張鈺 哈爾濱體育學(xué)院研究生院

人工智能（ArtificialIntelligence，簡(jiǎn)稱AI）是一種模擬和模仿人類智能的技術(shù)和理論。它是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)重要分支，旨在開發(fā)和構(gòu)建能夠執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)的智能系統(tǒng)。[1]它包括機(jī)器人、語言識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等，自五十年代初期被創(chuàng)立以來，人工智能已經(jīng)取得了顯著的發(fā)展和進(jìn)步。

如在硬件設(shè)備的升級(jí)、數(shù)據(jù)的可用性和質(zhì)量的提高、自然語言處理的進(jìn)步以及深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和深度學(xué)習(xí)被證明是一種有效解決應(yīng)用問題的方法?？傊?，人工智能在IT 領(lǐng)域、社交媒體醫(yī)療和金融等各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，它將在未來的社會(huì)生活中發(fā)揮越來越重要的作用。

1.人工智能在體育領(lǐng)域應(yīng)用研究

1.1 人工智能在競(jìng)技體育中的應(yīng)用

隨著人工智能在體育領(lǐng)域中的發(fā)展，體育科技創(chuàng)新也成為競(jìng)技體育發(fā)展的重要組成部分，有效地提高了競(jìng)技體育水平。人工智能在競(jìng)技體育中有多種應(yīng)用，主要以提供數(shù)據(jù)分析、訓(xùn)練輔助和比賽管理等方面的支持。NBA 作為全球最頂級(jí)的職業(yè)籃球聯(lián)賽之一，一直以來都高度重視數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用。使用人工智能算法對(duì)比賽視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行分析球員的身體姿態(tài)、運(yùn)動(dòng)軌跡、球權(quán)分配情況等，為球員和教練提供可靠的戰(zhàn)術(shù)分析數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的比賽策略和戰(zhàn)術(shù)設(shè)計(jì)，提高球隊(duì)的獲勝率和球員培養(yǎng)計(jì)劃。[2]人工智能在競(jìng)技體育中的應(yīng)用仍在不斷發(fā)展，有待進(jìn)一步的研究和實(shí)踐。然而，它已經(jīng)顯示出巨大的潛力，可以為運(yùn)動(dòng)員、教練帶來更多的便利和創(chuàng)新。

1.2 人工智能在學(xué)校體育領(lǐng)域的研究

人工智能在學(xué)校體育中的應(yīng)用，可以幫助教師在學(xué)生活動(dòng)的過程中進(jìn)行健康的檢測(cè)和身體狀況的評(píng)估。人工智能技術(shù)可以監(jiān)測(cè)學(xué)生的身體狀況，收集和分析數(shù)據(jù)。如心率、步數(shù)、卡路里消耗等，幫助評(píng)估身體健康水平，并提供相關(guān)的建議和改進(jìn)方案。人工智能中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以讓學(xué)生增強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)，通過虛擬實(shí)境來模擬不同的體育運(yùn)動(dòng)，提升技能、理解規(guī)則和策略等，讓學(xué)生學(xué)習(xí)更有興趣、課堂更有活力、運(yùn)動(dòng)技能掌握更迅速。但人工智能在學(xué)校體育中的應(yīng)用需要權(quán)衡教育價(jià)值觀、隱私保護(hù)和倫理問題。它應(yīng)該被視為教育的輔助工具，而不是完全替代教師和人際互動(dòng)的角色。[3]因此，在人工智能應(yīng)用于學(xué)校體育中，需要謹(jǐn)慎權(quán)衡其局限性和潛力，以最大程度地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和體驗(yàn)。

1.3 人工智能在大眾體育中的應(yīng)用

人工智能是第四次工業(yè)革命的主導(dǎo)技術(shù)，對(duì)促進(jìn)大眾體育的高質(zhì)量發(fā)展具有重要的意義。人工智能可以利用傳感器技術(shù)和智能設(shè)備，監(jiān)測(cè)大眾體育參與者的運(yùn)動(dòng)活動(dòng)、心率、睡眠和身體指標(biāo)等。通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析和評(píng)估，人工智能可以提供定制化的運(yùn)動(dòng)建議和健康管理方案，幫助大眾體育參與者保持身體健康并提升運(yùn)動(dòng)效果。其中在大眾健身運(yùn)動(dòng)中，引入智慧健身房，融合人臉識(shí)別、智能硬件設(shè)備，當(dāng)用戶進(jìn)入健身房場(chǎng)景中自動(dòng)識(shí)別身份并記錄運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，基于過往運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)生成運(yùn)動(dòng)課程，并生成虛擬教練，指導(dǎo)完成運(yùn)動(dòng)健身動(dòng)作，針對(duì)不正確的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)給予提醒和糾正，避免不正確的運(yùn)動(dòng)動(dòng)作對(duì)身體造成損害。

