人工智能在籃球訓練比賽應用與未來發展趨勢

姜書靜

（南京體育學院研究生部 江蘇 南京 210014）

人工智能是當今社會的熱點詞，是科技的最新成果研究，人工智能與各個領域都在相互融合，共同進步，不斷向科技強國的目標前進，體育與人工智能融合，真正意義上實現體育產業的融合與智能化，形成智慧體育，人工智能在我國籃球領域的引入，不斷提高我國籃球水平在國際上的地位，人工智能在籃球領域中的應用必然是我國今后籃球的發展趨勢，不斷朝著籃球數據化，智能化，科學化方向上前進。

1、人工智能在體育領域中的應用現狀

現代時代信息化與人工智能化的不斷發展，我們處于互聯網時代最前沿，便捷與科學的生活方式也在不斷形成，國家鼓勵將人工智能與體育領域緊密聯系在一起，2019年8月國家提出“加快推動互聯網，大數據，人工智能與體育實體競技深度融合”的綱要，同年9月，國家為推動我國籃球、足球、冰雪等體育項目質量提升，需要我們推進智能制造，讓人工智能成為時代最前沿的革新技術，利用人工智能技術實現我國專業籃球領域專業化、智能化，為籃球運動員帶來了更加科學合理的訓練方式與方法，也不斷提升運動員的運動能力。隨著當今社會的不斷發展，促進了信息技術的發展，將這些相關技術在體育領域中應用，不僅提升了當代體育運用的智能化水平發展，也有效地提升了體育運動成績，同時也為體育研究和分析起到了促進作用。將人工智能運用到籃球運動中，對提升籃球教學和訓練方法起到了重要作用，有效地促進了人工智能在該領域中運用，為推動籃球運動發展起到了積極的作用。

人工智能是一款新型的智能程序，從目前全球范圍來看，人工智能技術發展迅速，而且在世界各國在這方面的投資也在不斷增加，這在一定程度上促進了該技術的發展，目前該技術已經成為了新一代技術革命的標志。就目前來看人工智能發展，有非常廣泛的前景，隨著越來越多的公司進入到該領域中，不僅吸引了大量的資金進入到人工智能領域，也很大程度地促進了這個領域的技術更新和發展。在新時代下，人工智能會給人們帶來巨大影響，雖然新穎的人工智能，在智能領域是比較高端的，但是已經不再局限于某一方面了，已經逐漸地想著全面智能化方向發展了。籃球運動有一定的獨特性，將人工智能應用到籃球訓練和比賽中，可以更好地地促進該項目的發展。

2、人工智能為運動員選材提供更加準確數據

早期的運動員科學選材是根據項目特征進行選拔，挑選出先天性與后天性都具有發展潛力的運動員，從運動員身體特征方面，運動員身高要高，身體形態結構要勻稱，四肢長等，從運動員生理指標方面，運動員的最大攝氧量、呼吸商、心率、血紅蛋白含量、肺活量等指標要高，從運動員身體素質方面，籃球運動員要求具有好彈跳力、爆發力、速度以及靈敏性，能夠有效在比賽中發揮進攻防守以及對抗的能力，從運動員技能方面，運動員在訓練與比賽中能夠及時有效的運用技戰術，從心理素質方面，挑選的運動員具有吃苦耐勞的精神，有抗壓能力。

隨著科技不斷的進步，傳感器的技術在運動員挑選上起著重要作用，利用傳感器識別功能與測量功能結合，將具體的數據采集下來，通過計算機的處理系統，對采集的數據進行進一步的加工，對所識別運動員外部特征轉化為數據可以與優秀運動員數據庫進行對比，為運動員的選材提供重要依據，在人才選擇上更加科學化，數字化。

