揭秘“觀君”黑科技：人工智能輔助空中技巧隊實(shí)現(xiàn)“雪上飛躍”

冬奧正在如火如荼的進(jìn)行，運(yùn)動員們在賽場上取得了輝煌成績，也讓背后一個名叫“觀君“的虛擬教練獲得了關(guān)注。早在，2021年2月，在“相約北京2020/2021賽季全國自由式滑雪空中技巧邀請賽”（北京冬奧會測試賽），觀君獨(dú)立執(zhí)裁了2月17日、2月19日、2月20日三天共八輪比賽，包括個人預(yù)決賽、超級決賽、團(tuán)體預(yù)決賽在內(nèi)的全部44人次裁判工作。

執(zhí)賽期間，觀君成功克服了大場景下拍攝目標(biāo)小、現(xiàn)場干擾多、夜間采光不足等困難，在人類歷史上首次實(shí)現(xiàn)了無人工干預(yù)，完全由人工智能裁判完成的全自動評判工作。在嚴(yán)寒環(huán)境下，觀君穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)了每跳次的實(shí)時計算評分，有效保障了冬奧測試賽順利進(jìn)行，其執(zhí)裁水平也得到了國際雪聯(lián)、國家體育總局冬運(yùn)中心的一致認(rèn)可。

“觀君”并非人類，而是小冰公司研發(fā)的人工智能裁判與教練系統(tǒng)。在此次冬奧前，“觀君小冰系統(tǒng)”（Xiaoice-International Athletic Scoring System, X-IASS）作為保密項目，已默默為自由式滑雪空中技巧運(yùn)動隊服務(wù)三年多時間。觀君小冰系統(tǒng)是人工智能在全球頂級賽事中全程參與訓(xùn)練，并輔助取得兩金一銀戰(zhàn)績的首個案例，具有里程碑意義。

2016年，在北京冬奧組委統(tǒng)籌協(xié)調(diào)下，科技部會同國家體育總局、北京市、河北省等有關(guān)部門和地方制定了“科技冬奧（2022)行動計劃”，圍繞“零排供能、綠色出行、5G共享、智慧觀賽、運(yùn)動科技、清潔環(huán)境、安全辦賽、國際合作”等8個方面統(tǒng)籌設(shè)計重點(diǎn)任務(wù)。為了科技助力北京冬奧，輔助隊伍打破銀牌魔咒，2018年觀君開始學(xué)習(xí)并掌握空中技巧項目相關(guān)知識，于2019年加入空中技巧國家隊，希望通過人工智能輔助提升自由式滑雪空中技巧項目的訓(xùn)練效率和效果。

要達(dá)到上述目標(biāo)，觀君小冰系統(tǒng)得實(shí)現(xiàn)幾個關(guān)鍵點(diǎn)：首先是快速評分，其次是量化動作，其三是訓(xùn)練數(shù)據(jù)可追溯與可預(yù)測。由于空中技巧具有一定危險性，運(yùn)動員每天訓(xùn)練量有限，為提升訓(xùn)練效率，就需要強(qiáng)化運(yùn)動員對高分動作的記憶。觀君需要針對運(yùn)動員每一跳，做出專業(yè)判斷，與國際裁判計分準(zhǔn)則保持高度一致，嚴(yán)格判別扣分動作，并對起跳、空中、落地三個階段的全流程動作進(jìn)行量化，能夠支持運(yùn)動軌跡、身體姿態(tài)、出臺角度、高遠(yuǎn)度等多維度指標(biāo)分析，才能給教練員提供指導(dǎo)依據(jù)。與此同時，需要能夠?qū)\(yùn)動員的每一跳均可追溯，長期累積數(shù)據(jù)，構(gòu)建運(yùn)動檔案，用于科學(xué)觀察、預(yù)測運(yùn)動員表現(xiàn)。

僅以動作識別為例，男子運(yùn)動員出助滑坡時速超過70公里，高度差達(dá)15米，整套動作滯空時間僅2-3秒，最高難度的空中翻轉(zhuǎn)加轉(zhuǎn)體動作可達(dá)8圈，夜間運(yùn)動員畫面往往與背景融為一體，觀測距離遠(yuǎn)達(dá)到25米，再加上零下二三十度的嚴(yán)寒導(dǎo)致高幀率視頻采集設(shè)備難以長時間工作，要打造一個“實(shí)時評分、量化動作、可追溯與預(yù)測”的人工智能裁判與教練系統(tǒng)，面臨巨大的挑戰(zhàn)。

在去年2月舉行的北京冬奧測試賽中，觀君還擔(dān)任空技項目的唯一競賽裁判，成功完成了個人預(yù)決賽、超級決賽、團(tuán)體預(yù)決賽共44人次執(zhí)裁，獲得了國際雪聯(lián)、國家體育總局冬運(yùn)中心的一致認(rèn)可，這也是人工智能在全球范圍內(nèi)首次獨(dú)立完成大賽執(zhí)裁任務(wù)。

小冰團(tuán)隊之所以能夠成功打造出觀君，有兩個前提。其一是一直持續(xù)投入底層技術(shù)研發(fā)，包括自然語言處理、計算機(jī)視覺、計算機(jī)語音、人工智能創(chuàng)造等技術(shù)棧，來保持技術(shù)的前瞻性和完整性；其二是與領(lǐng)先的行業(yè)客戶和合作伙伴一起攜手，共同打造出成熟、完整、有價值的虛擬人落地應(yīng)用。

小冰公司首席執(zhí)行官李笛表示：“很高興觀君能有幸參與書寫冬奧雪上項目的歷史，這是體育產(chǎn)業(yè)邁入人工智能時代的新一步。小冰將持續(xù)與各行業(yè)客戶和合作伙伴一起，為億萬用戶創(chuàng)造出永不疲倦、安全可靠、穩(wěn)定輸出的AI beings。在體育領(lǐng)域，我們計劃覆蓋從競技場內(nèi)的專業(yè)AI教練，到體育資訊主播、賽事場館虛擬員工、校園體育助理、大眾健身教練，乃至運(yùn)動品牌AI設(shè)計師的完整場景?！?/p>