人工智能與體育產業融合發展的現實審視與推進策略

胡搖華，蔡 犁

伴隨互聯網時代的來臨和我國體育產業規模、領域不斷的擴大，人工智能 （Artificial Intelligence，AI）在體育產業中的運用逐步得以實現，人工智能可為體育產業提供多樣化、個性化、科學化的體育服務供給，從而提高體育產業的發展質量，解決供需矛盾。近年來，已經有許多的人工智能成果被應用在體育產業各領域，產生了較好的社會價值和反饋。但我國人工智能在體育產業中的應用還處在初期探索階段，如何使人工智能在體育產業中形成體系化、規模化和產業化發展尚需深入分析兩者融合的應用現狀，梳理存在的困境，深入了解人工智能與體育產業融合的契合點與著力點，從全局上有計劃和有步驟地對人工智能與體育產業進行融合發展，為促進我國體育產業高質量發展提供理論參考。

1 人工智能與體育產業融合的現狀

20世紀50年代，人工智能相關概念被提出后，由于缺乏相應的科技生態環境，人工智能研發和應用始終沒有很大的突破。但自21世紀以來，隨著互聯網、大數據、云計算、物聯網技術的發展與成熟，人工智能所依賴的“土壤”環境逐漸適合其生長，在許多領域人工智能技術都得到應用，以人工智能為主題的產品逐漸被人們所接受并認可，如智能交通、智能醫療、智能金融、智能教育等。2016年3月至2017年5月，Google公司DeepMind開發出的人工智能程序阿爾法狗（AlphaGo）戰勝圍棋世界冠軍韓國選手李世石，開啟了整個社會對人工智能的高度關注，隨后人工智能逐漸被各行業推上風口。體育領域作為人工智能研發的試金石，取得如此高的社會關注，可以說明人工智能在體育領域有著廣闊的市場和發展前景。

1.1 體育用品智能化制造

在互聯網、云計算和物聯網的快速發展下，人工智能在許多行業中已經開始萌芽。在體育健身領域，人工智能也以多樣化的形式出現在大眾眼前，且近兩年呈加速發展態勢。健身產品種類不僅有功能單一的智能產品，還有穿戴式的混合智能產品，如“動動”利用機器智能化管理大眾健身，通過用戶的年齡、身高、體重等數據，自動識別用戶及其每日行為，提供給用戶合理的運動和飲食建議，提升用戶健身的科學性和可行性。“哈哈籃球”是以人工智能和MEMS（Micro-Electro-Mechanical System）陀螺儀為基礎技術的智能手環，是對投籃動作技術識別的智能研發與應用，這款手環可以“理解”人類的肢體語言，在用戶腕部的MEMS陀螺儀通過前端算法，能夠實時采集用戶的手腕數據。當發生籃球動作行為時，設備通過內置算法進行邊緣計算，可判斷識別用戶的動作，并自動生成投籃次數、命中率、運球次數等相關數據[1]。2016年阿迪達斯成立了概念工廠（Speedfactory），由智能機器人生產了第一批500雙能夠捕捉動作技術，并根據個體皮膚和體重產生的不同壓力調試個體舒適的運動鞋[2]。2018年11月，在中國國際進口博覽會歐姆龍展臺上出現了“人機對戰”的場景，乒乓球機器人Forpheus能輕松接住對手發出的各種旋轉和不同落點的球，并且精通乒乓球的攻球、拉球、削球等基本技術，極大促進了用戶運動健身的便利和樂趣，同時也將改變人們傳統的運動方式與觀念[3]。目前體育產業的核心是產品制造，體育用品智能化制造將極大促進體育產業的變革與發展，現階段人工智能與大眾體育健身產品已實現較廣范圍的融合，但融合的規模和深度還有待進一步的提升，如人機對抗的普適性、運動數據的深度算法和科學建議等。

