從“同一個(gè)夢(mèng)想”到“一起向未來(lái)”，雙奧之城北京即將在這個(gè)冬天再次迎來(lái)奧運(yùn)火種。然而，同14年前大不相同，2022年的中國(guó)已然是全球新一波人工智能浪潮的領(lǐng)導(dǎo)者，自動(dòng)駕駛、自然語(yǔ)言處理NLP、機(jī)器視覺(jué)CV、深度學(xué)習(xí)DL、數(shù)據(jù)挖掘DM，一系列眼花繚亂的人工智能概念都將在為期兩周的冰雪盛事大顯神通。機(jī)器視覺(jué)技術(shù)將在冬奧會(huì)中扮演怎樣的角色呢？

1.AI 裁判

022年北京冬奧會(huì)引入的AI評(píng)分系統(tǒng)，可將轉(zhuǎn)瞬即逝的動(dòng)作轉(zhuǎn)化為空間坐標(biāo)上量化的數(shù)據(jù)指標(biāo)，無(wú)論是動(dòng)作糾偏還是參考模擬示范對(duì)動(dòng)作打分，都可以達(dá)到極高精度，除了能在賽前幫助運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練，還能在比賽中輔助人類裁判，完成評(píng)分工作。“同場(chǎng)競(jìng)技” 輕松看懂冠亞軍之爭(zhēng)

冰雪競(jìng)技中頂尖運(yùn)動(dòng)員的表現(xiàn)往往不分伯仲。在一些單人比賽中，選手會(huì)以不同的翻轉(zhuǎn)、騰空動(dòng)作完成賽程，在觀眾大呼“過(guò)癮”的同時(shí)，如何能更直觀地了解到選手的技術(shù)差異？實(shí)際上，這其中運(yùn)用的目標(biāo)識(shí)別與目標(biāo)跟蹤早已是計(jì)算機(jī)視覺(jué)（CV）領(lǐng)域的研究已久的問(wèn)題。作為人工智能的重要組成部分，它自然也對(duì)GPU和內(nèi)存有很高要求。

機(jī)器視覺(jué) 冬奧會(huì)

近日，在 CCTV-16奧林匹克頻道播出的《奧秘?zé)o窮-首鋼滑雪大跳臺(tái)》節(jié)目中，技術(shù)人員解釋說(shuō)：“通過(guò)“3D+AI”技術(shù)解決了高速度、高難度動(dòng)作還原的難題，將單人比賽項(xiàng)目變成“多人比賽”，實(shí)現(xiàn)了冠、亞軍比賽畫(huà)面的三維恢復(fù)和虛擬疊加，讓觀眾通過(guò)一個(gè)賽道，看到不同選手的實(shí)時(shí)動(dòng)作?！?

機(jī)器視覺(jué) 冬奧會(huì)

“時(shí)空定格” 每個(gè)動(dòng)作都抓得“穩(wěn)又準(zhǔn)”

對(duì)于觀眾來(lái)說(shuō)，不僅要看懂同場(chǎng)競(jìng)技選手的技術(shù)差異，更想看懂、看清每個(gè)選手在空中的比賽動(dòng)作。跳臺(tái)滑雪運(yùn)動(dòng)員的高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)達(dá)到每秒16米，還需要在空中完成復(fù)雜的翻騰和轉(zhuǎn)體動(dòng)作，憑借肉眼很難捕捉到每個(gè)動(dòng)作。

專家介紹：“通過(guò)時(shí)空定格技術(shù)把時(shí)序的連續(xù)動(dòng)作定格到3D 空間，不僅讓觀眾看清動(dòng)作，還實(shí)現(xiàn)了360度多角度觀看。通俗點(diǎn)說(shuō)，就好像實(shí)現(xiàn)了一個(gè)3D 版本的“頻閃照相機(jī)”，通過(guò)多次“頻閃”捕捉高速連續(xù)的運(yùn)動(dòng)，讓觀眾全方位看到選手的每一個(gè)動(dòng)作細(xì)節(jié)?！?

機(jī)器視覺(jué) 冬奧會(huì)

不同于以往以人力為主的服務(wù)方式，“智慧化”將成為本屆冬奧會(huì)場(chǎng)館最大的亮點(diǎn)。本屆冬奧會(huì)，場(chǎng)館賽時(shí)將“開(kāi)啟智慧化運(yùn)行”，呈現(xiàn)一系列“智慧化應(yīng)用”。

上百臺(tái)機(jī)器人將上崗服務(wù)承擔(dān)起疫情防控和服務(wù)的重任，提供巡游、送餐、導(dǎo)引、清廢等服務(wù)。疫情防控工作準(zhǔn)備方面，冬奧會(huì)場(chǎng)館防疫在人防的基礎(chǔ)上，引入了智慧運(yùn)營(yíng)平臺(tái)、消毒機(jī)器人、數(shù)字哨點(diǎn)機(jī)器人、巡檢機(jī)器人等各類機(jī)器人助力疫情防控。

2.哈工大冰壺機(jī)器人

一款“冰壺機(jī)器人”將在北京冬奧會(huì)亮相，它不僅將在冰壺比賽期間進(jìn)行表演，還將在群眾體驗(yàn)場(chǎng)與海內(nèi)外觀眾進(jìn)行互動(dòng)。這款機(jī)器人通過(guò)遠(yuǎn)程操作完成冰壺游戲，并與其他機(jī)器人協(xié)同競(jìng)技，有效提升冰壺運(yùn)動(dòng)的觀賞性和娛樂(lè)性，幫助更多人了解冰壺、喜愛(ài)冰壺。

這款機(jī)器人是如何研制的呢？由哈工大牽頭研制的冰壺機(jī)器人，利用人工智能、圖像識(shí)別、自動(dòng)控制等先進(jìn)技術(shù)，可以彌補(bǔ)冰壺戰(zhàn)術(shù)分析手段的不足，輔助運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行訓(xùn)練，為我國(guó)“科技冬奧”計(jì)劃提供重要保障。

機(jī)器視覺(jué) 冬奧會(huì)

據(jù)哈工大計(jì)算機(jī)學(xué)院副院長(zhǎng)劉鵬介紹，“首先我們?cè)跈C(jī)器人冰壺上架設(shè)相機(jī)以及場(chǎng)地這個(gè)相機(jī)來(lái)感知場(chǎng)地的狀態(tài)以及整個(gè)比賽態(tài)勢(shì)的信息，得到這些信息之后，我們把這些信息放到一個(gè)仿真系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)行推演，通過(guò)博弈和決策來(lái)推導(dǎo)出決策的策略，驅(qū)動(dòng)機(jī)器人去執(zhí)行這個(gè)動(dòng)作?！?

冰壺運(yùn)動(dòng)對(duì)人體感知有著特別細(xì)膩的要求，從賽道的澆筑開(kāi)始，專業(yè)的制冰師需要精細(xì)修整冰面，然后噴灑溫?zé)岬男∷危Y(jié)后形成一層具有磨砂感的賽道。

不同溫度、不同顆粒、不同的制冰師都會(huì)讓冰壺賽道呈現(xiàn)不同質(zhì)感，并且隨著冰壺和賽道的每一次親密接觸，這種質(zhì)感都在發(fā)生細(xì)微的變化。運(yùn)動(dòng)員需要在有限的投擲回合中感知、體會(huì)和利用這種變化，進(jìn)而完成有針對(duì)性的戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作，這也是冰壺運(yùn)動(dòng)的魅力之一。怎樣才能讓機(jī)器人也體會(huì)到這種不確定的藝術(shù)魅力？學(xué)校團(tuán)隊(duì)在“博弈策略”和“投擲控制”兩個(gè)層面進(jìn)行了攻關(guān)。