總的來說，人工智能在大眾體育中的應(yīng)用旨在促進(jìn)健康管理、提升運(yùn)動(dòng)樂趣、提供個(gè)性化的訓(xùn)練和指導(dǎo)，并為大眾體育提供便捷和智能化的服務(wù)。這些應(yīng)用有助于推動(dòng)群眾體育的發(fā)展和普及，提高人們參與體育活動(dòng)的積極性和健康水平。

2.人工智能在滑雪領(lǐng)域的應(yīng)用

北京2022 年冬奧會(huì)上雪上項(xiàng)目的占比要遠(yuǎn)高于冰上項(xiàng)目，素有“得雪上者得天下的說法”。然而我國(guó)冰雪運(yùn)動(dòng)的格局中“冰強(qiáng)雪弱”是不爭(zhēng)的事實(shí)。由于地理因素的原因，我國(guó)冰雪項(xiàng)目大部分都在東三省進(jìn)行開展，大眾參與人數(shù)與歐美冰雪強(qiáng)國(guó)相比也遙不可及。北京冬奧會(huì)為冰雪運(yùn)動(dòng)的發(fā)展帶來了新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，冬奧會(huì)的發(fā)展與繁榮離不開科技的進(jìn)步。從場(chǎng)館建設(shè)到訓(xùn)練備賽，科技創(chuàng)新的細(xì)節(jié)隨處可見，習(xí)近平總書記也指出“同我們國(guó)家的強(qiáng)國(guó)之路一樣，中國(guó)冰雪運(yùn)動(dòng)也必須走科技創(chuàng)新之路，一方面要堅(jiān)持自主創(chuàng)新，一方面要積極吸收世界上的先進(jìn)技術(shù)和訓(xùn)練方法”。[4]當(dāng)今世界，科技在競(jìng)技體育中的作用越來越突出。建設(shè)體育強(qiáng)國(guó)，必須實(shí)現(xiàn)高水平的體育科技自立自強(qiáng)。要綜合多學(xué)科、跨學(xué)科的力量，統(tǒng)籌推進(jìn)技術(shù)研發(fā)和技術(shù)轉(zhuǎn)化，為我國(guó)競(jìng)技體育實(shí)現(xiàn)更大突破提供有力支撐。

未來冰雪項(xiàng)目的轉(zhuǎn)型和建設(shè)離不開科技化、智慧化、數(shù)字化的手段,北京奧運(yùn)會(huì)的成功舉辦，對(duì)中國(guó)冰雪運(yùn)動(dòng)的發(fā)展也提出了更高的要求。我們應(yīng)抓住北京冬奧會(huì)這個(gè)新機(jī)遇,勇于創(chuàng)新,開拓思維,將科技的力量與訓(xùn)練結(jié)合起來,這樣才能讓未來的冰雪運(yùn)動(dòng)蓬勃發(fā)展,更多的人投入到冰上運(yùn)動(dòng),早日實(shí)現(xiàn)冰雪強(qiáng)國(guó)的目標(biāo)。

2.1 利用人工智能提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)

人工智能在滑雪訓(xùn)練和比賽中發(fā)揮重要作用，幫助其提高滑雪成績(jī)。北京冬奧會(huì)上我國(guó)選手徐夢(mèng)桃獲得自由式滑雪女子空中技巧金牌，是中國(guó)選手第一次在冬奧會(huì)獲得該項(xiàng)目的金牌，同時(shí)它也是頗具科技含量的金牌。其中“AI 助理教練”助力了徐夢(mèng)桃摘金，“AI 助力教練”是冰雪運(yùn)動(dòng)的分析模型，為教練提供訓(xùn)練評(píng)分、運(yùn)動(dòng)軌跡及角度、高遠(yuǎn)度分析，并能時(shí)時(shí)指出失分動(dòng)作，有效減輕了教練員與運(yùn)動(dòng)員的負(fù)荷，科學(xué)提升比賽成績(jī)。

