花样滑冰比赛背后的“AI裁判”

“阿克塞尔四周”“后内点冰三周”刀刃划过冰面，腾空旋转，足尖点冰落地，像这样的花样滑冰跳跃动作，正在北京首都体育馆冬奥会比赛现场不断上演。2022北京冬奥会正在如火如荼地进行，花样滑冰是当之无愧的热门项目。

科技冬奥引领下，技术的脚步遍布冬奥赛场上的各个角落，这其中就包括AI与3D动作捕捉。

“AI裁判”辅助打分花滑比赛

“冰上贵公子”羽生结弦又一次出征冬奥，吸引全世界人民目光聚焦花滑冰场。羽生结弦曾在赛前训练中，成功挑战花滑最高跳跃难度“阿克塞尔四周跳”，成为花滑历史上第一个在公开场合完成这一动作的花滑选手。“阿克塞尔跳”是花滑中难度与基础分值最高的一项跳跃动作，“阿克塞尔四周跳”也称4A，目前还没有人能够在正式比赛中完成这一动作。4A意味着选手起跳后需要完成四周半的空中旋转动作，用羽生结弦的话来说，相当于跳远6米的同时再旋转1620度。选手在进行跳跃动作时好似一只高速旋转的陀螺，作为普通观众来说，动作完成度如何，可谓是肉眼难辨。

花滑比赛传统评分机制分为评分组和裁判组，首先是技术组通过现场录像判别选手动作的加减分项，然后给到裁判组做最终打分。“中国花样滑冰，包括国际赛事很多都在用国外的评分产品。”中关村数智人工智能产业联盟秘书长贾昊对《中国电子报》记者表示。今年一月，中国花样滑冰协会与中关村数智人工智能产业联盟联合发布自研“花样滑冰AI辅助评分系统1.0”，据了解，这套系统采用计算机视觉技术算法与深度学习方法，可以对运动员的整体运动轨迹进行实时追踪，根据专业评分标准，对视频数据的人体骨骼、形体动作进行捕捉识别，实现稳定性可视化的比赛评判。

记者在采访中了解到，这套系统更多的功能是为技术组评分做辅助，最终分数仍需交由裁判组决定，目前主要应用于赛前训练的评分和检测。贾昊指出，花样滑冰辅助评分系统采用云计算架构，分为基础设施层、应用平台层、支撑平台层、应用终端等，涉及人体姿态估计、目标跟踪算法、ReID算法、视频动作识别等技术。目前还没有大量的花样滑冰数据集可供AI学习使用，中关村数智人工智能产业联盟与数动达观科研团队在进行1.0版本开发时，花费大量的时间学习了几百条视频，进行了成千上万条的数据标注。

中国花样滑冰协会主席申雪在接受媒体采访时表示，希望利用这套系统更精准地帮助教练员以及裁判人员，也希望通过每一次系统升级展现给整个转播团队以及所有的观众更清晰的花样滑冰。

贾昊告诉记者，花样滑冰在所有运动中复杂度排在前三位，如果AI技术可以成熟地应用在评分环节，那么此后将逐步应用到跳水、体操、花样游泳等多项运动中。

3D动捕+AI让冬奥更具科技范儿

“花样滑冰AI辅助评分系统2.0”正在开发中，由AI企业第四范式提供人工智能算法及平台，将引入一项关键技术——3D动作捕捉技术。

随着虚拟现实产业向前发展，在元宇宙概念的带动下，3D动作捕捉技术受到更多行业的关注。3D动作捕捉已经广泛应用于娱乐、影视、动画、游戏等领域中。在2022北京冬奥会开幕式《雪花》节目中，600多位小朋友挥舞着和平鸽灯童声合唱。当鸽群向中心聚拢时，一只手举和平鸽的小演员逆流跑出队伍，接回掉队的小鸽子，这一幕给观众留下了深刻印象。节目编排别出心意，其中的技术运用也为节目锦上添花。每一个小演员的脚下都有一片雪花形影不离，据悉，这是对超过600人进行集体实时人工智能动作捕捉、渲染。这背后是通过英特尔3DAT计算机视觉动作捕捉技术、北京电影学院声音学院师生团队AI实时视频特效等技术工作共同支持完成的。

在体育赛事领域，3D动作捕捉可以克服高度、光线等复杂因素，捕捉运动员的细微动作，通过回放和分解动作，帮助裁判对动作细节进行判别，还可以在赛前为运动员提供定制方案。2022北京冬奥会赞助商英特尔的3DAT技术已经应用到运动员的日常训练中，该项技术可以帮助教练员整理并提出科学训练计划和专业策略，有效提升训练效率，帮助运动员释放运动潜力，提升竞技表现。据悉，英特尔已与中华全国体育总会达成合作，将3DAT技术应用于速度滑冰和越野滑雪的运动员训练和教练员指导中，以支持冬奥会备战中更科学、更高效的训练。

随着AI、虚拟现实技术不断演讲，两项技术融合应用遍地开花，在科技冬奥理念引导下，AI与虚拟现实通过在体育领域的实践，将会得到更多公众的认知度和认可度，进一步升级发展。