用AI助力奧運(yùn)花樣滑冰選手完成五周跳的三個(gè)問(wèn)題

奧運(yùn)花樣滑冰看起來(lái)毫不費(fèi)力。運(yùn)動(dòng)員在冰面上滑行，然后騰空而起，像陀螺般旋轉(zhuǎn)，最后在僅4-5毫米寬的冰刀上著陸。為了幫助花樣滑冰選手完成四周半跳、薩霍夫跳、勾手跳，甚至是令人望而生畏的五周跳，同時(shí)看起來(lái)毫不費(fèi)力，MIT金融碩士Jerry Lu開發(fā)了一個(gè)名為OOFSkate的光學(xué)追蹤系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用人工智能分析花樣滑冰選手跳躍的視頻并提出改進(jìn)建議。

作為MIT運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)室的前研究員，Lu一直在為美國(guó)隊(duì)的精英滑冰選手提供技術(shù)表現(xiàn)方面的幫助，并將在2026年冬奧會(huì)期間與NBC體育合作，幫助解說(shuō)員和電視觀眾更好地理解花樣滑冰、滑雪板和滑雪項(xiàng)目復(fù)雜的評(píng)分系統(tǒng)。他將運(yùn)用AI技術(shù)來(lái)解釋細(xì)致入微的裁判決定，并展示這些運(yùn)動(dòng)在技術(shù)上的挑戰(zhàn)性。

與此同時(shí)，MIT運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合創(chuàng)始人兼教授Anette "Peko" Hosoi正在開展新的研究，旨在理解AI系統(tǒng)如何評(píng)估花樣滑冰中的美學(xué)表現(xiàn)。Hosoi和Lu最近接受了MIT新聞采訪，討論了將AI應(yīng)用于體育運(yùn)動(dòng)、AI系統(tǒng)是否可以用于裁判奧運(yùn)花樣滑冰，以及何時(shí)能看到滑冰選手完成五周跳等問(wèn)題。

為什么要將AI應(yīng)用于花樣滑冰

Lu：滑冰選手總是可以不斷突破，更高、更快、更強(qiáng)。OOFSkate的目標(biāo)就是幫助滑冰選手找到在跳躍中旋轉(zhuǎn)更快或跳得更高的方法。該系統(tǒng)幫助滑冰選手捕捉那些可能通過(guò)肉眼觀察的細(xì)節(jié)，但這些細(xì)節(jié)可能讓他們鎖定一些高價(jià)值的機(jī)會(huì)領(lǐng)域。滑冰的藝術(shù)方面比技術(shù)要素更難評(píng)估，因?yàn)樗侵饔^的。

使用移動(dòng)訓(xùn)練應(yīng)用程序時(shí)，你只需拍攝運(yùn)動(dòng)員跳躍的視頻，它就會(huì)輸出驅(qū)動(dòng)你能完成多少次旋轉(zhuǎn)的物理指標(biāo)。它跟蹤這些指標(biāo)，并整合所有其他現(xiàn)役和前精英運(yùn)動(dòng)員的數(shù)據(jù)。你可以看到自己的數(shù)據(jù)，然后看到"這是奧運(yùn)冠軍完成這個(gè)動(dòng)作的方式，也許我應(yīng)該試試這樣做"。你可以得到比較和自動(dòng)分類器，它會(huì)顯示如果你在世界錦標(biāo)賽上完成這個(gè)技巧并由國(guó)際評(píng)審團(tuán)評(píng)判，他們大約會(huì)給你什么樣的執(zhí)行分?jǐn)?shù)。

Hosoi：有很多AI工具正在上線，特別是姿態(tài)估計(jì)器這樣的工具，可以從視頻中近似骨骼配置。這些姿態(tài)估計(jì)器的挑戰(zhàn)在于，如果你只有一個(gè)攝像機(jī)角度，它們?cè)跀z像機(jī)平面上表現(xiàn)很好，但在深度方面表現(xiàn)很差。例如，如果你想critique某人在擊劍中的形態(tài)，而他們正朝攝像機(jī)移動(dòng)，你會(huì)得到非常糟糕的數(shù)據(jù)。但在花樣滑冰中，Jerry發(fā)現(xiàn)了姿態(tài)估計(jì)器深度挑戰(zhàn)并不重要的少數(shù)領(lǐng)域之一。在花樣滑冰中，你需要理解：這個(gè)人跳了多高，轉(zhuǎn)了多少圈，著陸得如何？這些都不依賴于深度。他找到了一個(gè)姿態(tài)估計(jì)器表現(xiàn)出色的應(yīng)用，而且不會(huì)因?yàn)樗鼈儽憩F(xiàn)不好的方面而受到懲罰。

你是否能預(yù)見(jiàn)AI用于評(píng)估花樣滑冰藝術(shù)方面的世界

Hosoi：當(dāng)涉及AI和美學(xué)評(píng)估時(shí)，我們?cè)贛IT人類洞察合作項(xiàng)目（MITHIC）資助下有新的工作正在進(jìn)行。這項(xiàng)工作是與Arthur Bahr教授和IDSS研究生Eric Liu合作進(jìn)行的。當(dāng)你向AI平臺(tái)詢問(wèn)美學(xué)評(píng)價(jià)如"你覺(jué)得這幅畫怎么樣？"時(shí)，它會(huì)用聽起來(lái)像人類的回答來(lái)回應(yīng)。我們想要理解的是，為了得出那個(gè)評(píng)估，AI是否經(jīng)歷了相同的推理路徑或使用了與人類相同的直覺(jué)概念來(lái)得出"我喜歡那幅畫"或"我不喜歡那幅畫"？還是它們只是鸚鵡學(xué)舌？它們只是在模仿聽到人類說(shuō)過(guò)的話？還是存在某種美學(xué)吸引力的概念圖？花樣滑冰是尋找這種圖的完美場(chǎng)所，因?yàn)榛潜幻缹W(xué)評(píng)判的。而且有數(shù)字。你不能在博物館里找到分?jǐn)?shù)，"這幅畫是35分"。但在滑冰中，你有數(shù)據(jù)。

這帶來(lái)了另一個(gè)更有趣的問(wèn)題，即新手和專家之間的差異。眾所周知，專家人類和新手人類看到同樣的事物會(huì)有不同的反應(yīng)。作為專家評(píng)判的人可能對(duì)滑冰表演有與普通大眾不同的意見(jiàn)。我們?cè)噲D理解專家、新手和AI反應(yīng)之間的差異。這些反應(yīng)在來(lái)源上是否有共同基礎(chǔ)，還是AI來(lái)自與專家和新手都不同的地方？

Lu：花樣滑冰很有趣，因?yàn)樵贏I領(lǐng)域工作的每個(gè)人都在試圖理解通用人工智能（AGI），試圖構(gòu)建這種極其健全的AI來(lái)復(fù)制人類。將AI應(yīng)用于花樣滑冰等體育運(yùn)動(dòng)有助于我們理解人類如何思考和處理評(píng)判。這對(duì)AI研究和開發(fā)AI模型的公司有后續(xù)影響。通過(guò)深入理解當(dāng)前最先進(jìn)的AI模型如何與這些體育運(yùn)動(dòng)協(xié)作，以及如何需要對(duì)這些模型進(jìn)行訓(xùn)練和微調(diào)以使其適用于特定體育運(yùn)動(dòng)，這有助于你理解AI需要如何發(fā)展。

你會(huì)在米蘭科爾蒂納奧運(yùn)會(huì)花樣滑冰比賽中觀察什么，現(xiàn)在你已經(jīng)在這個(gè)領(lǐng)域?qū)W習(xí)和工作？你認(rèn)為有人會(huì)完成五周跳嗎

Lu：對(duì)于冬季奧運(yùn)會(huì)，我正與NBC合作進(jìn)行花樣滑冰、滑雪和滑雪板比賽，幫助他們?yōu)槊绹?guó)人民講述數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的故事。目標(biāo)是使這些運(yùn)動(dòng)更容易理解。滑冰在電視上看起來(lái)很慢，但實(shí)際上不是。一切都應(yīng)該看起來(lái)毫不費(fèi)力。如果看起來(lái)很困難，你可能會(huì)被扣分。滑冰選手需要學(xué)會(huì)如何快速旋轉(zhuǎn)，跳得極高，在空中漂浮，然后美麗地用一只腳著陸。我們收集的數(shù)據(jù)可以幫助展示滑冰實(shí)際上有多難，盡管它應(yīng)該看起來(lái)很容易。

我很高興我們?cè)趭W運(yùn)會(huì)體育領(lǐng)域工作，因?yàn)槿澜缑克哪暧^看一次，這是傳統(tǒng)上教練密集型和天賦驅(qū)動(dòng)的體育運(yùn)動(dòng)，不像棒球這樣的運(yùn)動(dòng)，如果你沒(méi)有精英級(jí)別的光學(xué)追蹤系統(tǒng)，你就沒(méi)有最大化你目前擁有的價(jià)值。我很高興我們能與這些奧運(yùn)會(huì)體育項(xiàng)目和運(yùn)動(dòng)員合作并在這里產(chǎn)生影響。

Hosoi：自從我能打開電視以來(lái)，我一直觀看奧運(yùn)花樣滑冰比賽。它們總是令人難以置信。我要練習(xí)的事情之一是識(shí)別跳躍，如果你是業(yè)余"評(píng)判"，這是很難做到的。

我也做了一些粗略計(jì)算來(lái)看五周跳是否可能。我現(xiàn)在完全確信這是可能的。我們將在有生之年看到，如果不是相對(duì)很快的話。不會(huì)在這屆奧運(yùn)會(huì)，但很快。當(dāng)我看到我們離五周跳如此接近時(shí)，我想，六周跳呢？我們能做六次旋轉(zhuǎn)嗎？可能不行。那是我們開始遇到人類身體能力極限的地方。但我認(rèn)為五周跳是可以達(dá)到的。

Q&A

Q1：OOFSkate是什么？它能為花樣滑冰選手做什么？

A：OOFSkate是Jerry Lu開發(fā)的光學(xué)追蹤系統(tǒng)，使用人工智能分析花樣滑冰選手跳躍的視頻并提供改進(jìn)建議。選手只需拍攝跳躍視頻，系統(tǒng)就會(huì)輸出影響旋轉(zhuǎn)次數(shù)的物理指標(biāo)，并與精英選手?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)比，還能預(yù)測(cè)國(guó)際評(píng)審團(tuán)可能給出的執(zhí)行分?jǐn)?shù)。

Q2：AI能否用于評(píng)估花樣滑冰的藝術(shù)表現(xiàn)？

A：目前研究人員正在探索這個(gè)可能性。MIT的研究團(tuán)隊(duì)正通過(guò)花樣滑冰這個(gè)既有美學(xué)評(píng)判又有具體分?jǐn)?shù)的項(xiàng)目，研究AI、專家評(píng)判和普通觀眾在美學(xué)評(píng)估上的差異，試圖理解AI是否具備真正的美學(xué)概念還是只是模仿人類的評(píng)價(jià)。

Q3：人類何時(shí)能完成五周跳？這在身體上可能實(shí)現(xiàn)嗎？

A：根據(jù)Hosoi教授的計(jì)算，五周跳在物理上是可能實(shí)現(xiàn)的，我們將在有生之年看到，雖然不會(huì)在即將到來(lái)的奧運(yùn)會(huì)上，但會(huì)相對(duì)較快實(shí)現(xiàn)。不過(guò)六周跳可能就到了人類身體能力的極限。