3、人工智能在訓練中發揮的作用

3.1、提高訓練效率

籃球訓練是爆發力，耐力，速度等綜合能力的對抗性的運動，利用自動化所開發的各類器材，穿戴式傳感器的出現能夠利用傳感器的柔性作用緊緊貼合在運動員的身體部位，測量出運動員心率，血壓，運動軌跡，疲勞程度等對運動數據進行實時檢測，通過互聯網云端對數據進行可視化分析，對訓練過程中起到不可忽視的作用。在美國職業籃球比賽中往往檢測球員彈跳，沖刺爆發以及各個方面數據進行計算分析，預測球員未來提升空間最大值，估測球員發揮潛力，籃球運動是投籃命中得分的運動，投籃成為了籃球運動中得分的核心技術，ShotTracker是對籃球投籃信息進行采集，檢測出運動員實際的投籃角度與投籃力度，將其與標準值進行對比，矯正運動員在投籃過程中出現的問題，進行指導與建議，大大提高運動員投籃命中率。

3.2、傷病檢測，有效降低運動損傷

籃球運動是對抗性運動，在日常訓練中，熱身不到位造成肌肉拉傷，上欄重心不穩造成腳踝的扭傷等，在訓練與比賽中對運動員身體安全造成威脅。利用Kinect進行籃球訓練動作的采集操作，教練員對錯誤動作及時做出修正，避免錯誤動作影響運動員的技術發揮，防止球員身體上損傷，也可根據訓練項目最容易出現損傷進行可視化分析，對于某個項目有較大概率出現教練員合理的安排訓練動作，避免出現損傷情況。

3.3、智能場館及時調節訓練環境

在運動員訓練或比賽過程中，溫度、濕度、場內光線亮暗程度對運動員的發揮都起著重要作用，溫度過低運動員機體體表血管發生收縮，血液黏度增加，血液流通阻力也會增加，運動員在運動時的興奮性會降低，對機體造成傷害，溫度過高可能會導致運動員產生暈厥現象對運動員身體狀況造成很大影響。場內空氣質量狀況時時刻刻對運動員的身體健康產生影響，場內光線亮度要適宜，過亮過暗會影響比賽與訓練的進行，對于對抗性的運動而言，濕度過高不利于運動員汗液的蒸發，運動員的人體機能平衡會遭到破壞，濕度過低，空氣中的水分含量少，運動員感到干燥，選用智能化場館能有效的檢測場內溫濕度，場內空氣質量狀況以及場內光線強度并對實時場館環境各項指標進行監控，對于超過正常值進行場內空氣凈化與調節，及時為運動員提供適宜的訓練環境。

4、人工智能技術在競技比賽中的作用

我國籃球職業聯賽CBA賽場上出現了各種電子設備，電子大屏幕顯示相應場上球員數據，現在CBA聯賽已經形成了從數據采集、數據分析、數據應用的產業鏈。利用先進網絡搜索，攝像機設備輸入，可穿戴設備等一系列數據采集方式，在云端進行儲存，對儲存數據進行相應的建模與數據挖掘，分析采集數據以及采集數據與數據庫設置參數進行比較，是否運動員訓練符合標準。

4.1、籃球技術統計為實際訓練工作提供依據

人工智能技術對籃球統計具有重要作用，利用計算機系統通過記錄運動員在場上運動員發揮的數據進行計算與分析，最終利用通過網絡傳送網站。目前貝泰科技是CBA指定官方數據合作伙伴，長期為國際體育賽事提供數據信息以及可視化的數據分析工具，每年能夠提供將近90000場國際賽事產品，在我國體育數據產業起到了先導作用。貝泰科技憑借自身獨特科技功能，為CBA賽場提供實時數據，在比賽中實時比分，事件直播，投籃位置直播都能通過PC端進行賽場的實時播放，能與賽場上的大屏幕進行連接將賽場上大數據實時顯示，讓觀眾觀看賽場情況與比分，最終數據分析報告采用AI實時數據圖形報告直接生成，讓場上觀眾與線上觀眾提供直觀分數。與之相比美國職業籃球NBA采用的是sportUV通過利用該系統建立數據庫，實時有效追蹤球員場上表現包括助攻，籃板，罰籃命中率等多項數據，實現競賽體育的智能化。

