人工智能技術在乒乓球教學中的應用研究

劉昌黎 徐金陸 曹家興

摘要：面對各項高科技應用到體育領域，在乒乓球教學領域可以利用人工智能技術，前期利用智能影像分析技術對我國優秀男、女乒乓球運動員在使用正手攻球、反手推擋、左推右攻技術時肌電電位變化的數據進行收集，并且利用3ds max軟件對他們使用這些技術時所呈現出的身體動作建立三維動畫，然后人工智能的強化深度學習能力進行記錄、分析，建立模型；將建立好的動作模型、診斷模型應用到乒乓球教學中去，增強學生學習乒乓球的興趣，提高教學質量。

關鍵詞：人工智能；乒乓球技術；動作模型；診斷模型

一、人工智能基本概念

人工智能技術就是為了提高社會各行各業的工作效率，輔助人類工作，通過對現有經驗和知識的學習幫助人進行最科學化的決策與管理。

二、國家政策

（一）教育改革

國家各行各業發展政策的調整隨著時代的發展而不斷做出調整，其中教育作為國家的根發展基礎大業，一直以來都是國家最重視的。現階段的人工智能就是國家大力支持發展的高科技，如果將這項技術應用到提高我國教學信息化的發展中，將會使我國教學新信息化更上一層樓。

（二）推動人工智能發展政策

國家對于人工智能制定的戰略規劃以及提出的高層建筑，可以顯現人工智能在我國各行各業的發展是必然的趨勢，鄧小平曾說過：“科技是第一生產力”。因此在這樣的大背景下，人工智能技術應用到體育教學方面，必然能夠成功。

三、現階段體育領域對人工智能運用情況

例如：NBA賽場裁判使用的錄像回放技術、網球比賽的鷹眼挑戰系統，還有今年在德甲、法甲使用的VR助理裁判，我國中超聯賽第28輪也引入VR助理裁判，這些技術都屬于人工智能的圖像識別技術，應用之后的比賽公平、公正性取得立竿見影的效果。

四、人工智能技術在乒乓球教學中的應用

（一）系統建立

乒乓球教學都是從基本功開始，反手的推擋技術、正手近臺攻球技術、正反手左推右攻技術，因此動作模型也是圍繞以上三個基本技術建立。根據目前的打法來分，分為直拍、橫拍兩個系統的動作模型、診斷模型。

1.動作模型系統建立

動作模型的建立首先選取適合被用來做模型的人，本文設想，直拍男子選手選取劉國梁、王皓、馬琳、許昕這四個人；橫拍選手選取孔令輝、王勵勤、馬龍、張繼科、劉詩雯、丁寧、李曉霞；對于直拍、橫拍、男女分別進行測試，測出這11個人在正、反手、左推右攻技術時，每個技術對應的身體的肌電圖變化進行數據的統計，主要分析出肌電變化的共性，具體指這11人在同一個技術動作中那塊肌肉電位變化最明顯，通過找出共性規律建立肌電模型，同時分別測量與繪制出每個技術動作的三維模型，利用3ds max軟件建立三維模型，將這兩者結合，形成一套模型，這套模型包括直拍動作模型、橫拍動作模型（男、女）。這套模型的建立并不是一層不變，借助人工智能深度強化學習（AlphaGo就是利用這個能力，在2017年戰勝世界圍棋排名第一的柯潔）不斷進行調整，以期達到最適宜狀態。

2.動作診斷系統的建立

動作模型建立之后，具體的實施中主要借助人工智能的智能影像視頻識別系統，對課堂中每位學生進行視頻圖像識別，對所學正手攻球技術、反手推擋技術、左推右攻技術在主要肌肉肌電反射進行分析，同時對學生技術動作利用3ds max軟件建立三維動作模型，通過人工智能自我識別、分析能力與建立好的技術動作模型進行對比，發現其中問題。例如：快肌、慢肌比例情況、肌肉力量不夠、神經對于肌肉支配能力不夠、功能系統功能不足等等，對于不足提出合理化建議，從體能訓練的角度，從多角度給出訓練方案，提高對于乒乓球運動參與的熱情。間接的做到以點帶面，推動體育產業的發展。

（二）系統建立后對教學影響

1.提升學生學習興趣

將人工智能技術應用到乒乓球教學課堂，跟上了時代發展的步伐，迎合了學生對于對于創新性教學的需要，增強了他們對于學習乒乓球的興趣，為我國乒乓球事業的發展培養了大批后備人才，同時對于學生樹立終身鍛煉意識啟到推動作用。

2.提高教學質量

利用人工智能視頻識別與建立好的動作模型相比對，可以準確無誤的指出技術動作存在的問題，教師更具數據的反饋進行針對性的指導，這樣就提高了教師的工作效率，同時學生在學習效率也能夠提高，主要是避免了對于掌握的技術進行重復性練習，掌握不好的技術沒有時間、沒有指導的進行練習。

五、總結

將人工智能技術應用到乒乓球教學中去，將會給乒乓球的教學質量帶來很大的提升，同時，也表明體育教學方法始終跟隨時代的發展做出調整以適應學生的需求，真正做到了“教育面向現代化，面向世界，面向未來”。

參考文獻：

[1]劉鵬.試論人工智能在教學中的運用[J].新西部，2017（31）：162-163+107.

[2]劉亞軍.乒乓球基本技術的肌電研究[J].天津體育學院學報，1995（03）：18-21.

[3]騰訊研究院，中國信通院互聯網法律研究中心[M].人工智能.

（作者單位：天津體育學院研究生部）