人工智能與大數(shù)據(jù)在體育中的應用研究*

戈 俊

人工智能與大數(shù)據(jù)在體育中的應用研究*

戈 俊

（南京林業(yè)大學體育教育部，江蘇 南京 210037）

人工智能與大數(shù)據(jù)在體育領(lǐng)域的應用主要體現(xiàn)在：體育賽事智能化應用系統(tǒng)提升科技辦賽專業(yè)化級別、智能化訓練監(jiān)測運動技術(shù)促進決策有理有據(jù)、體育文案資料的數(shù)據(jù)化管理及檢索應用、實時運動傷病醫(yī)務監(jiān)督及醫(yī)管平臺建設(shè)降低運動風險、體育場館物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)實現(xiàn)萬物IP智能互聯(lián)、智能穿戴結(jié)合移動通信加速推廣智慧健身。建議：加強科技體育建設(shè)，強化體育數(shù)據(jù)過程分析，鞏固數(shù)字體育基礎(chǔ)研究，重塑網(wǎng)絡體育模型構(gòu)建，優(yōu)化智能體育舉措解析，創(chuàng)新體育信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加大高科技的投入，推進人工智能與大數(shù)據(jù)的普及滲透，有利于體育的長效發(fā)展。

人工智能；大數(shù)據(jù)；體育

高科技信息技術(shù)是體育事業(yè)發(fā)展中強有力的推進器，而人工智能與大數(shù)據(jù)在諸多體育領(lǐng)域的應用中又承載著最主要的角色。推動體育智能化進程，要分清構(gòu)成體育的本質(zhì)因素，探索運動習慣軌跡、線程及路徑，以數(shù)字化發(fā)展為契機，開展大數(shù)據(jù)收集，挖掘整理并總結(jié)數(shù)據(jù)客觀規(guī)律，結(jié)合算法公式，完成數(shù)據(jù)分析，解密數(shù)據(jù)背后的含義。

1 體育賽事智能化應用系統(tǒng)提升科技辦賽專業(yè)化級別

1.1 NBA賽事大數(shù)據(jù)分析驅(qū)動球隊成績走向

賽事是體育領(lǐng)域最具核心價值的產(chǎn)品，宏觀展現(xiàn)的普通賽事，其背后卻蘊藏著大量有待挖掘和處理的數(shù)據(jù)信息。從球隊整體到球隊中的個人，他們的動作習慣、技術(shù)風格、戰(zhàn)術(shù)策略等都能夠通過大數(shù)據(jù)的形式表現(xiàn)出來。在擁有龐大數(shù)據(jù)支撐的基礎(chǔ)上，結(jié)合優(yōu)化的預制算法，可以對賽事進程及其結(jié)果進行有理有據(jù)的人工智能推斷和預判。

早在1980年NBA就開始對數(shù)據(jù)進行管理，分別對球員得分、籃板、助攻、蓋帽、搶斷、犯規(guī)及失誤等一系列場上數(shù)據(jù)進行分析。NBA這種翔實的數(shù)據(jù)統(tǒng)計不局限于單個球員，還提供多位球員數(shù)據(jù)的對比服務，數(shù)據(jù)分析將會直接影響到球隊的戰(zhàn)績。據(jù)《經(jīng)濟觀察報》報道，30支NBA球隊中有15支球隊長期使用數(shù)據(jù)分析，助力其勝率高達59.3%，而沒有進行數(shù)據(jù)分析的球隊則平均勝率只有40.7%。大數(shù)據(jù)與人工智能在見證NBA歷史上6次總冠軍的金州勇士隊以及發(fā)掘2次當選常規(guī)賽MVP的三分王斯蒂芬·庫里的案例中起著舉足輕重的作用。Second Spectrum作為籃球數(shù)據(jù)視覺分析精度大師，在業(yè)界備受好評，NBA總決賽前5名隊伍都在使用該系統(tǒng)，其特點在于該系統(tǒng)可以及時更新并循環(huán)搜集數(shù)據(jù)信息，并以高時效性反饋和解析每節(jié)比賽中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。由于高科技的介入，勇士隊曾一度被業(yè)界冠以“NBA中的谷歌”稱號，科技的力量不容小覷。不難看出，NBA近年來持續(xù)加大對球員技術(shù)的追蹤，不斷探尋如何深度發(fā)掘有價值的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)對比來深入分析比賽。