1.2 體育賽事數字化發展

在體育賽事方面，人工智能已在網球、羽毛球、足球、排球等項目的比賽中被應用，如2018年俄羅斯足球世界杯中“視頻助理裁判”技術大放異彩，通過在球場上設立的33個現場攝像機、慢速攝像頭和越位攝像頭對本次賽事335個事件中17次審查的14次進行了改判，將裁判的準確率從95%提高到99.3%，能讓裁判和觀眾對球出界與否作出直觀的判斷，提高了賽事裁判的準確度和賽事的公平性[4]。在羽毛球比賽中利用邊界數字檢測系統和壓電式傳感技術可以準確判斷快速扣殺的羽毛球是否出界，但缺點是對羽毛球材料有一定的限制，因而比賽用球需要固定材料。網球比賽中的鷹眼技術（即時回放系統）是通過8～10個高速攝像頭記錄被分割成以毫米計算的成千上萬個測量單位的比賽場地內的網球運動軌跡，并在比賽場地的大顯示屏中成像，供視線存在盲區的裁判員執法參考[5]。目前世界上許多賽事都有讓智能機器人參與用戶互動，如溫布爾登網球公開賽在官網上通過程序植入Ask Fred智能機器人，可以為用戶提供多樣化、全方位的服務，讓用戶通過與它直接互動，了解賽事相關信息、購票、訂餐、購買紀念品等[6]。人工智能在體育賽事中還表現在體育賽事傳媒和視頻剪輯方面，2015年11月新華社推出的體育與財經新聞寫作機器人“快筆小新”，通過人工智能快速完成寫作，并在比賽結束后及時發表賽事通訊稿。在2018年NBA總決賽期間，每場比賽的球星45 s剪輯以及杜蘭特在獲得總決賽最有價值球員時播放的個人片段都是由IBM AI Vision視覺大腦制作完成[7]。體育賽事的數字化發展提高了競賽水平和賽事的觀感，有效保證了賽事的公正公平，并能快速完成賽后的通訊稿和精彩視頻剪輯，讓體育賽事的賽前、賽中和賽后銜接得更加流暢，有效促進了體育賽事的高質量發展。

1.3 體育場館智慧化應用

體育場館融入人工智能元素可較大提升場館的信息化和資源利用效率，人工智能體育場館依靠大數據平臺進行終端服務管理，主要解決用戶導流、場館高效運營與場館數據管理3個主要方面問題。通過場館云分發用戶導流，利用智能手機一站式結算場館內的消費，減輕管理負擔。在人流管理上采用紅外、雙目、人臉識別等方式接待人流入場和實時統計人流量，同時在體育場館的設施、能源安全、專項賽事管理方面都可利用人工智能技術實現技術升級，實現智能化管理。目前我國21個城市超過一萬座體育場館使用了這種智能技術，極大提升了場館的運營效益，將是未來體育場館管理的風向標[8]。2016年以來，“鳥巢”聯手阿里體育，對“鳥巢”場館實施的智能化運營管理大大提升了場館運營效益，實現年均2億入賬[9]。除了大型體育場館之外，智能健身房也在北京和上海等城市出現，2017年11月，德國生產全人工智能健身設備公司MILON和國內體育公司合資并融資，開設了人工智能健身房Vento。Vento不僅具有智能健身器械，而且其前臺管理、教練服務都是由智能設備實現的[10]。體育場館是承載體育運動的主要載體，體育場館的智慧化應用能全覆蓋場館運營、服務和安全領域，有效提升了體育消費者的滿意度，從而促進場館體育消費的升級。

2 人工智能與體育產業融合發展的機遇

2.1 政策支持

2018年李克強總理在政府工作報告中指出：要實施大數據發展行動，加強新一代人工智能研發應用，在醫療、養老、教育、文化、體育等多領域推進“互聯網+”，發展智能產業，拓展智能生活[11]。人工智能具有的不可估量的市場和戰略價值讓各國都高度重視并實施政策加以扶持，如美國2016年頒布了《國家人工智能發展與研究戰略計劃》，德國2017年頒布了《德國2020高技術戰略》，日本2017年頒布了《日本人工智能科技發展戰略報告》。我國人工智能也面臨著前所未有的發展機遇，國家高度重視人工智能的發展力度，大力給予政策支持（表1），特別是以2022年北京冬奧會為契機，中共中央辦公廳和國務院辦公廳聯合印發的《關于以2022年北京冬奧會為契機大力發展冰雪運動的意見》中提出要加快冰雪產業發展，支持超高清視頻、虛擬現實等新技術在冰雪賽事直播和轉播中的應用，帶動相關產業發展壯大[12]。

2.2 體育產業需求旺盛

2014年國務院出臺了《加快發展體育產業 促進體育消費的若干意見》，到2025年中國體育產業產值實現5萬億的目標[13]。而2019年全國體育產業總規模為29 483億元，增加值為11 248億元[14]，現階段我國體育產業產值離國家既定的目標還有一定差距。體育人工智能涉及領域眾多，產業鏈條可呈縱深發展，APP客戶端、體育網絡組織、線上體育活動、戶外休閑活動等可以人工智能一體化的形式服務于體育消費者，在產業延伸方面人工智能可與醫療器械、可穿戴設備、流媒體技術、大型場館等融合，滿足體育愛好者的消費需求。2019年我國已經擁有3.5億的電子競技用戶和1 000多億元的產值，人工智能技術的應用有效帶動了電子競技內容制作、授權、分發、賽事運營、傳播、監管、教育、設備和軟件的研發[15]。馬拉松熱已持續若干年，說明了我國群眾對體育健身的熱情與日俱增，但同時也說明我國群眾運動形式較為單一。在體育人工智能的縱深發展下，群眾對體育健身的多樣化需求也將必然推進人工智能的快速發展。

2.3 2022年北京冬季奧運會助力發展

《2022年北京冬奧會參賽實施綱要》中提出要深入實施創新驅動發展戰略加強科技助力，廣泛調動國內外科技資源，堅持理論引導指明方向，深化冰雪項目前沿科技研究，提升運動員和教練員科技意識。強化訓練監控，細化體能訓練，優化心理輔導，研發能夠提高運動表現的裝備器材，建立大數據處理中心，提高決策和訓練科學化水平。為豐富觀眾體驗，2022年北京冬奧會將開啟智能觀賽模式，觀眾即使不在現場，也能“身臨其境”。人工智能、虛擬現實（Virtual Reality，VR）、5G通信、360度回放、無人機等先進技術也將在北京冬奧會上得以綜合運用。隨著中國體育產業不斷發展和科技創新加速推進，以冬奧會為契機，人工智能在體育冰雪運動和體育賽事管理方面必將有廣闊的發展空間，對我國體育產業的發展將起到強勁的助推作用，同時對人工智能在體育中的運用能起到宣傳和推廣作用，提高體育人工智能在群眾中的認知水平。

3 人工智能與體育產業融合的困境

3.1 人工智能產業化技術尚不成熟

人工智能技術的出現意味著第四次工業革命拉開了序幕，如智慧醫療、AI實驗室和無人汽車等領域紛紛使用了人工智能技術。但現階段世界范圍內人工智能的快速發展還存在需要攻克的技術難題，如美國無人汽車實驗階段已出現2次撞人事故。在體育產業各領域出現的人工智能產品中大多數是弱人工智能技術，深度學習的強人工智能產品還較少，還未出現大范圍受眾。如體育市場較熱門的可穿戴智能產品大多數只針對單個指標智能化，多元化、可判斷、可對話和指導性的體育智能體驗尚未出現。體育產業涉及項目眾多，各項目的場地、器材和賽事規則等指標形成的體育產業數據庫則需要多方機構的人力、財力支持。另外，期待出現的等同人類智力水平的體育產品，在灌輸知識上會輸入一些經過了人腦抽象加工的數據，但這類產品沒有人腦預設的背景知識，這將導致數據中蘊含的信息不完整和產生不準確的計算，如何使智能產品能夠“思考”則是人工智能最關鍵的技術。

