Volley, Ultralytics YOLO로 250개 이상의 코트 내 AI 트레이너 지원

실시간 라켓 스포츠 훈련은 일련의 움직이는 요소들을 포함합니다. 라이브 코트에서 선수는 빠르게 움직이고 공은 고속으로 이동하며, 동일한 장비가 여러 스포츠와 코트 유형에서 작동해야 하는 경우가 많습니다.

기존의 볼 머신은 이러한 상황을 전혀 이해하지 못한 채 타이머에 맞춰 공을 발사할 뿐입니다. 선수가 어디에 서 있는지, 어떻게 움직이는지, 심지어 어떤 코트에 있는지조차 인식하지 못하므로 긴밀하고 반응이 빠르며 선수에게 맞춤화된 코칭을 제공하기 어렵습니다.

Volley는 AI 기반 트레이너로 이러한 문제를 해결하도록 돕습니다. 이 프로그래밍 가능한 온코트 머신은 컴퓨터 비전을 사용하여 실시간으로 코트를 보고 이해합니다. 예를 들어, Ultralytics YOLO 모델은 선수 포즈 추정, 공 탐지 및 코트 분류에 사용되어 트레이너가 선수들의 움직임과 타격에 반응하며 상호 작용할 수 있게 합니다.

Link to this sectionAI로 라켓 스포츠의 미래를 구축하다#

펜실베이니아주 랭커스터에 본사를 둔 Volley는 라켓 스포츠를 위한 AI 기반 평가 및 훈련 시스템을 구축합니다. 이 회사는 "골프처럼 매력적이고 데이터 기반인 라켓 스포츠 훈련 및 등급 시스템이 있다면 어떨까?"라는 간단한 질문에서 시작되었습니다. 골프가 시뮬레이터, 실시간 피드백, 객관적인 진행 상황 추적을 제공하는 반면, 라켓 스포츠는 그에 상응하는 시스템이나 객관적인 등급, 데이터 기반의 발전 경로가 없었습니다.

이 격차를 해소하기 위해 Volley는 세계 최초의 AI 기반 라켓 스포츠 평가 및 등급 시스템을 구축했습니다. 오늘날 Volley는 미국 전역의 클럽에서 사용되고 있으며, 모든 유닛을 국내에서 설계, 제작, 테스트 및 배송하여 선수와 클럽에 그동안 부족했던 객관적인 데이터를 제공합니다.

Fig 1. Volley의 AI 기반 트레이너 모습

Volley 트레이너는 피클볼, 파델, 플랫폼 테니스, 테니스 전반에서 작동합니다. 소형이고 휴대가 간편하여 동일한 머신을 어떤 코트로든 이동할 수 있으며, 선수와 프로들은 하루 종일 여러 코트 사이에서 기기를 옮겨 사용할 수 있습니다.

Link to this section실시간 온코트 지능의 부재#

인터랙티브한 훈련을 제공하려면 정확성과 속도가 모두 필요하지만, 실제 코트 환경에서는 이를 구현하기 어렵습니다. 선수들은 카메라와의 거리가 다양하게 나타나고, 공은 빠르게 움직이며 스포츠마다 크기가 다릅니다. 또한 동일한 트레이너를 테니스 코트에서 사용하다가 바로 플랫폼 테니스 코트에서 사용할 수도 있습니다.

트레이너 앞에 사람이 있다는 사실만 아는 것으로는 충분하지 않습니다. 시스템은 선수가 코트 어디에 있는지 정확히 알아야 하며, 이는 손과 발의 위치를 정확하게 찾는 것에 달려 있습니다. 거리가 멀어질수록 이는 특히 어려워지며, 부정확한 추적은 실제 플레이와 같은 느낌을 주는 반응성을 떨어뜨립니다.

또 다른 고려 사항은 안전입니다. 동일한 기기가 여러 스포츠 사이를 이동하므로, 실수로 테니스 설정 상태로 남겨진 트레이너가 플랫폼 테니스 코트의 선수에게 시속 80마일의 공을 발사할 수 있습니다. 이는 해당 게임의 일반적인 속도보다 훨씬 빠르며 선수가 대비하지 못한 상태에서 위험할 수 있습니다. 시스템은 이러한 불일치를 방지할 수 있을 만큼 환경을 잘 이해해야 합니다.

이 모든 것 외에도 처리는 실시간으로 이루어져야 합니다. Volley는 영상을 클라우드로 보내는 대신 내장 카메라가 장착된 NVIDIA Jetson 시스템에서 영상을 캡처하고 처리합니다. 따라서 선수들이 트레이너와 상호 작용할 때 소형 임베디드 하드웨어에서 탐지가 실시간으로 실행되어야 합니다.

Link to this sectionUltralytics YOLO 모델을 사용하여 실시간 코칭 구동#

Volley 시스템의 핵심에는 객체 탐지, 포즈 추정, 이미지 분류와 같은 주요 컴퓨터 비전 작업을 지원하는 Ultralytics YOLO 모델 기반의 비전 AI 파이프라인이 있습니다.

Volley가 코칭 경험 전반에 걸쳐 이를 활용하는 세 가지 방법은 다음과 같습니다.

• 선수 및 위치 탐지: 선수들의 위치와 움직임을 이해하는 것은 YOLO의 포즈 추정 기능에 의해 가능하며, Volley는 이를 코트 위 선수의 스포츠별 특정 포즈에 맞춰 커스텀 학습시켰습니다. 정확한 손과 발의 위치가 핵심이기 때문에 시스템은 2단계 접근 방식을 사용합니다. 먼저 객체 탐지를 사용하여 각 선수를 정밀하게 자르고(crop), 해당 영역에서 포즈 추정을 실행합니다. 이는 수백 명의 군중이 아닌 코트 위에 소수의 선수만 존재하기 때문에 매우 효과적입니다.
• 공 탐지: 경기 중 공의 위치를 찾는 것은 객체 탐지에 대한 YOLO의 지원을 통해 가능하며, Volley는 지원되는 모든 스포츠에서 사용되는 다양한 크기와 특성을 가진 공을 인식하도록 학습시켰습니다.
• 코트 식별: 트레이너가 어떤 코트에 있는지 인식하는 것은 YOLO의 이미지 분류 기능을 통해 가능합니다. 따라서 트레이너가 테니스용으로 설정되어 있더라도 플랫폼 테니스 코트로 옮겨지면 시스템이 코트 유형을 식별하고 그에 맞게 조정하므로 안전 및 편의성 측면에서 이점을 제공합니다.

이러한 탐지, 포즈 추정, 분류의 조합은 트레이너가 선수와 상호 작용하는 데 필요한 실시간 인지 능력을 제공합니다. 현재 Volley는 Ultralytics YOLO11에서 이 파이프라인을 프로덕션 환경으로 실행하고 있습니다.

Fig 2. Volley의 AI 기반 트레이너 작동 예시

Link to this section왜 Ultralytics YOLO 모델을 선택했을까요?#

Ultralytics YOLO 모델은 Volley에 빠르게 움직이는 코트에서 실시간 코칭에 필요한 속도와 정확성을 제공하며, 각 트레이너에 장착된 소형 임베디드 하드웨어에서도 원활하게 실행됩니다. 이러한 효율성은 클라우드 환경으로도 이어져, Volley는 동일한 모델과 파이프라인을 실행할 수 있으므로 한 환경에서의 개선 사항이 다른 환경에도 똑같이 적용됩니다.

이러한 성능은 성장을 위한 여유 공간도 창출했습니다. 하드웨어를 효율적으로 사용하여 확보한 여유 자원은 업그레이드된 카메라에 투입되었으며, 이를 통해 기본 파이프라인을 변경하지 않고도 선수들에게 더 나은 코트 경험을 제공하고 있습니다.

이러한 모델을 얼마나 쉽게 학습하고 개선할 수 있는지도 중요합니다. 이미지를 수작업으로 주석 처리하는 대신, Volley는 코트에서의 세션을 녹화하여 정확히 캡처해야 할 상황들에 대한 대규모 클립 라이브러리를 구축합니다.

그런 다음 이 영상을 트레이너에서 실시간으로 실행하기에는 너무 무거운 고성능 포즈 모델을 통해 실행하여 데이터를 자동으로 라벨링합니다. 그 지식은 더 빠르고 민첩한 YOLO 모델로 전달되므로, 온코트 모델들은 더 무거운 모델로부터 학습하면서도 실시간 성능을 유지할 수 있습니다.

Link to this sectionVolley, