文|創(chuàng)瞰巴黎 Isabelle Dumé
編輯|Meister Xia
一覽：
- 法國的科學家正在研究如何使用VR（虛擬現(xiàn)實）技術(shù)輔助運動員訓練。
- 2024巴黎奧運會開辦在即，新技術(shù)有望提升運動員速度、協(xié)調(diào)性、力量等專項能力。
- 研究者基于對職業(yè)拳手進行的3D動作捕捉，開發(fā)出了訓練專用VR模擬器，以克服傳統(tǒng)訓練方式的局限性。
- VR技術(shù)可與體能、心理素質(zhì)、技巧訓練相結(jié)合，共同組成運動員全方位訓練計劃。
- 基于運動員和教練的反饋，結(jié)合最新AI科研成果，研究者將不斷升級VR訓練系統(tǒng)。
距離2024年奧運會還有兩年，主辦城市巴黎已做足準備，科學家們也在技術(shù)領(lǐng)域摩拳擦掌。根據(jù)REVEA項目（隸屬法國2024奧運會“投資未來”超高水平運動員培育項目）的規(guī)劃，法國國立計算機及自動化研究院雷恩研究中心正在與法國奧運拳擊隊隊員及教練開展聯(lián)合研究，探索如何利用VR（虛擬現(xiàn)實）技術(shù)提升運動員速度、協(xié)調(diào)性、力量等專項能力。雷恩團隊開發(fā)VR系統(tǒng)目的并非重現(xiàn)真實比賽，而是有針對性地模擬訓練情景，提升專項能力，尤其是對手進攻預判。
若無VR技術(shù)輔助，拳擊手必須跟陪練面對面訓練，約定幾個典型拳法讓陪練出招，才能逐漸學會預判。但要求陪練次次穩(wěn)定出拳并不容易，而且體力消耗大，無法長時間持續(xù)。相比之下，利用VR虛擬陪練沒有受傷風險，還能模擬出多種視覺聽覺反饋，或設(shè)置高水平的虛擬對手，突破傳統(tǒng)訓練方式的局限性。
摹畫運動員能力分布圖
雷恩研究中心團隊在體育運動與健康科學實驗室中，利用Immermove平臺對職業(yè)拳手進行3D動作捕捉，開發(fā)VR模擬器。捕捉的動作（例如身體進入防御姿勢前髖部的小幅度轉(zhuǎn)動）會投射到不同體型的虛擬對手模型上，最終呈現(xiàn)在運動員頭戴的VR顯示器中。在實驗中，研究人員觀察了拳手對虛擬對手不同類型出拳的反應以及預判的敏銳度，成功率和反應時長可量化，作為摹畫運動員預判能力表現(xiàn)圖的依據(jù)。
除了拳擊，VR技術(shù)還運用到了雷恩足球俱樂部的守門員訓練中，幫助守門員提高兩側(cè)視線觀察能力，而不是只關(guān)注對方帶球球員。這項能力很重要，因為對方帶球球員就算有射門威脅，也可能在最后關(guān)頭把球傳到球門左右側(cè)的另一名隊員腳下。守門員若不提前準備，則必然猝不及防。
應用導向型研究
雷恩研究中心的項目以應用為導向，目標是幫助法國奧運健兒備戰(zhàn)2024年巴黎奧運會。研究者的一大任務是把VR技術(shù)融入運動員的日常訓練中，為此進行了多方面深入思考：VR技術(shù)在訓練中的比重應該占多少？在每天什么時候進行？在哪個訓練階段進行？每次VR訓練應該多久？VR訓練該提供給誰——希望在奧運取得成績的運動員，還是所有運動員？VR訓練頻率應該多高？
“雷恩團隊希望VR能與體能、心理素質(zhì)、技巧訓練一并納入教練員制定的全方位訓練計劃中?！?/p>
奧運隊伍訓練中心，以及與法國拳擊聯(lián)合會合作的法國國家體育學院的科學家都已開始使用雷恩研究中心的VR技術(shù)。有了運動員和教練的反饋，開發(fā)者將持續(xù)優(yōu)化VR，提升訓練效果——第一版訓練系統(tǒng)中的虛擬對手出招過于單一，模擬對陣不夠真實，新版本將會改進。另外，VR訓練硬件也將升級。
深度數(shù)據(jù)分析
雷恩團隊開發(fā)VR軟件采用的平臺是Unity——一款廣泛用于電子游戲編程的商用引擎。VR軟件能加載出三維拳擊場、虛擬對手、虛擬動作。研究者設(shè)計的場景里，所有虛擬動作都儲存在動作庫里，可以回放觀看。虛擬對手的動作由算法控制。有了這些手段，即可準確評估運動員的反應時間和預判能力。
雷恩團隊已著手研究人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度強化學習的應用，讓虛擬對手更“智能”。雖然這部分技術(shù)還不成熟，但初步結(jié)果顯示即便沒有現(xiàn)實對抗的海量觀測數(shù)據(jù)輸入，也能忠實再現(xiàn)拳手的復雜互動。隨著這些技術(shù)的進一步發(fā)展，未來也許能以拳擊手的歷史比賽錄像為輸入，在VR模擬器中重現(xiàn)其拳法與策略！
參考資料：
1.TheREVEA project is financed by the priority research programme (PPR) Sport de très haute performance , part of the Programme d’Investissement d’Avenir, set up in the run-up to the Paris 2024 Olympic and Paralympic Games. The programme is co-sponsored by the Ministry of Higher Education, Research and Innovation and the Ministry of National Education, Youth and Sport.