3.2 體育人工智能產業社會環境尚未形成

傳統觀念認為體育運動是人類發展過程中逐步開展起來的、有意識對自己身體素質培養的各種活動，包括走、跑、跳、投等身體練習動作[16]。隨著社會的發展，體育運動被賦予的內涵逐漸多元化，但據本文調查發現：近半數群眾對體育運動的理解還只是認可自身的運動和與他人之間的相互對抗，對人與機器之間的相互運動還存在如同對未知事物的心理障礙，一旦出現傷害事故無法利用現有法律進行有效的自我保障。體育管理部門認為體育人工智能從研發到產品問世再到市場銷售并被各領域接受產品是一個較為艱難的過程，需要大量的研發配套資金支持，難以在短時間內產生成效。體育經營者普遍認為體育信息化、數字化與自動化建設基礎較為薄弱，且大多體育參與者對人工智能的了解程度不高，因此企業難以在短時間內實現經濟效益，還是青睞投入少、回報快的傳統經營手段。

3.3 體育人工智能產業鏈有待完善

產業鏈是各產業部門間基于一定的技術經濟關聯，并依據特定的邏輯關系和時空布局關系客觀形成的鏈條式關聯形態。體育產業融入人工智能必將使上下游產業進行產品研發、輸送和價值交換。我國目前體育智能制造、智能賽事（包含智能場館、智能安檢、智能出行、智能指揮、智能觀賽等）、體育+物聯網、體育+VR、體育+AR（Augmented Reality）、體育+AI、體育+大數據等組成產業鏈的元素還未充分發展，各元素間也未形成相互影響、關聯度大的產業鏈網狀結構，如目前可穿戴設備款式多樣，有運動手環和運動手表等多種形態，而各種設備后臺系統未形成聯動機制，體育數據服務商在后臺難以統計數據，數據共享受制于系統的孤立，導致人工智能體育設備難以形成互聯互通，阻礙體育人工智能產業的壯大發展。目前體育人工智能還處在萌芽階段，未形成產業集群，只有少許企業和高校科研機構成立了AI實驗室，對體育人工智能產品進行研發，但體育大數據是體育人工智能產業發展的核心要素，體育產業各業態間形成數據共享才能更好促進體育人工智能產業間的融合發展。

3.4 體育人工智能發展不平衡

目前我國體育人工智能發展區域主要集中在京津冀、長三角和珠三角，這些地區具有政策幫扶、資金充裕、人才優勢和對外貿易等先天優勢，因此為體育科技企業的發展提供了很好的平臺。但是現階段體育人工智能企業發展的規模較小，大多數與計算機視覺、智能機器人和自然語言處理公司關聯，以中小型企業和小微企業居多[17]。其次，智能體育用戶也不均衡。根據艾瑞咨詢的調查數據，Keep健身APP目前擁有1.7億的注冊用戶，月活用戶有3 500萬，其中30歲以下的占比為80%，一二線城市人群占比為60%，因此在數據采集方面兒童和老年群體運動數據缺失，數據采集存在數據失真、維度單一、不夠完備和結構化不足等問題[18]。近年來，不少新興企業涌入體育智能產業，但產業和行業標準還未建立，可持續發展能力有待考察，在眾多體育行業中對人工智能的運用也存在不平衡，如體育產業產值較高的電競領域，其人工智能的元素還相對較少。

