大學(xué)社會(huì)科學(xué)院等的大力支持下,兩人發(fā)揮著各自的專(zhuān)業(yè)能力,深度交叉融合計(jì)算機(jī)科學(xué)與體育學(xué),迸發(fā)出了強(qiáng)大的力量,也為東京奧運(yùn)會(huì)增添了一抹科技的色彩和魅力。

現(xiàn)在,東京奧運(yùn)會(huì)即將落幕。獎(jiǎng)牌之外,國(guó)乒隊(duì)也再次證明了自己的強(qiáng)大。就連日本記者都忍不住提問(wèn):“中國(guó)乒乓球隊(duì)為什么這么強(qiáng)?”

孫穎莎和王曼昱在回答時(shí),都提到了“團(tuán)隊(duì)”。正是像浙江大學(xué)體育大數(shù)據(jù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)一樣,還有無(wú)數(shù)團(tuán)隊(duì)在背后默默支持著遠(yuǎn)在他鄉(xiāng)奮戰(zhàn)的中國(guó)運(yùn)動(dòng)員,才讓我們的東京奧運(yùn)之旅更舒暢?!皥F(tuán)隊(duì)”,代表著不是孤軍奮戰(zhàn),更代表著國(guó)力的日益強(qiáng)盛。

浙江新聞客戶(hù)端2021年8月9日