人工智能技术在体育中应用的现状综述
摘 要：十九大报告中提到我国要加快推进体育强国建设。这样的建设脚步不能停歇。智能技术作为尖端产业，是体育强国建设的引导产业，是加快建设体育强国的不可或缺的一部分。人工智能带来的新奇与高科技，在助推社会进步的同时，赋予人类社会更多的自主、自立。人工智能技术引入体育领域是一个必然的趋势，这个趋势必将愈演愈烈。该文基于人工智能技术与体育融合的现有基础，对人工智能技术在体育领域中的发展进行研究。
关键词：人工智能技术 竞技体育 学校体育
中图分类号：G807.4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）03（b）-0119-02
体育是人类社会化进程中的时代产物，其给予人们除了积极的进取精神外，还带有健康促进功能、娱乐功能、教育功能，可以满足人类精神文化需求，促进民族团结，还可以带动经济发展、旅游发展以及社会良性发展。而人工智能带来的新奇与高科技，在助推社会进步的同时，赋予人类社会更多的自主、自立。人工智能技术引入体育领域是一个必然的趋势，这个趋势必将愈演愈烈，但如何将智能技术引入体育领域，如何实现智能技术与体育领域的深度融合，仍是当前面临的主要困难。但随着现代技术的完善，体育教师专业化发展的进步，人工智能技术引入体育领域必将成为今后的研究主题和研究热点[1]。
1 人工智能技术在体育中的运用情况
该文以智能技术和体育为主题词，通过中国知网搜索，共检索到期刊文献21篇，硕士论文2篇，由此可见，智能技术与体育融合的程度不够深入，基本上均是因其他领域的应用较成熟后，以辐射的形式开始扩展进入体育领域，但都较多存在于竞技体育，或者辅助赛事运动，而在体育教学领域，微乎其微，仅有4篇文章有所涉及。下面是根据对所涉及的21篇论文进行通读后，发现现有智能技术与体育的融合主要是从以下几方面进行。
1.1对运动竞赛的影响
计算机技术的引入对于体育赛事的发展产生了重大影响，特别是在体育比赛中的应用，能够在满足观众欣赏体育赛事的同时，也能够客观公正地评价体育比赛，减少比赛场上的裁判纠纷[1]。如现在的鹰眼系统，即通过不同角度的高速摄像机，采用捕捉的方式获取在高速运动中，网球或者排球的飞行轨迹，判断其精确落点，辅助赛事执裁。而在足球运动中的电子即时判断系统能精准判断比赛过程中的越位或疑似进球情况发生。通过引入智能技术，在这样的赛事中，执裁将变得更加主动与精彩，也更加公平公正，将极大地削弱人的主观性，将比赛的客观性体现得更加淋漓尽致。特别是在武术、花样舞蹈、跳水、体操等比赛中时，将对竞技运动产生革命性的影响，它将极大地体现比赛的公平性、公正性、流畅性。将人的主观情感削弱，给予辛勤付出的运动员以极大的公平，不再存在比赛黑幕，也将最优化人们对于比赛的客观判断和喜好。
1.2对运动训练的影响
将智能设备引入运动系统，在其中添加智能成分，可以采集运动员的身体成分信息和运动成分指标等数据，将众多运动的各种信息汇成信息资源库，如此大量的数据通过这样的信息系统进行储存、分析、共享，不仅可以用以进行追踪运动员的成材轨迹，还可以体现优秀运动员的人格特质和共同品质。如SportVU系统也叫作球员追踪分析系统，最初是用于军事领域，如今它被渐渐地引进到一些职业体育赛事领域[2]。通过一组固定摄像机来完成对运动员数据的追踪和采集，然后根据每场比赛的数据及时进行分析和识别，并建立起不同的战术模型[3]。
2 人工智能技术和可穿戴设备在体育教学中的运用
体育教学是教育发展的必要组成部分，从幼儿体育到成人体育最后到终身体育，体育贯穿人的一生，在学校教育中，作为提高学生身体素质，教育全面化和全面化教育的一部分，是建设体育强国，促进青少年全面发展的重中之重。体育教育进行创新教育，拓展发展思维，以互联网+为引导，多样化结合信息技术的优势，创新体育教学，突破现有桎梏，最优化实现体育的全民化。现在的各种智能设备已经大幅度减轻体育教师的工作量，比如在径赛项目中，教师可以不再直接参与到成绩的记录，而只需要在终端进行数据的确定即可，也极大地避免了在短距离项目中的成绩的混淆，这样不仅使学生可以直面自己的运动成绩，还将数字精确到小数点后三位，真正达到分秒必争的蓬勃发展状态。教师通过这样的智能设备，可以将体育教学中的成绩记录、输入与保存做到痕迹化管理，实现学生的纵向追踪，真正形成数字化发展。
