VR训练助力奥运拳手精准出击

作者：Isabelle Dumé

编辑：Meister Xia

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法国的科学家正在研究如何使用VR（虚拟现实）技术辅助运动员训练。

2024巴黎奥运会开办在即，新技术有望提升运动员速度、协调性、力量等专项能力。

研究者基于对职业拳手进行的3D动作捕捉，开发出了训练专用VR模拟器，以克服传统训练方式的局限性。

VR技术可与体能、心理素质、技巧训练相结合，共同组成运动员全方位训练计划。

基于运动员和教练的反馈，结合最新AI科研成果，研究者将不断升级VR训练系统。

距离2024年奥运会还有两年，主办城市巴黎已做足准备，科学家们也在技术领域摩拳擦掌。根据REVEA项目（隶属法国2024奥运会“投资未来”超高水平运动员培育项目）的规划，法国国立计算机及自动化研究院雷恩研究中心正在与法国奥运拳击队队员及教练开展联合研究，探索如何利用VR（虚拟现实）技术提升运动员速度、协调性、力量等专项能力。雷恩团队开发VR系统目的并非重现真实比赛，而是有针对性地模拟训练情景，提升专项能力，尤其是对手进攻预判。

图片来源：REVEA.

若无VR技术辅助，拳击手必须跟陪练面对面训练，约定几个典型拳法让陪练出招，才能逐渐学会预判。但要求陪练次次稳定出拳并不容易，而且体力消耗大，无法长时间持续。相比之下，利用VR虚拟陪练没有受伤风险，还能模拟出多种视觉听觉反馈，或设置高水平的虚拟对手，突破传统训练方式的局限性。

摹画运动员能力分布图

雷恩研究中心团队在体育运动与健康科学实验室中，利用Immermove平台对职业拳手进行3D动作捕捉，开发VR模拟器。捕捉的动作（例如身体进入防御姿势前髋部的小幅度转动）会投射到不同体型的虚拟对手模型上，最终呈现在运动员头戴的VR显示器中。在实验中，研究人员观察了拳手对虚拟对手不同类型出拳的反应以及预判的敏锐度，成功率和反应时长可量化，作为摹画运动员预判能力表现图的依据。

除了拳击，VR技术还运用到了雷恩足球俱乐部的守门员训练中，帮助守门员提高两侧视线观察能力，而不是只关注对方带球球员。这项能力很重要，因为对方带球球员就算有射门威胁，也可能在最后关头把球传到球门左右侧的另一名队员脚下。守门员若不提前准备，则必然猝不及防。

应用导向型研究

雷恩研究中心的项目以应用为导向，目标是帮助法国奥运健儿备战2024年巴黎奥运会。研究者的一大任务是把VR技术融入运动员的日常训练中，为此进行了多方面深入思考：VR技术在训练中的比重应该占多少？在每天什么时候进行？在哪个训练阶段进行？每次VR训练应该多久？VR训练该提供给谁——希望在奥运取得成绩的运动员，还是所有运动员？VR训练频率应该多高？

“雷恩团队希望VR能与体能、心理素质、技巧训练一并纳入教练员制定的全方位训练计划中。”

奥运队伍训练中心，以及与法国拳击联合会合作的法国国家体育学院的科学家都已开始使用雷恩研究中心的VR技术。有了运动员和教练的反馈，开发者将持续优化VR，提升训练效果——第一版训练系统中的虚拟对手出招过于单一，模拟对阵不够真实，新版本将会改进。另外，VR训练硬件也将升级。

深度数据分析

雷恩团队开发VR软件采用的平台是Unity——一款广泛用于电子游戏编程的商用引擎。VR软件能加载出三维拳击场、虚拟对手、虚拟动作。研究者设计的场景里，所有虚拟动作都储存在动作库里，可以回放观看。虚拟对手的动作由算法控制。有了这些手段，即可准确评估运动员的反应时间和预判能力。

雷恩团队已着手研究人工智能、神经网络、深度强化学习的应用，让虚拟对手更“智能”。虽然这部分技术还不成熟，但初步结果显示即便没有现实对抗的海量观测数据输入，也能忠实再现拳手的复杂互动。随着这些技术的进一步发展，未来也许能以拳击手的历史比赛录像为输入，在VR模拟器中重现其拳法与策略！

由Isabelle Dumé采访

参考资料：

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.

Frank Multon

法国雷恩第二大学教授，法国计算机科学与随机系统研究所（IRISA）学术带头人

科学记者，物理学哲学博士

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