工号001,中国跳水“梦之队”的“国家队AI教练”曝光

东京奥运会上，中国跳水“梦之队”以7金5银收官，在4个单项中包揽冠亚军，在4个双人项目里收获3金。

这个收割奖牌的队伍背后，有位隐形的特殊教练——“AI教练”。

“3D+AI”跳水训练系统：

清、准、全、懂

跳水动作难度高，在1~2秒时间内完成整套动作常让人感觉“眼睛跟不上”。为了精确测量运动员的动作并打磨得更加完美，中国国家跳水队引入了“3D+AI”跳水训练系统，还为它颁发了工号为001的“国家队AI教练”工作证。

简单讲，这个系统的作用是让跳水动作看得清、看得准、看得全、看得懂。

首先，训练场馆内的高速相机等设备采集运动员的动作，清晰完整地记录下每帧画面，回放时可以随时定格让动作看得清。之后，软件系统对人体姿态进行三维重建及量化评估，让教练看得准。这样就能把之前模糊的“起跳稍微低了点”，变成精确定量的“起跳高度比标准低12.5厘米”。



系统可以测算出角速度、高度、身体角度、速度等数据丨视频截图

另外，之前运动员每完成一次跳跃，教练只能从一个固定角度观察，而这个系统完整记录下跳水动作和场馆细节，重放时可以360度自由旋转，实现看得全。



旋转观察运动员动作丨视频截图

当然，记录数据不是最终目的，“AI教练”不仅能识别出跳水动作和难度系数，还会通过算法为动作完成质量打分、分析目前问题的原因，并协助教练制定计划解决训练当中的实际问题。



系统识别这个动作是5156B，难度系数3.9丨视频截图

这届奥运会中，不仅跳水队得到了“3D+AI”训练系统的重要支持，其他体育项目背后也有很多“黑科技”的协助。比如卢云秀夺得金牌的女子帆板RS:X级项目，赛前也得到了科技团队提供的风和水等方面的分析和预测。

用科技助力体育，已经是当前赛事竞争中的趋势。

 “打眼一看”与定量分析

“AI教练”这么有优势，价值会不会超过真人教练，并逐渐取代他们？从人们开始认真分析运动，类似的问题就一直在争论中：在运动员选材或训练当中，到底是经验老道的教练“打眼一看”判断准确，还是定量分析更有意义。

“分析运动”已经成为运动科学领域里的一个分支学科——运动表现分析（sports performance analysis），主要方向是直接研究运动员和/或运动队在实际体育比赛和训练中的表现。研究内容可以是具体动作（如跳水时的跳跃高度、身体角度、旋转速度）、体能指标（如足球运动员跑动距离、速度及心率），技战术（如跑位、击球方式）等等。

进行分析的最终目的是提供客观反馈，让运动员和教练了解当前的状况，更好地调整下一步提高成绩的努力方向，比如这名跳水选手应该关注起跳高度，那名足球运动员要先提高跑动速度。

这个研究领域的历史可以追溯到二十世纪二十年代，当时鲁道夫·拉班（Rudolf Laban）创立了舞蹈分析计数系统，用符号为身体的运动和空间位置编码。这种运动计数分析被认为是运动表现分析的前身。

之后运动计数分析的发展一度几乎停滞，直到七八十年代，体育和电子信息技术的发展推动一批研究者重新回到这个领域。

迈克·休斯（Mike Hughes）正是这其中一员，他有着航空工程专业博士学位，之前根本没想过要做体育方面的工作，只是自己很喜欢运动。后来，英国利物浦理工学院需要一名统计学讲师，他应聘成功后，在壁球场上与学院里的一名生理学家交上了朋友。

这两个人都热爱壁球，就创立了一套标注不同击球动作的符号，比赛时在球场后面记录下球员的每个动作以及位置，之后将数据录入电脑进行分析。结果发现，每个球员都有自己的打球习惯，无论输赢都几乎不会改变，然而这些固定套路并不是成功率最高的方式，如果按分析数据调整，很多人可以打得更好。

休斯在学术会议上汇报了自己对壁球的研究，让运动分析的作用被更多人了解，也让这种方法进入到更多体育项目中。



壁球丨wikipedia

征服曼联队

运动表现分析崛起

运动表现分析刚进入体育赛事时，运动员和教练都很抵触这种看起来非常死板的分析，认为数据分析不如人的综合判断可靠，特别是在足球比赛中。

面对质疑，研究者对比了教练的回忆与客观数据，结果显示足球教练只能回忆起比赛中30%的关键制胜因素，其中还有45%是错误的。即使事先告诉教练会被问及哪些问题，教练的回答仍然会出现错误。

于是，一个新的体育职业应运而生——运动表现分析师。他们的主要任务是收集客观数据，厘清赛场上的真实情况，消除教练和运动员的主观臆测和认知偏差。

运动表现分析系统越来越成熟，帮助不知名足球队晋级英格兰足球超级联赛后，在1999年引起了顶级俱乐部曼联队教练的关注。球队想尝试这种新的分析方式，但又不完全信任它，要求当季至少赢得一项比赛，才会事后支付分析费用。结果，曼联队那个赛季包揽了欧洲冠军联赛、英格兰足球超级联赛和英格兰足总杯的奖杯，下个赛季的分析订单滚滚而来。



图丨giphy

慢慢地，运动表现分析建立了自己的协会“国际运动表现分析协会”，创建了期刊，出版了教材，也推出了资历认证标准。学科领域的人才培养逐渐完善，也帮助更多运动员提高成绩，促使整个体育比赛水平提升。

当然，有些方面的数据现在还难以准确收集，系统对数据的解析也可能有偏差，目前为运动员制定训练计划仍然依赖教练的细心观察和综合分析。

不过随着中国技术的发展，运动表现分析还将纳入更多测量指标，数据更精确，后期的分析也更合理、更有实际指导意义。期待未来的分析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。

参考文献

[1] 刘鸿优, 崔一雄, 张绍良, Miguel-Angel GOMEZ. 运动表现分析的发展及展望. 竞赛与训练. 2016;23(2):112-11.

[2] 若昂·梅代罗斯著, 孙焕君译. 67枚奥运奖牌. 中国纺织出版社. 2021.01.

[3] https://sports.xinhuanet.com/c/2021-08/07/c_1127738874.htm

[4] https://www.sohu.com/a/462384026_267106 阅读原文