现代智能技术的一个里程碑式产物就是智能可穿戴设备，智能可穿戴设备将智能技术融入到设备中，可以有效地直接获取人体的综合指标，不再经过繁复的手段，随时可以测得。在体育教学中，运用智能可穿戴设备均可测得学生在运动状态或者非运动状态下身体指标，做到了个体化差异表现与相对化比较。并且运用智能可穿戴设备，突破了现有体育教学无法吸引学生的困境，增强了学生对于体育运动的兴趣，改变了学生对于体育运动的片面认识，发展了体育运动。如现有佩戴手环，可以与微信同步，获取每天自己的行走步数，在微信朋友圈进行晒步，并获得每日排行，而還在定向运动中，学生佩戴指环后，可以逐点打卡，最终得到成绩，这样不仅将学生在运动过程中的疲惫心理变得最小化，而且还帮助学生形成良性互动，真正实现了人和智能技术的双向发展。
2.1智能技术以微课形式与体育课程的结合
微课是一种新型的教学资源，也是一种创新的教学手段，其中包含了互联网技术、现代信息技术、创新多媒体技术等综合性教学模式[4]，使体育教学不只是体现在学校教育中，还渗透进入家庭教育。而教师提前将学习内容发给学生，使学生提前预习下节课的学习内容，再进行课程授课，这样的方式即翻转课堂。经过验证，翻转课堂可以有效提高学生对于技术动作的理解与掌握，照顾到了个体化差异，使体育课堂延伸到课前与课后。
2.2视频录像技术在体育教学中的运用
体育教学因其极强的实践性，要掌握运动技能需要经过多次反复练习，一次一次地纠正，一次一次地重复某一动作，才能真正做到动作的精确化。但是体育教师因其自身动作技能的掌握程度不一，其教学经验的程度不一，往往会存在忽略学生易发生错误動作的重要环节，所以可能存在漏洞百出的情况。而视频录像技术的引入，不仅可以帮助教师在课后进行回顾，还可以将视频直接传送给学生，让学生做到心中有数，教师也可以逐步进行提升。传统的体育教学，一般是由教师示范、讲解，学生获得技术进步，在进步过程中最重要的就是学生对于技术动作的表象生成，学生个体有差异，表象深度不一，往往会存在一部分人掌握了，另一部分人还存在很僵硬的情况，而引入了视频录像技术，就可以有效避免如此情况发生。
2.3多媒体计算机辅助体育教学
计算机技术发展到20世纪90年代时，多媒体计算机辅助教学程序便产生了。通过这一程序可以改变相对固定的时间和空间，可以改变相对传统的教学模式和教学理念，具有灵活多样的特点。多媒体计算机辅助教学程序主要包括计算机硬件、系统软件以及课程软件3部分[5]。计算机辅助教学软件加大了知识传授量，继续了因材施教的教学原则，丰富了学生获取知识与技术方法与手段，拓展了学生和教师的知识面，可以有效实现学生与教师的双向互动。
2.4虚拟现实技术在体育课程中的应用
在教学中，引入虚拟仿真技术，使教学平台、模块的建设将模拟现代运动人体科学的实际理论知识，兼顾传统的实验教学过程，设置相对简化的、逼真的虚拟实验教学布局、实际人体运动场景。模块化、场景化的操作界面与实际运动人体近乎一样，实验者可在仿真界面上选择相应类型的人体运动过程和单元操作模型。
实验者只有正确设计出根据实际运动过程动作序列和运动单元操作的先后顺序才可正常通关执行后续操作。单元操作根据需要可呈现运动人体的内部三维结构;采用3D或4D技术，使实验者完全体会逼真的场景和动作序列操作感;人机交互，调节参数并显示实时运动效果，实时记录、跟踪和反馈信息，显示相应虚拟仿真画面，对人体运动等复杂过程做必要的简化、形象化和可视化。近年来虚拟仿真技术不断发展与完善，逐步应用于建筑、规划、教学，还有军事行业，对于这些行业的发展起到了极大的促进作用，体育教学也开始尝试引入该项技术。虚拟仿真技术在体育教学中创新了教学模式，打破了原有教学模式的固化，破开高危险性、高困难性动作的窘境，以深化学生在学习过程中的动作表象，在强化身体健康的同时也稳步提升学生的心理承受能力，锻炼学生的心理发展。
参考文献
[1]程淑琴，倪东辉.大数据时代政府绩效评估与创新研究[J].安庆师范大学学报：社会科学版，2016（5）：97-101.
[2]邵明虎.杭州富阳运动休闲产业与旅游业互动模式研究[J].浙江体育科学，2014，36（5）：33-37.
[3]杨强.体育旅游产业融合发展的动力与路径机制[J].体育学刊，2016，23（4）：55-62.
[4]章伟.智能互联网技术在体育教学中的应用[J].中国学校体育，2018（5）：33-36.
[5]张伟.论人工智能与现代体育教育技术[J].赤峰学院学报，2014，30（6）：139-141.①作者简介：邹小江（1990—），男，汉族，重庆人，硕士研究生，助理实验师，研究方向：学校体育学。
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科学技术创新杂志社
2019-07-12
人工智能在计算机领域的应用论文,人工智能应用领域论文 关于人工智能领域的大学论文
近年来，随着信息技术以及计算机技术的不断发展，人工智能在计算机中的应用也随之加深，其被广泛应用于计算机的各个领域以下是小编精心整理的关于人工智能领域的大学论文的相关资料，希望对你有帮助!
关于人工智能领域的大学论文篇一
计算机在人工智能中的应用研究
摘要：近年来，随着信息技术以及计算机技术的不断发展，人工智能在计算机中的应用也随之加深，其被广泛应用于计算机的各个领域。本文针对计算机在人工智能中的应用进行研究，阐述了人工智能的理论概念，分析当前其应用于人工智能所存在的问题，并介绍人工智能在部分领域中的应用。
关键词：计算机;人工智能;应用研究
一、前言
人工智能又称机器智能，来自于1956年的Dartmouth学会，在这学会上人们最初提出了“人工智能”这一词。人工智能作为一门综合性的学科，其是在计算机科学、信息论、心理学、神经生理学以及语言学等多种学科的互相渗透下发展而成。在计算机的应用系统方面，人工智能是专门研究如何制造智能系统或智能机器来模仿人类进行智能活动的能力，从而延伸人们的科学化智能。人工智能是一门富有挑战性的科学，从事这项工作的人必须懂得计算机知识、心理学与哲学。人工智能是处于思维科学的技术应用层次，是其应用分支之一。数学常被认为是多种学科的基础科学，数学也进入语言及思维领域，人工智能学科须借用数学工具。数学在标准逻辑及模糊数学等范围发挥作用，其进入人工智能学科，两者将互相促进且快速发展。
二、人工智能应用于计算机中存在的问题
(一)计算机语言理解的弱点。当前，计算机尚未能确切的理解语言的复杂性。然而，正处于初步研制阶段的计算机语言翻译器，对于算法上的规范句子，已能显示出极高
人工智能如何助力体育和艺术教育创新发展
作者
周丹 腾讯研究院高级研究员赵云洁 腾讯研究院助理研究员2021年，教育行业开始全面整顿校外学科类教培机构，从遍地广告、资本追逐，到顶格处罚、大范围裁员，经历了不到半年时间。为了规范校外教培行业发展，教育部专门成立校外教育培训监管司，从国家政策制定到地方执行实施，力度前所未有。与此相对，对于体育教育、艺术教育等素质类教育，教育部则是继续倡导鼓励并支持深化发展：5月6日，召开全国学校体育、美育工作推进会，明确推进中考美育；5月17日，成立中国书法、武术、戏曲教育指导委员会，进一步传承发展中华优秀传统文化，推进中国书法、武术、戏曲进校园、进课堂。文章从分析目前人工智能与体育、美术、音乐等学科融合发展的现状出发，分析探讨遇到的问题，并从教育视角指出下一步的挑战及其应对。
引言
艺术教育，是指以文学、音乐、美术等为艺术手段和内容的审美教育活动，是美育的重要组成部分。以前，科技的理性和艺术的感性很难联系在一起，如今随着科技的不断进步，二者正在结合碰撞出创新的火花。未来的体育教育和艺术教育，都将更深层次地融合科技元素。
从党的十九大报告呼吁“发展素质教育”开始，体育和艺术教育就成为加强基础教育阶段提升学生综合素质的重点方向，到“新中考方案”的出台，体育、音乐、美术、书法等将相继被纳入考评科目，加强体育和艺术教育资源建设、提高教育水平成为必然之举，正在被不同领域的多元主体所重视。人工智能等科技力量为体育和艺术教育的发展提供了抓手和支撑，使得教育发展更加智能化和更具人文关怀。
人工智能与体育、艺术类学科融合发展现状
1.人工智能+体育=实现动作智能识别的体育课
人工智能对体育教学的推动主要体现在：减缓体育师资压力、贯彻课程改革理念、转变教师教育模式、研究范式全面转型等各个方面。人工智能的发展能够为体育教育提供大力的支持和辅助，实现体育学科的本质和目标。
（1）高校体育教学新媒体交互评价系统
北京大学前沿计算研究中心的AIPE（ArtificialIntelligencePhysicalEducation）是人工智能应用到体育教学的一次跨越性尝试[1]，该项目利用计算机视觉技术中的单视角人体姿态估计算法，通过一段视频即可恢复三维空间中的人体骨架，并结合专业的体育评价指标开发相应的评价算法，对视频中运动者的体育训练做出图文评价。
图1AIPE单视角人体姿态估计算法[1]
学生仅需登陆AIPE新媒体数据交互平台，上传自己拍摄的运动视频，AI评价系统即可通过高性能计算平台对视频素材进行人体姿态估计和关键帧评价，教师可通过AIPE审核评价结果并生成评价结果报告。AIPE自2020年5月上线后，大大提高了体育教学的灵活性与交互性，获得师生广泛好评。
图2体育教学新媒体交互评价系统
（2）中小学智慧体育新模式
腾讯教育以人工智能技术构建智慧体育新模式[2]：在不增加家长和老师负担的情况下，实现课外体育的作业布置、练习监控、技能复习、完成反馈、效果评价、大数据统计、赛事参与、技能考核、个人成长记录和体育技能等级评定等全要素的自动化。
在深圳罗湖区华丽小学，通过对体育动作全过程的识别和计数，实现运动过程可视化，个人运动数据和图像上传到云端，方便自己随时查看掌握自己运动的情况。当前，罗湖区教师、学生的注册率达到100%，部分家长也注册带领孩子一起运动打卡，全民智能化运动的新风潮正在兴起。
在湖南长沙，运用人工智能、大数据、物联网等信息技术，以智能跳绳为切入点，结合其他辅助智能运动设备（运动电话手表、智慧运动小屋、跳绳智能检测箱等），深度融入体育教学、体育作业、学生体质健康管理全过程，帮助学校打造课后、课间、课中的智慧体育新模式。
（3）中职舞蹈动作智能分析教学
无独有偶，在舞蹈教学中，舞蹈动作智能分析软件的研发及应用呈现一种鲜明的趋势[3]。舞蹈教学总是以“先有形再有情”的学习规律展开的，教师在采用舞蹈混合式教学模式变革中运用信息智能化技术，可以实现“学生为主体、教师为主导”，弥补了传统舞蹈教学中教师“一对多”、难以及时监控指导的不足，对学生学习过程的实时记录和评价转化为教师与“数据”双引导；同时，把现场课堂的学习时间进行重新分配，给学生合作探究和自主学习的空间，优化舞蹈教学。
2.AI+音乐=情景空间自主创作的音乐课
通过大数据分析人类音乐智能，模拟人类视、听、触、感及思维和推理的信息过程，构建其自身神经网络及算法生成，最终应用于人类感知音乐、认知音乐、研究音乐、创作音乐，创新“人机互动”的音乐教学新模式。在音乐课上，人工智能系统可以现场、实时地模拟出各大音乐会的场景，提高学生的审美情趣。
图3音乐人工智能与音乐教育领域关系[4]
（1）中小学3D人工智能音乐课室
星海音乐学院倡导在中小学搭建配置“3D人工智能音乐课室——中小学音乐情景空间”[4]：采用杜比多景声技术，硬件配置杜比全景声扬声器布局，营造出清晰、饱满、有层次的声学空间，在音乐情景空间中感受音乐故事；语音助手与智能3D音响的结合，学生从滑屏打字的模式，转为方便快捷的语言发令、聆听、欣赏、创作的模式；通过音乐信息检索、歌声合成、数字音频水印等相关技术与音乐教学深度融合，学生即时调用巨量音乐库中的音乐、音效等所需素材，在“音乐情景空间”中演绎、改编、创作音乐故事[5]。
人工智能化的电子乐器具有传统乐器所没有的优势，电子乐器具有大量乐器音色的存储能力，还可以在此基础上进行乐器音色的编排，模拟生成顶级乐器的音响效果，我们都知道一台好的钢琴或者小提琴等都要动辄数万元，但是有了模拟的声音，就可以解决这个问题。另外，加上虚拟主持人、人工智能伴奏、5G+VR/AR共享平台等诸多现代元素，帮助学生获得顶级的音乐教育体验。
（2）高校音乐人工智能作曲应用
传统作曲技术理论具模块化教学体系，如和声、织体及音乐段落结构等。音乐人工智能不仅能模拟其教学体系，并具备高效、独立的强大作曲运算能力。首款AI音乐智能作曲软件OrbComposer推出了六种基本音乐模块：管乐、弦乐、钢琴、电子、Pop-Rock和Ambient，可以即时创作出指定风格的音乐作品。音乐人工智能能使略懂音乐的人瞬间完成“作曲”梦想，而对于具备一定作曲能力的人，软件可触发其创作灵感，将自动生成的作品做个性化、专业性的细致修改。
图4音乐智能作曲软件OrbComposer[4]
3.AI+美术=与“重生”艺术大师交流的美术课
国家新课程标准明确提出“在全面提高学生的素质教育中，首先要以培养学生的审美教育为核心”。美术教育是通过对作品与自然观察的感知训练,获得直觉敏感，形成视觉经验，获取美术人文知识,积累学科知识经验。人工智能与美术教育的融合，有助于更好地、更深入地获取对于艺术的感知、对于美的感悟，提升自身的修养和内涵。
在美术课程中，人工智能等信息技术的投入，使得传统的教学形式得以加速变革。计算机辅助技术可以将艺术设计作品的三维效果图呈现出来，全景效果图的展示有助于教师和学生全方位地观看艺术设计作品，发现其中的问题，方便后期修改；三维化的模型还可以帮助学生对艺术设计作品形成更深层次的认识，与设计者产生思想上的共鸣。将人工智能生成式对抗网络技术（GAN）应用于美术教学，可以让莫奈、梵高等艺术大师“重生”，让学生获得更好的艺术体验。
图5基于人工智能的美术课程画面生成平台
4.AI+其他=更多想象空间
（1）人工智能机器诗人
古诗是中华传统文化的重要组成部分,是中国古人文艺美学与人生情操之集大成。人工智能与诗歌创作教学融合[6]，推进了创意写作境界和创意内涵，是“科学性”与“创意性”的协同，让古诗创作如虎添翼，推进中华传统文化的传承与创新[7]。
人工智能已经开启古诗创作的新模式，目前在公开测评中，许多由机器诗人写的古诗几乎达到了人类诗人的水平。机器诗人写作的基本条件是：（1）足够的语料库，机器写作需要必要的素材供大数据的储存与提取；（2）便捷而清晰的算法，代表着用系统的方法描述解决问题的策略机制；（3）算力。系统通常由三个部分组成：一个节奏模型，一个韵式模型，以及一个确保语法正确的自然语言模型。
图6“九歌”人工智能诗歌写作系统
（2）人工智能书法课堂