運用大數據對籃球比賽分析，這是一個非常龐大而又復雜的項目，但是在這方面應用卻有很廣泛的前景。可以充分分析運動員的動作和習慣，并且對運動員的基本情況和技術水平進行分析，包括對運動員的彈跳和沖刺，以及爆發和身高等方面的情況，進行全方位的分析，可以更好地預測球員的基本情況，從而選拔優秀的運動員。將球員的評價和大數據鏈接，可以更好地對球員整體表現進行評價，對球員的價值進行科學的評價，通過對基礎數據的分析，能夠更好地計算出球員的得分情況，以及籃板情況和助攻情況的參數，并將這些數據進行加權計算，得出球員的效率值，這樣可以更好地對球員進行橫向和縱向比較，從而對運動員有一個客觀的評價。

4.2、鷹眼技術提高籃球比賽的公平性與準確性

人們對籃球競賽的關注度逐漸提高，觀看籃球比賽已經成為了人們閑暇時刻的娛樂節目，但是CBA與NBA職業聯賽賽場中，出現裁判“黑哨”,賭球的言論屢見不鮮，顯然裁判判罰已經成為人們熱議的焦點，通過采用鷹眼技術有效的提高比賽的公平性與準確性。

鷹眼系統專業名稱為“及時回放系統“，由英國的保羅設計，主要是應用與體育賽場中，利用場上的8臺攝像機快速移動記錄運動員在場上的各種動作，能夠將球的運行軌跡記錄下來，其速度在40-50幀之間。在CBA或者NBA籃球賽場中，球員會發生各種情況，且發生時間非常快，在賽場上裁判面對發生時間快，產生比較復雜情形很難在第一時間做出準確判罰，對比賽場上分數造成影響。利用鷹眼系統，在計算機中能夠顯示出可能性最大的路線，這項技術實質是利用攝像機進行采集影像，根據拍攝的每幀畫面進行球的行動軌跡和落點，再進行3D模擬技術呈現出球的運行軌跡，采用這項技術準確率高，速度快，能有效的避免裁判的盲區，提高了比賽中的公正性與公平性,場上觀眾與雙方球員對球判罰產生疑慮提供根據，對于比賽中產生不合理判罰，裁判員通過鷹眼技術對球員場上每一個細微動作進行評判。

4.3、基于視覺傳感器提高比賽進程中安全性與專業性

籃球賽場上場運動員不允許攜帶設備，首飾、手表等一系列的物品，對于穿戴傳感器收集數據在籃球賽場上是不可以使用的，在激烈的對抗中，運動員所佩戴的物品可能對自己或者對方球員造成身體上的傷害，缺乏安全性。

基于視覺，光感進行運動員數據追蹤工作，CBA賽場上裁判員利用自身觀察能力評判場上運動員動作，對于比賽動作評判關鍵取決與評估者專業能力，往往在比賽過程中，裁判會因為場上情景發生過快，反應速度較慢，從而影響比賽的進程，利用視覺流的算法進行物體的追蹤，在比賽賽場中能夠估測運動物體之后的運動趨勢，裁判能根據物體運動的趨勢進行預判，大大提高比賽判罰的準確性。

5、人工智能為賽后提供數據依據

比賽后的數據分析是為下一階段訓練奠定基礎，教練員與運動員根據比賽后的最終數據統計，找出在比賽過程中存在的問題，找出薄弱的環節，進行反思與改善，首先在比賽中技術統計，會將每個運動員在比賽中表現，轉換成客觀數據，根據電子數據，直觀明了的發現運動員所存在的問題，訓練過程中位置的調整，技戰術修正與調整，隊友之間相互合作調整；其次場上的回看視頻記錄比賽過程中的各種信息，將運動員賽場上每個瞬間記錄下來，為教練員及時發現比賽過程中出現各種問題，以及在比賽過程中分析球員上場時間，體力消耗情況、疲勞程度、狀態變化情況，鑒別球員在賽場中身心能力發揮情況，提高球員比賽中防守與進攻能力，最后，實時的對比自己隊與別的隊伍之間的一些差距，通過視頻的拍攝，為運動員與教練員提供戰術與技術的資料，分析對方球員比賽時各項特點，提高自己隊伍的各項水平，為下一階段比賽與訓練做好準備。