“不確定性主要分為技戰(zhàn)術(shù)設(shè)計(jì)和實(shí)時(shí)投擲兩個(gè)方面。技戰(zhàn)術(shù)設(shè)計(jì)方面我們通過(guò)人工智能方法，通過(guò)強(qiáng)化學(xué)習(xí)來(lái)模擬決策過(guò)程，搜索出最優(yōu)的策略。在投擲過(guò)程中為了克服冰壺投擲的不確定性，我們實(shí)時(shí)追蹤冰壺的運(yùn)動(dòng)速度，并且進(jìn)行在線學(xué)習(xí)實(shí)時(shí)調(diào)整我們的模型，來(lái)獲得一個(gè)最佳的效果?！惫ご笥?jì)算學(xué)部主任劉挺說(shuō)。

3.消毒機(jī)器人上崗

作為防疫的利器，消毒機(jī)器人理所當(dāng)然也被應(yīng)用在冬奧會(huì)場(chǎng)館之中。霧化消毒機(jī)器人，一次霧化！消毒超1000平米

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霧化消毒機(jī)器人和UV紫外線消毒機(jī)器人將為大家服務(wù)啦。霧化消毒機(jī)器人采用化學(xué)消毒的方式，一次能裝16升消毒水，通過(guò)頭頂上的四向噴頭將液化出來(lái)的氣物噴灑至空氣中，一分鐘消毒面積可達(dá)36平方米，單臺(tái)機(jī)器人消毒面積最多可覆蓋1000平方米以上，續(xù)航時(shí)間4-5小時(shí)，將被用于進(jìn)行冬奧會(huì)場(chǎng)館大場(chǎng)景的消殺工作。

UV紫外線消毒機(jī)器人通過(guò)紫外254納米紫外線波長(zhǎng)的光波對(duì)區(qū)域進(jìn)行消毒，將被應(yīng)用于冬奧會(huì)場(chǎng)館核心區(qū)域進(jìn)行小場(chǎng)景消殺工作。機(jī)器人可定時(shí)、定量啟動(dòng)自動(dòng)消殺，突破了傳統(tǒng)消毒設(shè)備無(wú)法移動(dòng)的局限。

4.無(wú)人巡檢機(jī)器人智能“小白”巡檢機(jī)器人此次入選冬奧會(huì)場(chǎng)館負(fù)責(zé)人場(chǎng)館內(nèi)主要進(jìn)場(chǎng)區(qū)域日常巡視工作。

機(jī)器視覺(jué) 冬奧會(huì)

防疫小精靈實(shí)現(xiàn)了可移動(dòng)的公共空間巡控、防火門檢測(cè)和實(shí)時(shí)視覺(jué)檢測(cè)，同時(shí)還具備口罩檢測(cè)預(yù)警、熱紅外測(cè)溫和循環(huán)宣講功能。通過(guò)巡檢工作，無(wú)人巡檢機(jī)器人可及時(shí)提醒工作人員戴好口罩防疫防護(hù)工作。在機(jī)器人頭部還裝有全自動(dòng)感應(yīng)噴頭，在需要的時(shí)候，工作人員也可到小白機(jī)器人跟前汲取洗手液進(jìn)行手部消毒。

5.物流機(jī)器人上崗

除了防疫工作之外，在冬奧會(huì)的準(zhǔn)備和進(jìn)行中物資的運(yùn)送也是必不可少的。為了物品運(yùn)送更加高效，同時(shí)也為了減少人員接觸，冬奧會(huì)組委會(huì)針對(duì)不同的物品運(yùn)送場(chǎng)景選取了幾個(gè)不同類型的智能物流機(jī)器人。

機(jī)器視覺(jué) 冬奧會(huì)

在冬奧會(huì)場(chǎng)館閉環(huán)內(nèi)外兩層鐵馬之間4米的緩沖區(qū)，室外智能物流機(jī)器人承擔(dān)起運(yùn)送大件物品，保障閉環(huán)內(nèi)人員所需物資的職責(zé)。據(jù)了解，室外智能物流機(jī)器人承重能力在30-300kg，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人接觸式的單項(xiàng)終端配送，可以自由移動(dòng)、自主避障、自動(dòng)回充，還可以智能規(guī)劃路徑，工作人員只需要將他們想要交付的貨物放在物流機(jī)器人的頂部，機(jī)器人就會(huì)運(yùn)送到交付站并根據(jù)預(yù)設(shè)的路線卸載貨物，這將極大減少人員接觸。

6.智慧媒體餐廳

冬奧會(huì)將啟用智慧餐廳，通過(guò)對(duì)餐廳進(jìn)行智慧化改造，機(jī)器替代人成為服務(wù)的主力軍。這家智慧餐廳位于國(guó)家會(huì)議中心二期項(xiàng)目——冬奧會(huì)主媒體中心，所在位置是北京奧林匹克中心區(qū)。

智慧餐廳面積達(dá)到5400平方米，能同時(shí)容納1700余人用餐。餐廳內(nèi)的智能、自動(dòng)餐飲設(shè)備，均由碧桂園千璽機(jī)器人集團(tuán)研發(fā)制造，所有設(shè)備均能夠24小時(shí)運(yùn)作，保證點(diǎn)餐、制餐、出餐全流程自動(dòng)化完成。大型智慧餐飲設(shè)備包括可以自己大炒特炒爆炒的智能炒鍋。會(huì)自己開(kāi)蓋、加油的智能煲仔飯機(jī)。

20秒就可以制作一個(gè)新鮮熱乎的漢堡包的智能漢堡機(jī)。

機(jī)器視覺(jué) 冬奧會(huì)

這些設(shè)備自動(dòng)化運(yùn)行保障了出品豐富、品質(zhì)穩(wěn)定，也大大提高了供餐效率。食物制作完成之后，由可愛(ài)的粉紅小機(jī)器出場(chǎng)了——云軌小車，前來(lái)傳菜。

食物通過(guò)空中云軌自動(dòng)送達(dá)對(duì)應(yīng)餐桌上空，下菜機(jī)讓美食“從天而降”，一份美食就呈現(xiàn)在各國(guó)媒體朋友眼前啦！

機(jī)器視覺(jué) 冬奧會(huì)

享用美食之余，還可以再來(lái)杯喝的，因?yàn)檫@里有左右逢源、翩躚起舞的智能調(diào)酒機(jī)呀！

7.咖啡機(jī)器人

智能咖啡設(shè)備（大白機(jī)器人）也被安置于媒體中心提供服務(wù)。智能咖啡設(shè)備其實(shí)是一個(gè)雙臂協(xié)作機(jī)器人。據(jù)了解，大白機(jī)器人由兩條六軸協(xié)作式機(jī)械臂組成，左右機(jī)械臂可以同時(shí)開(kāi)工，能精準(zhǔn)執(zhí)行各種不同的動(dòng)作。可完成取豆、稱重、取水、上水、沖泡等一系列咖啡制作工藝。大白機(jī)器人復(fù)刻了大師級(jí)手沖咖啡的流程，能像咖啡大師一樣在進(jìn)行拉花工藝展示的同時(shí)保證每一杯都能達(dá)到最好效果。只需4分鐘，沖咖啡“大師”大白機(jī)器人就可制作一杯醇香的咖啡。

機(jī)器視覺(jué) 冬奧會(huì)

冬奧期間，咖啡機(jī)器人將主要用于服務(wù)媒體和大家庭等客戶。通過(guò)這種機(jī)器人的操作，在減少人與人之間交互的同時(shí)，也能降低疫情傳染的風(fēng)險(xiǎn)。可以看到，從智慧防疫到智慧物流、智慧服務(wù)、智慧餐廳、智慧媒體，在冬奧會(huì)中，機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的運(yùn)用已經(jīng)隨處可見(jiàn)。在科技的加持下，冬奧會(huì)將不僅僅是運(yùn)動(dòng)健兒的戰(zhàn)場(chǎng)。各有所長(zhǎng)的各類機(jī)器人將為我們帶來(lái)一場(chǎng)關(guān)于未來(lái)科技生活的全新體驗(yàn)。