书法向来被视为是“慢生活”的典范，如今语言文字交流方式将呈现“形体（人脸）识别系统”和“语音识别系统”结合的趋势，作为审美的书法，将在履行“保卫汉字”历史使命的同时，由汉字书写的高级形态即“书法艺术”来承担[8]。
在云南，“墨韵智能·书法进校园助力项目”运用“人工智能+书法教育”模式，为书法教育增添科技含量，以精准帮扶的方式，提供书法教育支持，并进一步在云南省千余所中小学普及推广书法课[9]。
图7云南省昆明市盘龙小学的四年级学生在体验智能书法课
遇到的问题挑战及应对
1.人工智能技术飞速进步，但尚未达到与人类艺术的情感共鸣
人工智能技术已经能够辅助教师进行基本的备课、体育/艺术历史知识教学、分析史论类考试卷、针对性布置作业等[10]，但同时也需要看到，人工智能还不具备丰富的想象力，无法表现出与人类的情感共鸣，在情感关怀与复杂创造力培养方面需要进一步提升。目前的弱人工智能将向未来的强人工智能不断演进，强人工智能不仅要求有人类的思维模式，更要有人类的情感体验和独特的创造能力。
2.人工智能赋能教育尚未标准化，离体育艺术教学场景落地还有一定距离
人工智能赋能教学属于新鲜事物，在现有体育和艺术类的教学案例中，尚未规范化和形成统一的标准，全面推广缺少相应的教学指导；另外，体育和艺术类学科的教学场景更加丰富多元，人为主观性的感受体验居多，哪些场景可以与人工智能技术融合，还有待于进一步深入挖掘。相应的教研组织也有必要不断总结试点经验、更新完善形成推广标准。
3.政府投入资源有限，需要全社会力量共同参与
目前已有经济发达的地区、师资力量较强的学校开始尝试人工智能与体育和艺术类教育结合的探索，并取得一些进展，但若要规模化推广，仍需要全社会以鼓励创新的态度给予支持，科技公司更应该以支持教育创新、体现社会责任的担当和勇气来投入，包括前沿技术探索、场景化案例孵化、资源均衡化部署等，用科技的力量改变教育。
总结
在多以考试成绩结果为导向的教培机构受到政策的规范和限制之后，不以成绩、应试为目的的文体类培训将具有更多的发展机会。随着“德智体美劳”全面发展的素质教育观念继续深化，学校和社会也将更加鼓励学生参与各类如篮球、钢琴、绘画、书法等活动，体育、美术、音乐等多元的教育行业将得到发展。科技与体育教育、艺术教育相结合，发挥人工智能对于素质教育发展的抓手和助推作用，将有助于培养全面发展的创新型人才，助力教育质量的全面提升。
参考文献：
[1]王亦洲课题组：人工智能辅助体育教学（AIPE）-北京大学前沿计算研究中心(pku.edu.cn)
[2]腾讯教育副总裁王涛：以技术给教育提供温度和力量_腾讯新闻(qq.com)
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[4]李伟.音乐人工智能在音乐教育领域中的应用及研究[J].星海音乐学院学报,2019(03):145-150.
[5]李伟,高智辉.音乐信息检索技术:音乐与人工智能的融合[J].艺术探索,2018,32(05):112-116.
[6]张永禄,刘卫东.人工智能写作：创意写作的新景观[J].探索与争鸣,2021(03):132-140+179-180.
[7]人工智能诗歌写作平台_人工智能开启新模式！机器也能轻松写古诗-CSDN博客
[8]陈振濂.人工智能时代,书法如何“华丽转身”[J].人民论坛,2017(27):43.
[9]“人工智能”助力书法进校园_中国政府网(www.gov.cn)
[10]陆琪琪,承杰.AI对美术教育及美术教师的影响探析[J].普洱学院学报,2018,34(01):129-130.