無論是空中技巧比賽還是高山滑雪、越野滑雪等比賽，這些雪上項(xiàng)目場(chǎng)地都存在海波高、落差大、范圍廣且具有危險(xiǎn)性的特點(diǎn)，而且雪上項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員移動(dòng)速度快和動(dòng)作復(fù)雜的特殊性也決定了每天不能進(jìn)行大量重復(fù)性的訓(xùn)練，雪上項(xiàng)目訓(xùn)練時(shí)間就更寶貴了，那么運(yùn)動(dòng)員和教練員就要獲得最準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)來評(píng)判運(yùn)動(dòng)技術(shù)及狀態(tài)。往往雪上項(xiàng)目的訓(xùn)練多依賴于教練的主觀判斷和運(yùn)動(dòng)員的實(shí)際感受，缺乏有效的數(shù)據(jù)支撐?！癆I 助教”的誕生，是雪上項(xiàng)目多參量數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過單片機(jī)作為控制核心，多種傳感器和GPS 定位系統(tǒng)獲取運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練中的數(shù)據(jù)，科學(xué)高效的監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練情況。

人工智能技術(shù)輔助分析雪上運(yùn)動(dòng)員的數(shù)據(jù)，包括速度、加速度、姿態(tài)、平衡等，以了解運(yùn)動(dòng)員的表現(xiàn)和潛在問題。通過分析大量的數(shù)據(jù)，人工智能可以預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)員在某種特定條件下可能達(dá)到的最佳成績(jī)。人工智能在分析雪上運(yùn)動(dòng)員的比賽錄像時(shí)，可以識(shí)別關(guān)鍵動(dòng)作、技巧和策略，基于對(duì)大量比賽數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)，可以識(shí)別出成功的模式和最佳實(shí)踐，并將其應(yīng)用于訓(xùn)練中。[5]最重要的是它還可以監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練時(shí)的身體狀況和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)，并提供個(gè)性化的訓(xùn)練建議。通過收集和分析生物指標(biāo)、姿勢(shì)數(shù)據(jù)和訓(xùn)練量，人工智能可以幫助預(yù)防受傷、優(yōu)化訓(xùn)練計(jì)劃并提高運(yùn)動(dòng)員的整體表現(xiàn)，以提高運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)。

利用人工智能技術(shù)中的虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，人工智能可以提供高度逼真和交互式的滑雪訓(xùn)練場(chǎng)景。運(yùn)動(dòng)員可以在模擬環(huán)境中進(jìn)行訓(xùn)練，以改善技術(shù)、調(diào)整動(dòng)作和改進(jìn)反應(yīng)能力。人工智能可以通過實(shí)時(shí)反饋和指導(dǎo)來幫助運(yùn)動(dòng)員糾正錯(cuò)誤和改善技巧。結(jié)合人工智能和傳感器技術(shù)，可以開發(fā)智能滑雪裝備，例如智能雪板或智能滑雪服裝。這些裝備可以收集運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，并與人工智能系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)交互。運(yùn)動(dòng)員可以通過分析裝備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)來了解自己的表現(xiàn)，并根據(jù)系統(tǒng)的建議進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)。

2.2 利用人工智能技術(shù)普及滑雪運(yùn)動(dòng)

利用人工智能學(xué)習(xí)滑雪技術(shù)，增加大眾的喜愛度。冬奧會(huì)的成功申辦很大程度上提升了我國(guó)人民對(duì)冰雪運(yùn)動(dòng)的喜愛程度，但也存在人們普遍對(duì)冰雪運(yùn)動(dòng)的認(rèn)知水平偏低、群眾參與度不夠、場(chǎng)地建設(shè)不足、專業(yè)人才短缺問題。根據(jù)我國(guó)發(fā)布的《冰雪運(yùn)動(dòng)發(fā)展規(guī)劃(2016-2025 年)》，到2025 年，我國(guó)將實(shí)現(xiàn)全國(guó)“直接參加冰雪運(yùn)動(dòng)的人數(shù)超過5000 萬，并‘帶動(dòng)3億人參與冰雪運(yùn)動(dòng)’”的發(fā)展目標(biāo)。應(yīng)探索人工智能技術(shù)與滑雪運(yùn)動(dòng)有機(jī)的結(jié)合，加速推動(dòng)滑雪運(yùn)動(dòng)的深入普及。

