2024年中国人工智能系列白皮书-体育人工智能

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2024年中国人工智能系列白皮书-体育人工智能核心内容总结

本白皮书由中国人工智能学会编写，梳理了体育人工智能发展历程及应用技术，涵盖智能可穿戴设备、计算机视觉技术、体育大数据技术、运动生理生化检测分析智能技术、运动心理分析人工智能技术、智能体育训练装备和健身器材等方面，为体育科技发展提供参考。

体育人工智能发展历程

1. 萌芽期（二十世纪五十年代至八十年代）：以棋类为代表的体育活动被用作人工智能算法验证试验场，后因人工智能发展低潮而沉寂。

2. 形成期（二十世纪八十年代至二十一世纪前十年）：竞技体育、大众健康意识增强及专家系统应用推动人工智能技术在体育领域初步应用，如辅助运动训练、医疗伤病预防、赛事结果预测等，但未形成整体化、系统化应用。

3. 全面融合期（二十一世纪初至今）：深度学习算法等新技术发展促使体育人工智能技术高速发展，在竞技体育、学校体育、大众健身领域广泛应用，成果丰硕。

智能可穿戴设备

1. 技术发展趋势

- 融合材料与先进制造技术：开发柔性智能穿戴传感器，提高监测准确性和舒适度，应用新材料与制造技术，促进设备轻薄化、多样化、环保化。

- 提高信息传输和处理能力：采用低功耗通信技术和高性能处理器，延长设备续航，集成本地数据处理能力和边缘计算技术，保障数据安全和隐私。

- 拓展可穿戴装备应用领域：拓展健康监测功能，实现多维度生理参数监测，推动设备向生物集成和半永久植入方向发展，与医疗机构合作实现慢性病管理等功能，在大众健身领域应用广泛，提供个性化服务。

2. 应用现状

- 竞技体育领域：构建伤病管理系统，实现运动负荷监测和风险预测智能化；构建一体化训练管理系统，监测训练全过程多源参数；搭建云端和边缘计算平台，评估训练效果。

- 学校体育领域：构建教学负荷监控系统，实现运动负荷监测可视化；推进运动技能虚拟仿真学习，融合XR技术实现教学质量评价标准化；优化课外体育锻炼全流程，提高锻炼效率和科学性。

- 大众健身领域：研发智能可穿戴设备，监测健身运动数据；研发智能化运动设备，辅助特殊人群健身；建立慢病风险预测算法，指导科学健身；制定健身计划和提供互动平台，增强健身动力；研发脑机接口设备，提升功能受限人群生活质量。

计算机视觉技术

1. 技术概述：计算机视觉是人工智能分支，可从视觉数据中获取信息，其技术在体育领域有多种应用，可归纳为图像识别、运动跟踪等类别。

2. 应用现状

- 竞技体育领域：研发智能辅助训练系统，评估运动员动作质量；构建视频辅助裁判系统（VAR），提高赛事判罚准确性。

- 学校体育领域：构建运动训练与教学系统，改善教学效果；建立体育课堂智能预测系统，评估学生运动损伤风险。

- 大众健身领域：构建沉浸式运动健身系统，打造AI +健身“元宇宙”；研发智能健身教练系统，提供科学健身指导。

体育大数据技术

1. 技术概述：大数据技术处理海量数据，提取有价值信息，其特性契合体育数据特点，在体育领域应用潜力巨大。

2. 应用现状

- 竞技体育领域：构建个性化运动训练模型，分析训练和比赛规律；定量化预测和控制运动负荷，预防运动损伤；构建智能化精准训练服务平台，评估运动员竞技状态。

- 学校体育领域：构建计算机辅助体育教学系统，改善教学效果；集成展示校园体育教学场景，建设“数字孪生”智慧体育校园平台。

- 大众健身领域：构建多平台互联互通的大众健身智慧化空间，解决健身相关问题；构建个性化运动处方管理系统，完善主动健康模式。

运动生理生化检测分析中的智能技术

1. 技术应用概述：智能技术在运动生理学中广泛应用，改变运动员训练和健康管理方式，包括运动生理信号传感与分析、生化分子检测与筛选、数据智能化分析及与其他领域交叉应用等方面。

2. 具体技术应用

- 运动生理信号的智能传感与分析

- 开展运动生物电位信号监测：改进肌电、心电、脑电信号采集方法，评估运动员状态，提高专注力和运动表现，监测细胞行为数据。

- 研发生命体征的光电感知与智能分析：通过改进心率、心率变异性、

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