非常之路丨3D追踪、AI裁判、5G云观众……黑科技,如此“奥”妙!

2021-08-04 20:41 大众报业·半岛网阅读 (35593) 扫描到手机

半岛全媒体记者 王悦 实习生 哈雯

电影《夺冠》里有一句台词,“未来体育,靠的是科技。”而在本届东京奥运会得以验证。东京奥运会比赛正酣,不仅有各国运动员挥汗如雨、角逐金牌的英姿,同时,各项黑科技也为增添了不一样的色彩。各司其职的机器人、3D运动员跟踪技术、AI技术打分辅助系统等都成了热议的话题。

迎宾、扛行李、负责安保、当导游

这些活机器人全包了

日本的机器人文化由来已久,也有着发达的机器人产业。作为本届奥运会的东道主,日本也是将机器人文化贯彻到底了。

奥运会主办方首先在东京会场边上建立了一个“机器人村”,机器人们会在每日数十万游客涌入东京之际,为他们提供翻译、导航、酒店入住、叫车等服务。日本奥运村里的大部分工作被机器人包揽。

东京奥运会现场有多个不同类型的机器人。它们根据用途不同,分为服务机器人、警卫机器人、随身机器人等不同类别。

迎宾机器人:此次奥运会的吉祥物正是以机器人为原型打造的一款迎宾机器人,不仅具有灵活的关节,还可变幻眼神来表达情感。吉祥物机器人能够跟运动员或观众鞠躬、挥手,在赛场上为运动员鼓掌。

动力外骨骼机器人:日本丰田公司和松下公司提供奥运会机器人产品,包括“递送支持机器人”、“人类支持机器人”和助力外骨骼设备。动力外骨骼机器人是一款辅助人体搬运工作的动力设备,将它穿戴身上,机器人将帮助工作人员在搬运重物时缓解腰部的受重压力,可以有效降低工作人们在搬运重物时受到的重力压迫伤害。

奥运村内大部分“体力活”都被机器人包揽了,它们可以替运动员游客们做扛行李、送快递、捡垃圾等粗重活,活像奥运村的全能小管家。

警卫机器人:日本警方将此次奥运列为“高科技安全起始年”,在警备部分,日本政府派出AI机器人,协助维安作业。它们主要进行巡逻检查、紧急支援等维护会场治安的工作。“AI警察”是由日本大型安保公司ALSOK推出“情感可视化”人工智能警察巡逻系统,能够识别可疑包裹,检测队伍中情绪波动的个体。

随身机器人:在东京机场设有“观光机器人”定点站岗,以及结合手机、拍照、导览多功能的随身机器人,用科技来弥补劳动人力短缺问题,机器人与人工智能成为本届奥运会各项服务的主力军。部分导航机器人还加入了AI技术,会识别脸部表情,主动做出卖萌、击掌打招呼等小动作,十分可爱。在疫情严峻的大环境里,投入机器人到日常服务中是个非常赞的做法,减少人员接触频率降低感染几率,大大减轻工作人员的负担,一举两得。

百米飞人的每一帧动态都能纪录

全靠3D运动员跟踪技术

针对运动场上运动员无法用肉眼捕捉的信息这个微小的细节,东京奥运会在田径赛场首次使用全新的“3D运动员跟踪技术”,它能通过标准摄像头实时分析和精准提取运动员在训练或比赛时的数据和姿态,也能即时回放比赛中的亮点。

它可以在田径运动员几秒钟的奔跑时间内,清晰详细记录运动员各种微小信息,并进行3D动态画面的场景细节回放。在仅有几秒钟的百米田径运动比赛中,运动员的起跑、奔跑时的动作,身体的角度,步伐大小,加速时间,迈出每一步时动作的细微变化都有可能影响比赛结果。各国奥运参赛队教练也可以通过这套系统的收集资料和回放功能,详细地了解运动员身体状况,做出比赛战术调整和制定赛后的训练计划。

