体育应用人工智能的价值与发展思路研究

郭远冬

（安徽师范大学体育学院，安徽 芜湖 241000）

近年来，人机围棋大战让人工智能再度进入公众的视野，美国谷歌公司的AlphaGo横扫国际围棋界，围棋大师一败如水，在智能机器面前变得束手无策。一时间，人工智能迅速成为舆论的风口，为此也引发了体育学界的热议。2016年3月，《体育与科学》编辑部在华东师范大学举办新科技与体育未来的走向主题学术沙龙。与会学者对新科技时代下避免新科技异化、在“数”专制下保持体育的“道”本义及体育的本质有了进一步的认识。那么，体育与人工智能又会擦出什么样的火花呢？恰如学者胡扬所说：就体育而言，人工智能一定会推动体育事业、体育产业的发展，助力体育强国建设。在这样的时代背景下，体育与人工智能的结合是社会发展的必然趋势，以顺应世界人工智能发展的新潮流。本文希望吸引更多的人参与到智能体育的研究中来，给体育实际问题的解决提供新的思维。

1 人工智能的概念

要研究人工智能首先就会遇到其概念是什么，即什么是人工智能？这是个方法论的问题。是非在争论中明晰，学术在争鸣中进展，思想在争辩中推进。正如列宁认为：要进行争论，就要确切地阐明各个概念。从本质看，人工智能即是数据处理，即选择一个万能函数建立预测模型，把训练样本集的空间分布提取出来 并编码到庞大的参数集中。这也正是AlphaGo利用人工智能技术，在围棋界处于霸主地位的奥秘。

2 体育应用人工智能的价值

2.1 服务文体表演

文体表演不仅在运动会开闭幕式中扮演着首要角色，而且也是展现形象的重要窗口。不可否认，鉴于历史的原因，我国运动会开闭幕式的文体表演一直存在着演员多、时间久、投资大、偏离体育本质等一系列问题，成为影响体育赛事科学发展的因素之一。

随着人工智能、虚拟成像、智能感知等新技术的出现，可以为此类的问题解决带来新思路。例如，第23届平昌冬奥会闭幕式交接仪式上“北京八分钟”在奥运舞台的亮相，为大型文体表演树立了价值典范。在别具一格的演出背后，汇聚着璀璨的中国智慧。在人工智能与虚拟成像技术的映衬下，整场演出在仅由24名轮滑演员和24个载着“冰屏”的智能机器人参演的情况下，取得了极佳的视觉效果，展现了新时代中国形象，为世人呈现了现代科技与中国传统文化交融的盛宴。其次，为了做好演员的防寒保暖工作，主创人员采用了石墨烯智能发热服饰。这种服饰可以根据环境变化做出相应的调节来确保演员的动作优美。同时，在整个排练过程中由虚拟视觉团队设计的“OpenGL表演辅助训练系统”和“北京八分钟文艺表演系统”一直充当着导演的“左膀”和“右臂”，可以根据导演的创意方案，将文艺表演过程全部仿真，帮助导演把控决策及完善方案，从而极大地提高了排练的效率。

2.2 服务全民健身

《体育发展“十三五”规划》指出，人民群众日益增长的多元化多层次需求与体育有效供给不足的矛盾依然突出。这也成了全民健身面临的挑战，如何破除全民健身瓶颈需求，对于健康中国的推广，具有重要的战略意义。而随着基于运动类APP与智能穿戴设备的运动新模式风靡全球，增强了全民健身与人工智能的耦合关系。运动类APP因其集社交娱乐、互联互动、科学指导于一体，正日渐影响着人们的体育行为和生活方式。此外，新兴的智能穿戴设备成为运动爱好者的新宠，通过穿戴智能设备可以记录日常的运动数据，并可以相应地计算出消耗的脂肪、卡路里、反应睡眠质量等，可以实现数据与互联网的同步，并相应地给出科学的健身指南及健康状况评价。同时，江苏、北京、内蒙古等省市自治区相继推出了全民健身公共服务互动平台，平台终端分为人工智能部分和人工解答部分，实现了线上与线下的联接，以增强全民健身方式的科学性，满足体育爱好者多元化的层次需求。其次，随着运动新模式成为时尚元素，更多的体育资源主动与平台合作发展，使平台形成了可持续发展的趋向，以便开展全民健身数据的挖掘，形成全民健身数据资源库，为各级政府的决策提供数据支撑。

2.3 服务体育产业

清华大学体育产业发展研究中心主任王雪莉表示，人工智能的发展离不开大数据，体育产业也将更重视对数据的收集，为将来人工智能在体育产业的更多应用打下基础。例如，美国MOCAP公司用人工智能追踪球员的体育数据，并在美国NBA领域成功应用；亚马逊公司的AWS创新理念与技术，实现了世界杯的多路直播应用。百度在里约奥运会期间利用人工智能实况解说奥运篮球赛事，打造私人定制化的观察体验，为广大球迷及科技发烧友奉献了一场创意十足的体育盛宴。人工智能与体育产业的结合必将带来新的消费形态及新的社会现象，这些体育创新产品与服务也会吸引着更多的科研人员参与到产品的开发、维护、服务等工作，加速人工智能向体育产业渗透，为体育产业发展注入新动能，推进体育产业智能化升级。

2.4 服务竞技体育

科学的训练方法是影响运动成绩的因素之一，这是体育学界的共识。近年来，我国运动健儿取得的骄人的成绩背后同样离不开体育科研工作者对智能体育奥秘的探索精神，成为运动员提高运动成绩的“秘密武器”。诸如，由中国科学院合肥物质科学研究所牵头研发的训练系统，根据训练者的下肢机能参数信息，结合历史训练方案和训练记录，进行数据分析，对等速训练、等张训练和被动训练方式进行组合，形成最优的训练方式；通过设置运动方向和肌肉收缩方向，智能匹配训练参数，生成针对性的合理训练方案；通过人工智能对训练、备战和比赛情况等海量数据进行处理和大数据分析，教练员可以及时调整策略和排兵布阵，运动员能够更好、更有效地训练，从而提升运动员及球队的技术水平，优化运动员的实时表现和场上状态，谋取更佳成绩。此外，人工智能技术在体育赛事中的应用也越来越广泛，成了体育爱好者津津乐道的热点。例如，应用于排球比赛的界外球数字检测系统。比赛中，当比赛用球在已标定的场地空间运动时，捕捉设备将捕捉到球的图形信息和球心的三维坐标信息，传送到信息处理系统，经过计算、图形处理后做出球是否出界的判断。它不但能捕捉体育赛事的精彩瞬间，也能够确保比赛在公平、公正、公开的环境下进行，从而减少赛事纠纷。

3 加快体育与人工智能的深度融合的措施

3.1 加强政策引导

当前，人工智能技术尚处于未分化和草创时期，见木不见林，没有形成具体的认识。体育领域的人工智能应用场景仍不够广泛，应用水平不高，多处于“初级人工智能”阶段，其主要原因在于，体育界尚未与人工智能形成良好的社会互动。对此，体育界也要加快迈出相应的反馈步伐，出台相关的引导政策，鼓励人工智能技术注入体育系统的结构中，包括相关数据和信息标准的制定。积极推动基础理论体系建设，引导体育院校、体育科研机构，以及其他相关院校的优势学科进行资源整合，培养智能体育高端人才。此外，加快供给侧结构性改革的步伐，避免出现产学研相脱节的尴尬处境，引导智能体育服务国家战略、服务体育产业、服务竞技体育等，力争在新一轮国际体育科技博弈中抢占先机。

3.2 发展智能经济

所谓智能经济，顾名思义是指建立在智能经济基础上的经济，是由人工智能技术推动和创造的经济。智能经济已成为全球各国争先引领全球经济的重要引擎，为最大化地享受人工智能这一“饕餮盛宴”，我国应顺时抓住机遇，大力发展制造业和服务业、基础设施建设及金融等智能经济的重点领域，并充分利用大数据等信息供应链以及人工智能科研平台和团队等核心战略要素，积极布局智能经济试点区以及发展联盟，在全球发展浪潮中打造“中国智造”“中国智慧”等标志，以此抢占未来发展的制高点。

自改革开放以来，我国先后实施了“科教兴国”“互联网+”“5G技术”等重大战略，为智能经济在神州大地的发展培养了肥沃的土壤。在智能经济时代，竞技体育的实力竞争将转向为主要依靠技术创新以及创新技术的应用能力的较量，即各国体育人才之间的博弈。因此，要加快智能体育人才的培养，首先，注重体育与其他自然科学、工程技术、社会科学的交叉，培养复合型人才队伍；其次，体育科研人员要开展人工智能关键技术的开发和应用，为智能经济的发展提供智力支持；最后，智能体育的研究要积极与高新技术企业跨界合作，以“互联网＋”和大数据为依托，整合相关体育学科研究成果与人工智能深度融合，并提高知识产权的保护意识，为促进我国智能经济和体育事业的发展提供高科技产品与服务。

3.3 构建监管体系

人工智能技术自诞生之日起，就引发了“数”与“道”的争论，即关于人工智能技术与道德伦理关系的深入探讨。纵览科学技术史，历史上每一次划时代的技术革命都会引发人类对未来命运的忧虑，像物理学家史蒂芬.霍金、《未来简史》的作者瓦尔.赫拉利、马尔克斯等公众人物都表达了对人工智能的担忧，提醒人们警惕人工智能的风险，号召立法形成人工智能技术开发与应用的监管体系，这也是世界范围内的一项共识。因此，人们对人工智能技术憧憬的同时也理性的意识到新技术的发展，要以维护社会的和谐发展，提高人民的福祉为宗旨。对此，《新一代人工智能发展规划》明确提出了3点规范措施：（1）加强人工智能相关法律、伦理和社会问题研究，建立保障人工智能健康发展的法律法规和伦理道德框架；（2）开展人工智能行为科学和伦理等问题研究，建立伦理道德多层次判断结构及人机协作的伦理框架；（3）制定人工智能产品研发设计人员的道德规范和行为守则，加强对人工智能潜在危害与收益的评估，构建人工智能复杂场景下突发事件的解决方案。

4 结 语

不可否认，这些筚路蓝缕的耕耘使体育应用人工智能的建设向具体化的方向又前进了一步，为体育实际问题的解决带来了新的突破口和思想变革。但人工智能技术尚处于未分化和草创时期，体育领域的人工智能应用场景仍不够广泛，也面临着技术革新带来的安全和责任等社会问题。如何顺应人工智能技术发展的浪潮，为体育事业的发展带来更多的机遇，仍然需要广大体育工作者的潜心耕耘。