4 人工智能與體育產業融合的推進策略

4.1 政策傾斜，助推體育產業發展

體育人工智能的開發能助推整個行業的快速發展，對《“健康中國2030”戰略規劃》目標的完成具有重要的促進作用。目前就體育人工智能發展的現狀來看，還存在技術需要更深入開發、產品尚未全面覆蓋和群眾接受程度固化等困境。要解決目前存在的問題從而取得體育人工智能的重大突破：一是要靠政府有關部門對體育人工智能的發展作出戰略部署，全面明確戰略實施目標；二是在數據生成、數據開放方面，全面調動社會力量進行數據收集與存儲；三是在稅收優惠、人才引進、辦公租賃等方面對相關企業進行適當的政策傾斜，創造良好的營商環境；四是政府應鼓勵企業和科研機構深入研究體育人工智能生成原理，掌握核心技術，滲透體育各領域，形成良好的業態發展；五是利用自媒體、電視臺、戶外廣告等對體育人工智能產品進行宣傳，在體現科技感的同時也應落實實用目標，讓體育人工智能平穩進入群眾體育生活，使使用體育人工智能產品成為群眾喜聞樂見的運動方式。

4.2 人工智能融入體育產業鏈生態發展

人工智能與體育行業深入融合的目標在于引導經濟轉型發展、提高體育資源的生產效率與使用效率、促進群眾健康生活水平的提高。體育人工智能的前行道路并非平坦無阻，因此政府、企業要各司其職，相互配合，促成體育人工智能生態產業鏈上下游的相互協作發展。政府在產業鏈中負責基礎設施建設、政策制定、監督管理和安全審查等促進體育人工智能產品研發效率的工作。企業在產業鏈中處于核心的地位，研發“云”和“智能終端”的平臺建設，最終形成體育智能產品。智能產品最終是由消費者使用，因此企業在生產智能產品之前還要對體育消費者的需求和反饋進行市場調查，找到消費者的真正需求，從而有效服務廣大消費者，產出效益。體育消費者對體育的需求呈多元化，體育人工智能產品也應多元對應消費者需求，積極研發體育健身、競賽表演、場館運營、體育傳媒、體育彩票、體育訓練和體育制造等領域的人工智能產品，引導體育消費者融入其中，使體育活動參與變得更加科學與便捷。在整個產業鏈形成的同時，政府和企業要及時總結市場經濟效應、社會效應、生態效應和市場情緒，及時通過大數據、云計算等平臺反饋給政府與企業，智能產品采集的數據要在后臺形成共享機制，不同智能體育設備間可實現數據轉換，并對數據呈現的問題制定相應的解決策略，從而形成良性產業循環。

4.3 加快培養聚集人工智能的體育人才

人工智能的發展離不開人才梯隊的建設，體育人工智能的發展和創新首要任務是培養高水平人工智能創新人才和團隊。人才的培養需要良好的“土壤”環境，高質量的人工智能人才的培養需從青少年開始。因此，不僅企業和高校科研機構需要設立體育人工智能科研所，中小學課內外也需開設人工智能學習活動，并科學安排評價機制，讓青少年從小接觸到人工智能的原理與思維模式，從而形成人工智能人才梯隊建設模式。另外在加強自身建設的同時，政府機構、企業和科研院所也要加快高端人工智能人才引進，加大高端人才引進的資金投入力度，從而搶奪體育人工智能產業的高地。同時也可利用高端國際人才帶動國內體育人工智能人才的培養，為體育人工智能產業的發展提供強大的智庫支持。

4.4 促進人工智能在體育產業內的均衡發展

人工智能在模仿和替代人類的肢體運動能力、認知感官能力、思維判斷能力上已有了大幅度的提升，取得了令人驚嘆的發展。人工智能在不久的將來不僅可以運用在傳統的運動技術領域中，還能運用到體育服務業中，如體育競賽表演、體育中介、運動健康管理平臺、賽事管理、體育教育服務和運動場館管理等。體育人工智能產品不僅可以與消費者進行交流互動，而且可以依托記錄功能實現數據采集和儲存，如存儲消費者的運動偏好、健康檔案、競賽場上運動員表現和教練員戰術等。目前，數據采集的人群主要為青年，隨著健康社會的引領和智能手機的普及，應鼓勵企業研發更多適合兒童和老年人的智能終端設備，從而實現對所有人群覆蓋的數據統計，均衡擴張運動人口，進而促進體育產業均衡發展。