在2019年,英特尔就宣布与阿里合作开发该项技术,基于AI和机器视觉,目前在100米及其它短跑项目的视频回放中以接入使用。

该技术不仅对运动员的训练是很好的记录,还是一种全新的转播方式——在即时回放中对比赛亮点进行分析、解读和复核,能为奥运会观众带来全新的体验。

“鹰眼”辅助人眼

“AI裁判”毫厘之间定胜负

随着体操竞技的动作技术难度连年升高,裁判打分也愈发困难。本届奥运会采用的AI技术打分辅助系统,能够通过向选手的身体及其周边投射红外线,追踪选手的动作,并且实时转换成三维立体图像。结合过去的表演数据,判断技术的完成度。根据图像,AI对于身体的旋转和扭动等动作做出分析,结合过去的表演数据,遵照打分标准,判断技术的完成度。

早在2017年,富士通便开始研发该系统,旨在协助体育赛事训练、评分。在2019年世界体操比赛的赛事评分上,首次投入使用。

而像排球、羽毛拍、乒乓球这样的项目,球速快、落地点单凭肉眼难以准确辨别是否得分,这时候就需要AI裁判的帮助了。

AI裁判先获取选手的速度、运动方向以及跳跃的高度等数据,在结合了图像和函数之后,AI基于计算机视觉就能准确地跟踪和预测球的运动轨迹,就能推断出球的落点。甚至把激光雷达和AI结合起来之后,还能对体操类项目的运动员进行极为精细的分析,为裁判提高有效的参考数据。

预防运动员受伤、让训练更高效

可穿戴技术助力夺金

参加东京奥运会的运动员还能借助尖端科技装备来提高成绩,其中可穿戴的运动技术成为优秀运动员争夺金牌的“武器库”之一。它可以对运动员的心率、呼吸等状态进行监控,以提高运动成绩。教练员可以根据运动员状态的实时信息对训练方法进行调整。报道称,肯尼亚女排就借助可穿戴设备,向教练提供每名运动员的力量、心率和其他重要指标的数据,教练利用这些信息预防受伤,并为每个人量身定做训练制度。丹麦体育科技公司使用基于雷达技术的设备,来帮助日本棒球队分析投球或击球情况,以评估球员的表现。

不过也有人对这种趋势感到担心。有人认为,技术进步可能对发展中国家运动员的长期参赛造成不利影响:毕竟许多体育辅助新科技产品造价不菲。

核对身份信息、检测新冠病毒

人脸识别技术一次搞定

人脸识别技术在奥运会上的首次运用,不仅可以快速识别运动员和工作人员的身份认证、进行相关登记等,还能精准限制未经授权人员进入场地,保证运动会和工作人员的安全。

同时在疫情的特殊时期,人脸识别技术被广泛应用在东京奥运会上,不仅减少了人员接触,对人员筛查,协助确定新型冠状病毒肺炎携带者,对于防止疫情的传播至关重要。据了解,人脸识别系统已识别超过30万参加奥运会的人员。

自动驾驶小巴奥运村“唱主角”

环保、安全还方便

首届使用自动驾驶技术的奥运会。丰田原计划为奥运会提供3700辆车,后由于不再需要观众用车而减少至3340辆。其中,90%以上为电动化车型,氢燃料电池车和纯电动汽车约占1/3。较早亮相的是丰田LQ纯电动概念车,它是东京奥运会火炬接力的官方护卫车。

在奥运村周围,丰田提供了17辆e-Palette自动驾驶小巴,主要为运动员和教练、球队经理等后勤人员,提供往返于赛事场地和住处的出行服务。e-Palette是丰田专门为东京奥运会和残奥会而研发设计的,搭载了丰田最新版本的安全感知技术,可在摄像头和激光雷达、高精度地图的帮助下,实现L4级低速自动驾驶。车内虽无专门的驾驶座,但出于安全考虑,车内装有紧急自动刹车,且配有一位安全员。车内凡是手可触摸之处都覆盖了防病毒涂层和保护膜。e-Palette最多可容纳20名站立乘客,或者是4名坐轮椅的乘客和7名站立乘客。考虑到上下车的便利性问题,该车不仅设有大开口的滑动式车门、低矮的底盘,同时也搭载了电动坡道、精准的停车控制等装置,使得乘客,尤其是使用轮椅的乘客,可以快速、轻松地无障碍进出。

“空场”奥运不寂寞

5G云观众、鼓掌声音系统带气氛

福岛县政府出于防范聚集感染的考量,实施空场行动,禁止一切观众入场观看比赛,东京奥运会成了历史上首个“空场奥运会”。于是主办方建造了一批“观众视频矩阵”,在观众席上立起一块大屏幕,用于显示观看比赛的观众们的反应和表情,也就是:云观众。让他们通过屏幕成为比赛的一部分,增强他们的参与感沉浸感。

不仅如此,线上观众在看直播赛事时,通过5G云包厢,还可以连接亲朋好友,大家相聚在同一个私人定制的包厢内,观看同一场直播,互相讨论赛况,一起为选手失误而叹气吐槽,一起为队伍进球欢呼,那热闹无比的气氛也算是小小弥补了无法到场的遗憾。这也一举解决了观众一个人在家看赛事过于孤独无聊,运动员感受不到观众的激情没干劲两大难题。

除了制作观众视频矩阵外,国际奥委会还做了一个“鼓掌声音系统”,俗称:掌声助威器。待比赛进行到关键环节,赛场立即播放观众鼓掌时发出的轰鸣声,为运动员助威加油,营造火热的氛围,缓解空场的冷寂。从而使得电视机前的观众和选手产生共鸣,一同感受体育赛事激情四射的魅力。

5G技术创新赛事观看形式

给观众前所未有的观感

本届东京奥运会三大场馆内全面部署5G技术,引入了包括增强现实在内的创新赛事观看形式。

在帆船比赛现场,布设了一面50米宽的屏幕,以12K分辨率播放帆船赛事片段。这种体验,将远超以往观众们使用双筒望远镜观看赛事的旧传统。更重要的是,这面屏幕将安置在江之岛游艇港的水面上,让观众体会到对抗就在眼前的真实感。

在游泳比赛现场,东京水上运动中心将为特定席位的观众提供可穿戴AR设备,保证他们能在赛事期间观看到详尽的比赛信息。5G技术则将数据迅速传输至AR设备,让观众在遥望选手的同时,获取详尽的实时信息。

在高尔夫比赛场地,凭借着5G技术的高速度、低延迟特性,观众能够在租赁的设备上具体选择想要观看的多机位现场直播视频。无数4K摄像机(各场馆分别部署60至80台摄像机)构建起多镜头重播功能,可从多角度重播比赛,让观众们以前所未有的方式体验奥运比赛。

4K/8K超高清转播车漂洋过海‍

“中国红”成东京靓丽风景

在东京奥运会上,央视首次将4K/8K超高清转播车开往海外,以提供高达8K的视频转播信号,身穿红装的4K/8K超高清转播车成为了东京街头一道不一样的风景。

据悉,为了本次重大赛事的转播活动,央视总台早在一个月前就做好了精心准备。据央视新闻报道称,这是中央广播电视总台首次向海外奥运赛场派出的大型超高清转播车,总台4K/8K超高清转播车漂洋过海。抵达日本东京后,经过抽拉、折叠、升降等操作变身为“移动制作域”,能同时容纳34个工位,视频制作、音频制作等互不干扰。

用8K来转播高清赛事带来的优势是显而易见的,它能够带来更多的信息密度承载能力,更多的细节呈现力,拓展更多的应用场景。比如,那些羽毛球掉落的点位、泳池内的水花,跳远场上飞扬的沙土,运动员们赛场上或激动或不开心的细微表情,都能够在8K下一览无余。