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21世纪经济报道 | “双减”抛出的球,机器人接得住吗

2021-09-01  

中国的乒乓球为什么行?

恐怕没有人会质疑这个答案:“国球”的群众基础太强大了。

根据国际乒联的数据,2018年中国有41.9%的人口在电视上观看了乒乓球比赛。2017年,时任中国乒乓球队总教练的刘国梁透露,中国大陆一周两次以上、一次一小时以上的乒乓球运动参与人口高达8300万。

乒乓球教育的基础同样强大。据统计,国内校外乒乓球培训班近10万家,市场规模每年近千亿。

然而,一个尴尬的现实是:同星光璀璨的乒乓球冠军相比,国内极少有乒乓球教育品牌的名字能让公众记住。原因很简单:缺教练,缺课程,机构做不大。

在乒乓球运动中,教练不仅教战术,更要教技能。技能教学是枯燥而繁琐的,乒乓球初学者80%以上的时间都是在多球练习中度过,这类似于篮球中的投篮和运球练习,但没有一家乒乓球教育机构能给学员配备专属的多球教练。

“双减”开启了体育教育的想象空间,不仅校外培训更受鼓励,乒乓球也是最受学校课后服务欢迎的项目之一。但缺教练也限制了学校乒乓球教育的发展,中小学校的体育课只有一名老师,难以面向至少30名学生进行个性化教学。

体育教育的痛点如何解决?去年3月,一款名为庞伯特的乒乓球发球机器人面世,通过应用人工智能、5G等技术实现人机交互,替代教练独立完成多球教学,并成为智慧体育场景的入口。“双减”发出的体育教育的巨大机会,机器人接得住吗?


从“炮筒”到机器人

庞伯特机器人诞生自一个科研项目。来自上海创屹科技有限公司(下称“创屹科技”,原名上海庞勃特科技有限公司)研发团队。

中国乒乓球学院院长施之皓的一番话点出了研发团队要解决的问题:“中国乒乓球行业最缺的是教练。”在乒乓球训练馆里,多球练习在全部训练中的占比高达60%以上。多球教练的工作极为枯燥,对水平的要求却极高。比如,一个正手攻球的动作要练上万次次才能固定技术,这要求教练要连续、稳定地喂上万个球。

中国培养出的能够喂出高水平多球,又能够分析回球质量的教练人才,远远满足不了市场的需求。

发球机器人最初的切入点就是替代教练。过去的乒乓球课,30个学生分享5到10张球台,如果老师逐一进行多球训练,一节课下来很难兼顾到所有学生。从去年4月份开始,,中国乒乓球学院投入了5台发球机器人,发球机器人作为教练,已经在中国乒乓球学院服务了三个学期,在机器人的配合下,老师有更多时间指导学生其他方面,增加教学效率和教学质量。

在过去,替代教练发球的是一支“炮筒”。“炮筒”是一架发球机器,而不是发球机器人。它的优势是既轻便又便宜,原理是通过两个高速运转的轮子将乒乓球挤出“炮筒”,但劣势是发出来的球要么太顶,要么太飘,通俗地讲就是“不像人发出来的球”。

庞伯特机器人则拥有两条机械臂,可以一只手出球,一只手执球拍击球。和“炮筒”靠机械出球相比,发球机器人高度还原了真人发球动作。

“发球机器人还解决了球员多球练习时‘盯拍’‘听声’的需求,即观察对手推拍时的动作、听球拍击球时的声音,这两样对于球员协调性、节奏感的练习至关重要,是‘炮筒’无法解决的。”创屹科技(Future Mind)首席执行官张海波说。


AI+5G=智慧乒乓球

张海波告诉21世纪经济报道,创屹科技(Future Mind)的定位是类人型机器人与感知系统研发商,体现在发球机器人这款产品,不仅指机械臂动作类人,更包括能够通过AI实现类人感知的鹰眼视觉系统。