1.2 人工智能催生電子競技行業(yè)賽事的興起

體育的發(fā)展帶動了人們生產(chǎn)、生活方式的變革，人們從物質(zhì)生活需求逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榫窠】敌枨?。電子競技是通過數(shù)字化采集技術(shù)感知體育運動過程，呈現(xiàn)運動畫面，致力于傳播賽事動態(tài)與實況，分析運動行為，發(fā)掘體育數(shù)據(jù)，以重現(xiàn)運動場景的方式使其電子競技化。從技術(shù)層面來看，電子競技的本質(zhì)是數(shù)字技術(shù)的驅(qū)動與支持，其核心及原理是通過數(shù)字通路、計算機終端、互聯(lián)網(wǎng)等多種技術(shù)手段，完善體育進程與環(huán)境搭建，從而增強參與者的運動體驗，提升感官意識，營造競技運動緊張刺激的競賽氛圍，享受運動的樂趣，以身臨其境的方式與運動明星面對面競技。

如今，電子競技賽事的多元化趨勢明顯，主要是由于人工智能學科的發(fā)展推進了電子競技行業(yè)的創(chuàng)新。電子競技賽事最令人熱血澎湃的就是視覺上的沖擊，高清、3D、激光、光電等技術(shù)令參賽者及觀眾充分地享受賽事的樂趣，使玩家感受到前沿高科技與電子競技交叉融合后的炫彩魅力。電子競技與人工智能的相得益彰，促進了電子競技的高速發(fā)展。目前，最具真相感的虛擬現(xiàn)實增強技術(shù)AR，已經(jīng)成熟地運用于電子競技的賽事之中，并廣受好評。由暴雪公司出品即時戰(zhàn)略游戲《魔獸爭霸》通過AR技術(shù)讓虛擬世界中的英雄人物逼真地呈現(xiàn)于賽場之中，使得玩家們在現(xiàn)場觀賽時的代入感更加強烈，同時提升了電競賽事的科技層次。早年間，電子競技給人們注入了過多的負能量，但隨著AI技術(shù)的引入，讓電子競技更具科技魅力，強化了電子競技賽事的高規(guī)格、高品質(zhì)。國際奧委會給予電子競技的認可驅(qū)動著電競未來發(fā)展方向。電子競技在未來將向傳統(tǒng)體育靠攏，并且更趨近于社會主流，也許在2024年巴黎奧運會上，就能看到電子競技成為奧運會的正式比賽項目。

1.3 人工智能助力阿爾法狗約戰(zhàn)千年古老文明“手談”

人工智能（Artificial Intelligence,AI）這一專業(yè)術(shù)語，是由著名的數(shù)學博士、計算機科學家約翰·麥卡錫于1956年在美國達特茅斯會議上首次提出的，他成功地將數(shù)學邏輯應用到人工智能的雛形之中。當時，他與多位年輕學者共同提出未來計算機可以分析人的品性和行為并加以學習思考，完成類似棋牌類比賽是人工智能幼時的目標。半個世紀過去的今天，人工智能已然成為迄今為止表現(xiàn)人類高科技智慧的產(chǎn)物之一，也是將來最具競爭力及市場份額的香餑餑，而圍棋則是中華民族傳統(tǒng)文化的瑰寶，兩者的結(jié)合作為應景之舉的阿爾法狗應運而生。

阿爾法狗是人類制造研發(fā)的可自主學習研修的智能工具，看似是機器與人腦的一次巔峰對決，實際上是人類科學界的一次劃時代的融合與超越。人工智能云集了數(shù)學、心理學、神經(jīng)科學、語言學、計算機科學、人類學等多門學科的交融互通，它是無數(shù)科學家智慧的結(jié)晶。其數(shù)以百計的中央處理器與圖形處理器對幾千年來圍棋界不計其數(shù)的優(yōu)秀棋譜進行讀取、識別、存儲與分析。圍棋運動具有嚴格的競賽規(guī)則，通過有序的路數(shù)在19×19格上變化出無序的行棋章法，于是通過棋手們的對弈就形成了千變?nèi)f化的棋譜，對于計算機而言這就是大數(shù)據(jù)，只有不斷地進行識別、分析、計算，才能最終總結(jié)并提取有效克敵制勝的路數(shù)。因此，人工智能的發(fā)展與進步離不開大數(shù)據(jù)強有力的支撐。

2 智能化訓練監(jiān)測運動技術(shù)促進決策有理有據(jù)

數(shù)據(jù)是互聯(lián)網(wǎng)時代最寶貴的資源，大數(shù)據(jù)在賦能傳統(tǒng)行業(yè)的同時，讓體育更具科技新生命，體育事業(yè)的蓬勃發(fā)展離不開大數(shù)據(jù)的支撐。數(shù)據(jù)統(tǒng)計與管理是建立在組織實施采集內(nèi)容形式豐富多樣的動作信息集合的基礎(chǔ)上，對數(shù)據(jù)加以建模、處理與分析，通過標準化數(shù)據(jù)處理，挖掘數(shù)據(jù)背后隱藏的價值。

歐洲大滿貫得主英格蘭超級聯(lián)賽勁旅切爾西足球俱樂部與英國拉夫堡大學共同研發(fā)了一套AI球探與教練輔助訓練系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過搜集并分析球員多個賽季的歷史數(shù)據(jù)來制定科學有效的訓練方案。從球員技術(shù)細節(jié)的分析到競賽心態(tài)的調(diào)控，從戰(zhàn)術(shù)策略到團隊意識配合，大數(shù)據(jù)分析降低了人為主觀推斷的不足，凸顯了客觀數(shù)據(jù)的潛能。這項技術(shù)是基于重復的強化學習，讓系統(tǒng)在海量大數(shù)據(jù)的分析后，最終做出正確決策。如依據(jù)球員的特性，制定賽前技戰(zhàn)術(shù)及賽后技術(shù)反思與總結(jié)。系統(tǒng)研發(fā)的核心在于大數(shù)據(jù)的支撐，行內(nèi)人士表示數(shù)據(jù)背后蘊藏著有待開發(fā)的資源，其內(nèi)部機制與原理，只能交由計算機去分析與處理。因此，數(shù)據(jù)量越大，產(chǎn)出的信息量就越豐富。與此同時，系統(tǒng)搜集并捕獲的歷史數(shù)據(jù)要盡可能精確的體現(xiàn)運動員及球隊的真實情況，這樣制定出來的戰(zhàn)略決策才是行之有效、切實可行的。

3 體育文案資料的數(shù)據(jù)化管理及檢索應用

大數(shù)據(jù)是一種大規(guī)模的在獲取、存儲、管理、分析方面大大地超過了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件工具能力范圍的數(shù)據(jù)集合，具有海量的數(shù)據(jù)規(guī)模、快速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)、多樣的數(shù)據(jù)類型和價值密度低四大特征。大數(shù)據(jù)在體育文案資料管理應用中，通過對運動員資料、運動場館資料、賽事資料的收集、整理、檢索與分析，從客觀角度多方面考察后備力量儲備情況、運動場館使用及維護情況、賽事動向及上座率走勢情況，為體育產(chǎn)業(yè)的格調(diào)布局、體育資源配比整合，以及政府面向社會大眾提供體育健康服務等做出必要的數(shù)據(jù)支撐。

Sports Performance Platform是微軟公司設(shè)計與研發(fā)的用于進行賽前運動員注冊備案、賽中評價運動員競技水平與參賽能力的數(shù)據(jù)量化管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于對運動員個人及運動隊整體綜合信息數(shù)據(jù)進行采集、分析與整理，并給予高認可度的處理方式與解決方案。我國三人籃球在運動員等級評定方面，引入了大數(shù)據(jù)分析技術(shù)。過去在運動員等級評定時往往會出現(xiàn)虛假作弊的現(xiàn)象。后期為了杜絕此類事件的發(fā)生，中國籃協(xié)進行了運動員數(shù)字化管理改革，將所有賽事的報名工作都放在網(wǎng)上進行。一方面，請保險公司通過網(wǎng)絡數(shù)據(jù)對身份進行查驗；另一方面，給每位運動員建立個人檔案，對參賽場次、時長及貢獻率等進行大數(shù)據(jù)統(tǒng)計，將運動員的全部參賽數(shù)據(jù)進行記錄、歸檔和分類處理，以便為日后運動員等級評定提供數(shù)據(jù)支持。數(shù)據(jù)管理細化工作方案，讓弄虛作假無處遁形。

4 實時運動傷病醫(yī)務監(jiān)督及醫(yī)管平臺建設(shè)降低運動風險

一場馬拉松認清一座城，城市馬拉松以突出城市特色，帶動全民健身為目標，同時刺激了體育旅游和體育消費，是目前為止最具生命力的項目之一。由于馬拉松具有路程長、強度大、參與人數(shù)眾多等特點，賽事安全保障顯得格外重要。

揚州馬拉松一直以“智慧”著稱，人工智能與大數(shù)據(jù)是為揚州馬拉松保駕護航的“黑科技”，毫不夸張地說“智慧揚馬”擁有國內(nèi)首家智慧馬拉松決策平臺，該平臺云集了騰訊大數(shù)據(jù)、騰訊地圖、視覺設(shè)計、騰訊醫(yī)療云等多個團隊的科技融合。指揮中心的3D大銀幕中不斷滾動刷新救護車、救護站、安保人員、裁判員、醫(yī)護人員等實時信息。當有突發(fā)事件告警時，現(xiàn)場指揮人員可通過該數(shù)據(jù)信息，第一時間調(diào)動距離事發(fā)地最近、最便捷的醫(yī)療團隊到場，以此避免因為時效或路程延誤最佳救護時間。2019揚州馬拉松更是煞費苦心的運用互聯(lián)網(wǎng)、云計算技術(shù)，通過給運動員配置智能手環(huán)，實時遠程采集運動員心率數(shù)據(jù)，并通過可視化處理將其與急救設(shè)備進行無線互聯(lián)，實現(xiàn)智能化管理。當運動員生理指標發(fā)生異常時，該系統(tǒng)會自動向指揮中心預警，并及時為該選手分配最完善的醫(yī)務支援。

5 體育場館物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)實現(xiàn)萬物IP智能互聯(lián)

體育場館及配套設(shè)施的標準智能化建設(shè)在體育事業(yè)發(fā)展中將成為行業(yè)基礎(chǔ)標配，也將助力體育事業(yè)科技化轉(zhuǎn)型，有利于增強運動參與者的運動感受，改善親臨賽場觀眾的觀賽體驗，縮小訓練場館與比賽場館的條件差異，有助于提高實訓質(zhì)量。

我國許多傳統(tǒng)老場館存在場館運營成本高、人員管理難、設(shè)備維護周期長、開放時間與場地利用率無法量化、經(jīng)營模式單一等詬病，這些問題長期困擾著政府和場館運營部門。如何做到低成本、高效率運營運動場館，國內(nèi)最大的體育運動場館大數(shù)據(jù)信息服務平臺動網(wǎng)科技提出了解決方案：基于信息化、數(shù)字化、智能化運動場館躍躍欲試、拔地而起的今天，人工智能大數(shù)據(jù)可以加強場館運作效率，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將傳感器與通信設(shè)備捆綁，定時向客戶發(fā)送交通管理等信息。指導球迷省時有序地進出場館，提供便捷的泊車定位服務，精準監(jiān)控場館能源設(shè)備消耗情況，根據(jù)氣溫、濕度及場館內(nèi)外光線明暗程度智能化調(diào)整空調(diào)及照明系統(tǒng)，合理運用人像識別技術(shù)制約人流訪問權(quán)限，以科技的力量加強安保級別。該公司還將基于互聯(lián)網(wǎng)提供軟件服務（Software-as-a-Service，SaaS）部署到服務器上，在云計算的支持下向客戶提供服務，在針對數(shù)萬家體育場館的運營中，方便快捷又準確地提供場館位置坐標信息、運動人流量分布信息、體育項目空間布局信息等，同時對場館的運動人數(shù)、體育消費等數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計與分析，生成定制化大數(shù)據(jù)實時監(jiān)控系統(tǒng)，基于該系統(tǒng)為用戶、場館、政府搭建互聯(lián)互通橋梁，徹底解決場館信息對流不暢、政策資訊不明朗的尷尬局面。