滑雪運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)具有風(fēng)險(xiǎn)的高速極限運(yùn)動(dòng)，這也使許多想要參與滑雪的人不敢于嘗試。人工智能技術(shù)中的虛擬滑雪是一個(gè)安全和便利學(xué)習(xí)體驗(yàn)滑雪的替代方案。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)屬于一種創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)仿真技術(shù)，其主要將計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)和人機(jī)接口技術(shù)融合，為創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界提供支持。[6]它可以讓你在任何時(shí)間和地點(diǎn)都能體驗(yàn)滑雪，而無需實(shí)際去滑雪場(chǎng)。虛擬滑雪是通過VR 頭顯，就可以進(jìn)入一個(gè)完全虛擬的滑雪場(chǎng)景，可以選擇不同的滑雪場(chǎng)景，從容易的初級(jí)坡道到具有挑戰(zhàn)性的高級(jí)坡道。虛擬滑雪可以模擬滑雪時(shí)的動(dòng)作和技巧。參與者可以使用VR手柄或身體追蹤設(shè)備來模擬滑雪動(dòng)作，如彎腰、傾斜身體、轉(zhuǎn)彎等。實(shí)現(xiàn)在虛擬環(huán)境中學(xué)習(xí)滑雪技術(shù)，并實(shí)時(shí)獲得反饋。虛擬滑雪還允許多人同時(shí)體驗(yàn)滑雪場(chǎng)景。參與者和朋友可以一起在虛擬滑雪場(chǎng)景中滑雪，進(jìn)行比賽或合作訓(xùn)練，這種互動(dòng)可以增加樂趣和競(jìng)爭(zhēng)性。虛擬滑雪也可以幫助初學(xué)者學(xué)習(xí)滑雪技術(shù)，提供實(shí)時(shí)反饋和指導(dǎo)。然而，需要注意的是，虛擬滑雪并不能完全代替在真實(shí)滑雪場(chǎng)地中的訓(xùn)練和實(shí)踐，因?yàn)樗鼰o法提供雪質(zhì)、地形等真實(shí)場(chǎng)景的感覺和挑戰(zhàn)。因此，在滑雪技術(shù)上取得更高水平時(shí)，仍需要結(jié)合實(shí)際滑雪經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)指導(dǎo)。

初學(xué)者參與滑雪運(yùn)動(dòng)普遍沒人教，掌握不到技術(shù)動(dòng)作要領(lǐng)，大多數(shù)滑雪場(chǎng)沒有專職的滑雪教練員，臨時(shí)開設(shè)一些針對(duì)初學(xué)者的課程，而聘請(qǐng)教練員價(jià)格也相對(duì)于較高。AR 滑雪頭盔和智能鞋墊的誕生，幫助初學(xué)者學(xué)習(xí)滑雪這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)。AR 滑雪頭盔的護(hù)目鏡內(nèi)投射一個(gè)小視窗，提供滑雪者身后視頻信息并存儲(chǔ)，主視野有速度、位置、軌跡等顯示，并通過視頻識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)搜尋、完成編輯，為滑雪者提供小視頻服務(wù)。智能鞋墊裝備上安裝了9 軸慣性傳感器、壓力傳感器等，將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)發(fā)送至手機(jī)端，利用手機(jī)APP，綜合計(jì)算出滑行速度、加速度、腿部支撐力和支撐角度，在進(jìn)入下一個(gè)彎道前，通過語音的方式將滑雪改進(jìn)措施及時(shí)地反饋給使用者。擺脫滑雪教練，依靠實(shí)時(shí)反饋智能滑雪教練學(xué)習(xí)滑雪技術(shù)，獲得安全快樂的滑雪體驗(yàn)，滑雪初學(xué)者就會(huì)很容易地學(xué)會(huì)滑雪技巧。

3.總結(jié)

人工智能已經(jīng)在體育領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，其潛力極大。通過人工智能的技術(shù)和算法，可以提高運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)能力、優(yōu)化比賽策略、提升運(yùn)動(dòng)員健康管理和訓(xùn)練效果、輔助裁判員判決、改進(jìn)裝備設(shè)計(jì)等方面發(fā)揮重要作用，增強(qiáng)其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，并提供更豐富、智能化的體育體驗(yàn)。為整個(gè)體育產(chǎn)業(yè)注入新的動(dòng)力?？萍贾Χ瑠W，幫助我國(guó)運(yùn)動(dòng)員取得優(yōu)異的成績(jī)。為了提高雪上項(xiàng)目的成績(jī)和更多人參加滑雪運(yùn)動(dòng)，人工智能在滑雪領(lǐng)域的應(yīng)用研究就有很大的發(fā)展?jié)摿?，通過更好地利用數(shù)據(jù)和算法，可以提高滑雪體驗(yàn)、保障滑雪安全、促進(jìn)滑雪產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、豐富滑雪活動(dòng)等方面發(fā)揮重要的作用，為滑雪愛好者和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來長(zhǎng)期的積極影響。但人工智能只是輔助工具，真正的決策和實(shí)踐仍然需要領(lǐng)域?qū)＜液瓦\(yùn)動(dòng)員的專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。因此，在引入人工智能的同時(shí)，要保持對(duì)人的主導(dǎo)性和專業(yè)性的尊重和重視。