現在數字化技術不斷發展，5G時代到來，利用數字化技術能夠進行實時的賽事轉播，如今超清視頻在5G網絡下，球賽騰訊體育軟件是觀眾觀看籃球比賽不可缺少工具，能夠給觀眾提供實時清晰的賽事轉播，加強觀眾對中國籃球了解，以及針對賽場上發生各種情況，進行評論。觀眾對球員、裁判員、教練在比賽中及時提出問題，鞭策球員，裁判員和教練提升自身專業知識水平，進一步提高中國籃球技術水平，比賽中優秀的視頻能夠供廣大熱愛籃球業余者以及學生進行學習，不斷促進我國籃球總體水平。

6、人工智能在籃球領域中未來發展趨勢

6.1、VR技術在籃球領域中的應用

VR技術，即虛擬現實技術，利用計算機技術構建三維模擬空間，將對手各方面數據全部進行程序編寫操作，將編寫程序傳輸到計算機中。在籃球訓練過程中，首先在訓練中可能會受到天氣，環境，場館等客觀環境的影響，采用虛擬技術能夠突破運動員在時間上和空間上的限制，讓運動員在訓練中身臨其境，將自己各感官融入到真實的場景中，將虛擬現實技術的引入能夠提高教練員對球員技戰術講解的效率，更加直觀的讓球員感受到教練員制定技戰術的目的；其次，在訓練中運動員不能夠深刻了解對手，在訓練過程中存在一定的盲目性，通過錄入對手相關數據與信息，計算機根據真實數據進行對手模擬，將對手在比賽中的特點、技術、戰術等相關場景顯現出，讓運動員更有針對性的進行訓練；最后，運動員對于陌生的比賽場地，會存在焦慮、害怕、怯場的心理問題，VR技術應用真實模擬比賽場景，提高運動員的心理能力，運動員在賽場上能夠適應場上氛圍，發揮自己的最大能力，取得最好的成績。

6.2、網絡神經算法在籃球領域中的應用

隨著時代不斷的發展，神經算法從早期能夠預測最終比賽結果，在人工智能和計算機系統的融合基礎上，對籃球運動訓練隊的,提高預測的準確度，將運動員訓練與比賽過程中所有的數據錄入到系統中，進行大數據關聯操作，對運動員數據進行實時分析，推算出運動員未來的發展狀況，指出現階段運動員存在的問題，提出合理性的建議，提高運動員整體水平。

6.3、籃球邊線電子裁判

在籃球比賽中CBA傳出的“黑哨”屢見不鮮，裁判在比賽中因為自身主觀想法對比賽造成一定的影響，電子裁判為輔。目前已經有研究人員提出了對籃球、排球、羽毛球利用電子裁判進行判罰，例如，對于場上籃球越界，電子裁判可以立即進行正確的判罰，通過對系統的設計，當籃球越界時，邊線感應系統能夠及時的檢測到籃球并能夠產生反應，裁判能夠及時接收越界的信息，并作出判斷。

6.4、籃球專家評判系統

籃球訓練與比賽中會出現各種情況，主要是場上的裁判進行判罰，但是對于有爭議的球，顯然場上的三位裁判對判罰可能會存在一些問題，這就需要有大量有經驗的專業裁判在面對一些有爭議球進行相關的討論，得出最恰當的判罰方式，通過場上的通訊設備進行傳輸，將結果通知到場上裁判。

7、總結

人工智能技術的應用，在我國籃球領域中發揮著重要的作用，能夠為我國籃球運動員選材提供更加準確的數據，在運動員訓練過程中提高訓練效率、傷病檢測，有效降低運動損傷，及時調節智能場館中的各項智能指標，為提高我們國家的籃球訓練水平提供了物質上的基礎。比賽過程中籃球統計技術為實際訓練供做提供依據，增加籃球比賽的公平性與準確性，視覺檢測系統應用提高比賽中的安全性與專業性；比賽后，人工智能所提供視頻依據與可視化分析為運動員下一階段訓練提供依據，未來我國籃球訓練與競賽必將是智能化的發展趨勢，不斷提高我國籃球領域在國際上的地位。