6 智能穿戴結(jié)合移動通信加速推廣智慧健身

黨的十八大報告已經(jīng)明確指出：廣泛開展全民健身運動，促進群眾體育和競技體育的全面發(fā)展。隨著廣大人民群眾健身觀念的提升以及健身消費能力的普遍提高，傳統(tǒng)體育領(lǐng)域的消費已向智能體育消費市場轉(zhuǎn)型升級，智能體育將體育健身和高科技創(chuàng)新有機結(jié)合。體育裝備與人工智能高度融合，加速體育器材的網(wǎng)絡化、數(shù)據(jù)化、智能化，賦予體育新概念，引領(lǐng)體育消費新局面。

新入局的VENTO健身平臺長期致力于讓人工智能成為私教。通過對健身者身體形態(tài)數(shù)據(jù)的綜合性評分，將傳統(tǒng)健身時長大幅縮短，參與者可以利用碎片化時間完成健身鍛煉，并且在每次健身結(jié)束后，系統(tǒng)會為用戶展現(xiàn)每塊被刺激肌肉的生理數(shù)據(jù)變化，讓機器以客觀專業(yè)的服務方式取代教練員人性化指導，這是顛覆傳統(tǒng)健身行業(yè)的標志性舉措，將行業(yè)服務模式從主動性推銷轉(zhuǎn)為應用型服務，降低了運營成本，免除多項額外開支。從客戶的角度出發(fā)，提升了健身新體驗。除此之外，人工智能將根據(jù)健身人群的年齡分布，智能化提供科學健身方案，避免由于參與者健康意識淡薄、健身欲望強烈，盲目過量健身導致急性運動損傷，給身心帶來不悅。VENTO還配備了專業(yè)級別的AI醫(yī)療設(shè)備，可以針對運動康復及老年健身愛好者提供運動處方參考。同樣，系統(tǒng)會不間斷地讀取用戶各項數(shù)據(jù)，根據(jù)實時數(shù)據(jù)信息及時調(diào)整運動量和運動強度，最終將健身報告發(fā)送至個人手機終端，供參與者及時查閱，了解鍛煉變化的程度。由于可與歷史數(shù)據(jù)進行量化對比，還可將鍛煉成果通過社交平臺在朋友圈展示。

7 結(jié)論與建議

7.1 結(jié)論

現(xiàn)代體育的轉(zhuǎn)型與升級離不開人工智能與大數(shù)據(jù)的技術(shù)支持，人工智能與大數(shù)據(jù)在體育領(lǐng)域的應用主要體現(xiàn)在：體育賽事智能化應用系統(tǒng)提升科技辦賽專業(yè)化級別、智能化訓練監(jiān)測運動技術(shù)促進決策有理有據(jù)、體育文案資料的數(shù)據(jù)化管理及檢索應用、實時運動傷病醫(yī)務監(jiān)督及醫(yī)管平臺建設(shè)降低運動風險、體育場館物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)實現(xiàn)萬物IP智能互聯(lián)、智能穿戴結(jié)合移動通信加速推廣智慧健身。

7.2 建議

加大高科技的投入，推進人工智能與大數(shù)據(jù)的普及滲透，有利于體育的長效發(fā)展。加強科技體育建設(shè)，就要強化體育數(shù)據(jù)過程分析，鞏固數(shù)字體育基礎(chǔ)研究，重塑網(wǎng)絡體育模型構(gòu)建，優(yōu)化智能體育舉措解析，創(chuàng)新體育信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。人工智能與大數(shù)據(jù)將更好地促進與協(xié)調(diào)體育賽事與運動訓練等各行業(yè)的管理與運營，加大對運動員傷病的監(jiān)控與防治，積極營造并擴大體育媒體傳播途徑，加快體育產(chǎn)業(yè)品牌影響力，實現(xiàn)中國體育經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型與升級，降低體育勞動成本，提升體育服務品質(zhì)，增強體育消費觀念，開創(chuàng)科技體育信息產(chǎn)業(yè)新局面。

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Research on the Application of Artificial Intelligence and Big Data in Sports

GE Jun

(Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, Jiangsu, China)

南京市體育局體育科研局管課題（項目編號：NJTY2018-101）。

戈?。?983—），碩士，講師，研究方向：體育信息應用與管理。