为了更精准地捕捉到球的运动轨迹,鹰眼采用由两个摄像头组成的双目视觉系统,摄像头的帧率达到200赫兹——这意味着在5毫秒内,可以同时处理完两张720P的照片。

张海波介绍,我们提供的鹰眼视觉系统分为专业级和消费级两类。

消费级产品搭载高通机器人RB5平台,利用AI技术,实时捕捉高速运动下的乒乓球位置,并能以超低的延时对回球轨迹信息进行实时运算分析。小巧易携带、方便部署等特性使其能面向广大消费级用户。

在高通AI引擎的加持下,整体的AI计算能力达到每秒15万亿次,相当于最顶级显卡的水平,能够很好的满足机器人AI和机器学习的大量推理需求;再加上领先的ISP技术,使其能够捕捉快速运动、专业级的照片和视频,并带来每秒20亿像素的处理速度。

另外,RB5平台可通过配套模组实现对5G网络的支持。有了5G网络,乒乓球机器人对数据通信低时延的要求就迎刃而解,能够即时向后端反馈训练数据,从而实时分析得出运动员训练质量。

专业级产品引入高通边缘侧运算平台,搭载高通Cloud AI 100平台,在大幅度提升整体系统算力的同时,极大增强了整套系统对各类智能硬件的兼容性,在乒乓球智慧教室、等级考试、电竞娱乐等场景拥有广泛应用前景。

2021年5月,创屹科技(Future Mind)获得了高通创投数千万元的Pre-A轮融资。“让机器人像人一样感知,是目前人机共融研究中最前沿、最难的方向,这也是高通愿意投资创屹科技(Future Mind)的原因,乒乓球机器人可以把高通的芯片用到极致。”张海波说。

鹰眼系统提供感知基础之后,接下来需要让机器人做到手眼协调,实现系统集成并解决场景问题。“我们与中国乒乓球学院合作了这么多年,就是为了深入了解场景需求,让机器人彻底融入乒乓球场景。”张海波介绍。

目前,“鹰眼视觉系统+庞伯特发球机器人+人工智能教练系统”等技术,实现了智慧化乒乓球数字场景的闭环。

在这套闭环产品里,鹰眼视觉系统其实是更宏大的智慧体育体系的数据入口。以往,在高速高频的多球练习中,即使是上台率这个最基础的数据都无法靠人力统计,更遑论落点、旋转、精准度等数据。

这些沉淀下来的数据,有利于改善传统的师徒制乒乓球训练传统。通过大数据和算法,让不同体格、习惯的球员找到最佳的训练方法。


乒乓球教育市场有多大

一款科研产品是否能够成功走向市场?

这首先取决于目标市场有多大。“全国大约有近10万家乒乓球馆,在面对目前‘双减’政策下,若要提高服务质量需要通过引进智能产品进行服务升级。”张海波告诉21世纪经济报道。

根据国家统计局在2020年底发布的数据,体育教育与培训行业在2019年的总产出为1909.4亿元人民币,与2015年247.6亿的数据对比,体育教育与培训行业在“十三五”期间实现了跨越式增长。

在中国,乒乓球教育培训的目标群体覆盖全年龄段人群,既包括中小学生,也包括中青年职场人士,还包括退休后的准老年人群体。

创屹科技(Future Mind)的乒乓球俱乐部里,平均100个用户里90个是中小学生,10个是成人。作为孩子的体育锻炼选择,乒乓球成本低、不易受伤。成人用户则消费黏性极强,经常动辄泡在球馆里三四个小时。

由于乒乓球运动对场地、设备要求低,因此可以像开便利店一样开俱乐部,每家俱乐部吸收50-100名会员,每两公里就可以开一家。

面向这些乒乓球俱乐部,创屹科技(Future Mind)不仅推出机器人,还推出与中国乒乓球学院合作开发的体系化培训课程。这些课程包括:由中国乒乓球学院专家教授参与研发并录制的视频课程,以及由国家级教练亲自手调的训练套路,用户范围可覆盖初级学员至专业运动员。

创屹科技(Future Mind)已于上海、北京等地开设多家俱乐部,计划短期内赋能1000家乒乓球俱乐部,成为智能乒乓球场景建设头部解决方案提供商。

张海波介绍,这套解决方案既包括从热身到训练全部环节的教学课程,也包括招生、续费等运营解决方案。

这种被体育界称为“乒乓麦当劳”的商业模式从未出现过。“以前的乒乓球教育,甚至大多数体育培训都是采取师徒制,标准化程度低,导致连锁机构稀缺,且规模有限。当机器人代替了大量教练工作后,大规模、高标准的教学质量就得到了保证。”张海波说。

当然,人机互动也有劣势,那就是让本就枯燥的多球练习更为枯燥。但为了解决这个痛点,新的产品场景也随之出现。

“我们应用多媒体,采取声、光、投影等手段,将练习结果外化,加入打分、PK等环节增强趣味性,开拓了体育+游戏等场景。”张海波说。

7月底,创屹科技(Future Mind)首届乒乓球人机互娱全国巡回赛在2021ChinaJoy大会上举行。这场巡回赛在全国设5场分区赛事,1场总决赛,包括1对1联机对战、以及3对3团体对抗等比赛,吸引了不同圈层的玩家。


进入中小学课后服务

对于乒乓球教育来说,“双减”带来了更大的发展契机。

今年7月,中办、国办印发《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》提出,学校和家长要引导学生放学回家后完成剩余书面作业,进行必要的课业学习,从事力所能及的家务劳动,开展适宜的体育锻炼,开展阅读和文艺活动。

中国人民大学国家发展与战略研究院研究员、公共管理学院教授马亮指出,“体育培训行业会迎来新的发展契机。‘双减’让学生的空闲时间增多了,用于体育锻炼的时间会相应增加,体育培训的项目有更多的时间发展。另外,学科类培训释放出来的家庭资金也有可能被用到体育项目上。”

将在中小学普及的课后服务需要大量体育类综合素质活动供给。北京市“双减”政策提出,将课后服务时段分两个阶段进行整体规划、系统设计。第一阶段完成体育锻炼,保障学生每日1小时体育锻炼时间;第二阶段开展课业辅导和综合素质拓展类活动。

乒乓球的低成本、趣味性特点,天然适合中小学校课后服务,但以往中小学校的乒乓球教育痛点比校外乒乓球俱乐部还要突出。

根子还在于缺少教练,且由于中小学校体育课的学生人数多、课程时间短,这个痛点被放大。体育老师只能要么讲授一些基本要领,要么放手让学生自己练习。

张海波告诉21世纪经济报道,创屹科技(Future Mind)可以根据中小学校的需求,提供不同层次的解决方案,既可以只出售智能乒乓球教室,也可以提供乒乓球特色学校级别的全套培训方案。

在学校场景中,创屹科技(Future Mind)的产品可以打通体育课、活动课、课间休息时间等环节,做到体育课上协助老师进行1对30的教学,活动课及课余碎片时间对学生的训练数据及评估结果全纪录,做到教学、练习、评估等环节全流程闭环。

智慧手段的应用,也将改变体育教育的评价方式,有利于建立统一的、客观的评判标准,推动青少年体育教育的向前发展。近日印发的《天津市体教融合促进青少年健康发展实施方案》提出,将体育科目纳入初、高中学业水平考试范围和中考计分科目。普通高中学业水平考试中,体育与健康科目成绩合格作为普通高中学生毕业的主要依据。

创屹科技(Future Mind)首席科学家、中科院合肥物质研究院智能机械研究所研究员宋博介绍,目前体育科目已经在多地进入中考和高中学业水平考试,体育考试正朝着体能和技巧两个方向发展,但是部分考试过程和考核评价过于主观,存在客观性不一致和测试手段单一等缺陷。因此机器人化考核装备以及智能化评价系统在未来的体育能力和青少年健康评价考试中发挥重要的作用。

庞伯特智能考评系统依靠机器人进行发球充分保证发球环节的一致性和重复性,同时智能鹰眼视觉系统对考生回球质量进行客观的、标准量化评估,提供客观、高效的具有较强可操作性强的考试方案,同时大幅降低考试成本,使考试更客观。

“双减”之后,孩子们会有更充足的时间来参与体育锻炼,也对体育教育提出了更高要求。这枚升级后的乒乓球,已经由机器人发了出来。


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