2024中国体育人工智能白皮书

中国人工智能学会 二○二四年六月 《中国人工智能系列白皮书》编委会 主任：戴琼海执行主任：王国胤副主任：陈杰何友刘成林刘宏孙富春王恩东王文博赵春江周志华郑庆华委员：班晓娟曹鹏陈纯陈松灿邓伟文董振江杜军平付宜利古天龙桂卫华何清胡国平黄河燕季向阳贾英民焦李成李斌刘民刘庆峰刘增良鲁华祥马华东苗夺谦潘纲朴松昊钱锋乔俊飞孙长银孙茂松陶建华王卫宁王熙照王轩王蕴红吾守尔·斯拉木吴晓蓓杨放春于剑岳东张小川张学工张毅章毅周国栋周鸿祎周建设周杰祝烈煌庄越挺 《中国人工智能系列白皮书----体育人工智能》编写组 顾问：戴琼海胡海岩主编：何明副主编：樊瑜波霍波刘宇刘卉成员：曹春梅陈煜丁宇董琳段锐何卫贾伟刘程林刘平卢朝霞庞磊彭玉鑫任杰沈宇鹏宋言伟苏业旺田雪文于洋王坤王丽珍吴剑张栋张海洋赵勇周志雄周致赜 目录 前言.............................................................................................................1 1.1萌芽期（二十世纪五十年代至八十年代）.............................11.2形成期（二十世纪八十年代至二十一世纪前十年）.............11.3全面融合期（二十一世纪初至今）.........................................2 第2章智能可穿戴设备...........................................................................4 2.1智能可穿戴设备技术发展趋势...................................................52.1.1融合材料与先进制造技术，创新柔性智能穿戴传感器...52.1.2提高信息传输和处理能力，实现高性能与低功耗设计...62.1.3拓展可穿戴装备应用领域，增强个性化服务和用户体验62.2在竞技体育领域的应用现状.......................................................82.2.1构建智能可穿戴设备运动伤病管理系统，实现运动负荷监测和运动风险预测智能化........................................................82.2.2构建智能一体化运动训练管理系统，监测运动训练全过程多源参数.....................................................................................82.2.3搭建广泛的云端互联网平台与边缘计算平台，实现全数字化训练效果的评估...................................................................102.3在学校体育领域的应用现状......................................................112.3.1构建高校体育教学负荷监控系统，实现运动负荷监测可视化...............................................................................................112.3.2推进运动技能虚拟仿真学习，实现虚拟现实与体育教育的深度融合...................................................................................112.3.3融合扩展现实（XR）技术，实现教学质量评价标准化122.3.4优化课外体育锻炼全流程，实现锻炼高效化与科学化132.4在大众健身领域的应用现状.....................................................142.4.1研发智能可穿戴设备，监测健身运动数据....................14 2.4.2研发可穿戴智能化运动设备，辅助运动障碍人群健身142.4.3建立慢病风险预测算法，指导科学健身和健康管理.....152.4.4制定健身计划和提供互动平台，增强健身动力和良好习惯...................................................................................................162.4.5研发脑机接口设备，提高功能受限人群的生活质量....162.5本章小结.....................................................................17第2章参考文献...............................................................................18 第3章计算机视觉技术.........................................................................20 3.1.1研发智能辅助训练系统，评估运动员动作质量............203.1.2构建视频辅助裁判系统，提高赛事判罚准确性............22 3.2.1构建学校运动训练与教学系统，改善体育课堂教学效果253.2.2建立体育课堂智能预测系统，准确评估学生的运动损伤风险...............................................................................................27 3.3.1构建沉浸式运动健身系统，打造AI＋健身“元宇宙”303.3.2研发智能健身教练系统，提供科学的健身指导............34 第4章体育大数据技术.........................................................................40 4.1在竞技体育领域的应用现状.....................................................404.1.1构建个性化运动训练模型，分析运动训练及比赛中的规律...................................................................................................414.1.2定量化预测和控制运动负荷，实现运动损伤的智能化预防...................................................................................................434.1.3构建智能化精准训练服务平台，分析运动员竞技状态454.2在学校体育领域的应用现状.....................................................46 4.2.1构建计算机辅助体育教学系统，改善体育教学效果....474.2.2集成展示校园体育教学场景，建设“数字孪生”智慧体育校园平台...................................................................................484.3在大众健身领域的应用现状.....................................................504.3.1构建多平台互联互通的大众健身智慧化空间，以实现信息不断迭代和更新.......................................................................514.3.2构建个性化运动处方管理系统，完善主动健康模式....544.4本章小结.....................................................................56第4章参考文献...............................................................................57 第5章运动生理生化检测分析中的智能技术....................................61 5.1运动生理信号的智能传感与分析............................................625.1.1开展运动生物电位信号监测，提高运动员专注力和运动表现...............................................................................................625.1.2研发生命体征的光电感知与智能分析，实现运动中生理信号的实时监测...........................................................................645.1.3发展生物体液的电化学传感与智能分析方法，丰富可穿戴诊断和治疗应用.......................................................................655.2运动生化分子的高通量检测与筛选........................................675.2.1应用运动生化分子的高通量检测技术，研究运动对疾病的干预作用...................................................................................675.2.2应用运动因子和健康效益标记物的筛选技术，开展运动的系统性健康效益研究...............................................................695.3运动生理生化数据的智能化分析...........................................705.3.1构建运动生理生化数据的智能化分析技术，帮助识别关键基因、蛋白质和代谢物...........................................................705.3.2深化数据挖掘思路，解释生理或病理变化的深层次分子机理...............................................................................................725.4运动科学、生物信息学和人工智能的交叉应用...................745.5本章小结.....................................................................75 第5章参考文献...............................................................................76 6.1运动神经行为的人工智能分析...............................................806.1.1构建全方面监测与评估方案，实现运动行为分析........816.1.2提供运动控制创新治疗方案，实现运动神经反馈与