冬奥在即!“AI教练”、滑雪机器人,沪上高校科技助力“冰雪精灵”!( 二 )



据介绍 , 这款滑雪机器人是六足机器人 , 采用双板滑雪 。中间的四条腿分成两组 , 每两条腿固定在一个滑雪板上 , 用于控制滑雪板的位置和姿态 , 两侧的两条腿分别加装了滑雪杖 , 用以模仿人 , 实现点杖的功能 。每个滑雪板具有五个自由度 , 通过控制滑雪板的位姿可以实现滑雪的速度控制、转弯和制动等功能 。
研究团队首先进行了机器人机构设计和驱动器设计制造方面的研究 , 并为机器人建立了“大脑”——智能系统 。这个系统包括动态平衡稳定控制、智能感知和智能规划 , 通过设计智能和行为智能的有机融合 , 使得机器人能够分析人的滑雪行为数据 , 模仿人的滑雪动作 , 适应户外雪面的环境特性 , 实现了自主快速稳定地滑行 。
滑雪机器人不仅是“科技冬奥”的直观体现 , 而且以“人机共融”的理念为后冬奥时代提供了无限畅想 。研究团队表示 , “冬奥会结束后 , 这款机器人还可以结合当下5G、无线网络等先进技术 , 通过远程控制 , 实现滑雪机器人同场竞技 , 创造‘电-机-竞’的全新娱乐模式 , 为滑雪爱好者和青少年创造科技感十足的娱乐新风尚 。”
冰雪健儿的第三只眼
【冬奥在即!“AI教练”、滑雪机器人,沪上高校科技助力“冰雪精灵”!】刘宇是上海体育学院教授 , 也是国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项首席科学家 。在张家口崇礼区的国家跳台滑雪中心“雪如意” , 有一台小型货车停靠在场边 , 车身上印着“上海体育学院跳台滑雪生物力学重点实验室”字样 。连续两个冬天 , 刘宇带领上体科研团队在这个小小的“移动实验室”里 , 协助国家队运动员完成了大量科研保障工作 。
刘宇科研团队成为教练员的“第三只眼睛” 。“打个比方 , 过去医生诊疗靠经验 , 现在是靠科技诊疗手段;教练员就像医生 , 过去主要靠经验训练 , 现在我们提供更多科技手段 , 让教练多了另外一个眼睛 。”刘宇介绍 , “实时反馈三维动作捕捉 , 可以多角度为教练提供数据 , 把训练环节量化 。比如跳台滑雪选手的助滑速度、起跳角度、身体姿态、左右对称等 , 过去依靠教练的经验感觉 , 现在能提供精准量化的快速反馈、技术诊断 。这种科技助力 , 可帮助提高运动员成绩 。”

冬奥在即!“AI教练”、滑雪机器人,沪上高校科技助力“冰雪精灵”!
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这是刘宇教授牵头承担的国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项“冬季项目运动员技能优化关键技术研究” , 依托神经-生物力学增能技术 , 在国内首创自主研发的神经启动可穿戴设备及冬季项目运动员关键技术优化-评估-反馈系统 , 实现了神经增能和训练的同步开展 , 在国际同类技术中属前沿行列 。研发的高水平运动员动作优化分析系统提升自由式滑雪空中技巧项目动作成功率约15% 。搭建的亚洲首套高速双平面荧光透视成像系统及同步研发的便携式光学六自由度关节功能分析系统 , 可为运动员现场提供精准损伤防护设计 。
据了解 , 上海体育学院对接国家重大战略需求 , 以承担国家重点研发计划“科技冬奥”专项为契机 , 坚持自主创新并善于吸收国际上的先进技术和训练方法 , 研发完成跳台滑雪、高山滑雪、自由式滑雪空中技巧、U型场地技巧、速度滑冰等冬季项目训练的动作优化辅助系统 , 新型训练辅助装备 , 提升了我国冬季项目训练科学化的水平 。