Создана нейросетевая технология для оценки качества тренировок юных футболистов
С развитием методов компьютерного зрения появились новые возможности для анализа и улучшения качества подготовки юных спортсменов. Один из современных инструментов — технология трехмерной детекции, то есть определения в пространстве и времени положения ключевых точек человека. Она позволяет не только отслеживать движения, но и проводить глубокий анализ их техники, помогая тренерам и спортсменам выявлять слабые места, совершенствовать навыки и автоматизировать контроль качества выполнения упражнений. Ученые Пермского Политеха разработали прототип информационной системы поддержки тренерских решений, основанной на нейросетевой технологии. Это позволит оценивать тренировочный процесс футболистов с помощью интеллектуального анализа данных, получаемых с видеокамер.
Статья опубликована в журнале «Прикладная математика и вопросы управления». Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030» совместно со специалистами Академии игровых видов спорта Пермского края под руководством А. В. Степанова.
Определять движения спортсмена можно по положению его 2D-скелета и взаимодействию со спортивным инвентарем. Но этого не всегда достаточно, так как для некоторых упражнений необходимо знать нахождение ключевых точек относительно друг друга в пространстве. Более того, после видеосъемки потребуется синхронизировать по времени кадры с левой и правой камеры. При использовании нейронных сетей в 3D-пространстве необходимость в этом отпадает. В целом 3D-подход предлагает лучшую точность и глубину анализа по сравнению с двухмерными методами детектирования, поэтому он положен в основу компьютерной программы.
Ученые Пермского Политеха с помощью обученной нейросети разработали прототип информационной системы поддержки принятия решений, которая сможет определять, насколько качественно идет тренировка юных футболистов. Система позволяет отслеживать индивидуальную работу каждого спортсмена команды одновременно и автоматизировать контроль качества со стороны тренера.
«Всего программа фиксирует 34 ключевые точки человека, среди которых плечи, локти, кисти, пальцы на руках и ногах, тазобедренные суставы, колени и стопы. Видеокамеры устанавливаются на тренировочном поле, а программно-аппаратная система записывает упражнения в форме видеоряда и передает его на компьютер, где происходит выявление ошибок при выполнении упражнений с мячом и без. Это позволит тренерам и аналитикам проводить детальный анализ техники членов футбольной команды и разрабатывать стратегии совершенствования спортивного мастерства», – комментирует Александр Терехин, аспирант кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика» ПНИПУ.
«Для проверки работы системы мы провели эксперименты на ряде упражнений, требующих анализа трехмерных изображений, например, наклонов. Задача нейросети – определить, насколько качество движений спортсмена соответствует заданным требованиям: не сгибать ноги в коленях, касаться пола пальцами обеих рук не более трех секунд и так далее.
Видеосъемка игрока осуществлялась справа, чтобы не было перекрытия одних частей тела другими, из-за чего нейронная сеть может не понять, как объединить в скелет отдельные ключевые точки. По предварительным результатам разработанная технология полностью справляется с выявлением ошибок в движениях игрока», – поясняет Валерий Столбов, заведующий кафедрой «Вычислительная математика, механика и биомеханика» ПНИПУ, доктор технических наук.
В дальнейшем планируется расширить количество анализируемых спортивных упражнений (не менее 40) и провести комплексные испытания в футбольном манеже в процессе реальной тренировки. Разработка ученых Пермского Политеха позволит повысить эффективность занятий и автоматизировать процесс обработки результатов тестирования юных футболистов за счет внедрения компьютерного зрения и методов искусственного интеллекта.
Telegram 
Дзен 
VK Новая находка доказывает, что эволюция изобрела как минимум два независимых способа бороться с вирусами. Это открытие кардинально меняет представления о развитии иммунитета и расширяет горизонты для поиска новых лекарств.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Китайские и британские палеонтологи обнаружили древнейший эволюционный прообраз челюстей современных пауков и скорпионов. Просканировав окаменелость животного Urokodia aequalis возрастом 518 миллионов лет, ученые выявили самую раннюю известную науке переходную форму хелицер. Трехмерная модель впервые наглядно показала, как именно возникло главное оружие паукообразных: несколько суставов длинных хватательных конечностей, характерных для кембрийских хищников, срослись воедино и образовали новый ротовой аппарат.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Новая находка доказывает, что эволюция изобрела как минимум два независимых способа бороться с вирусами. Это открытие кардинально меняет представления о развитии иммунитета и расширяет горизонты для поиска новых лекарств.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно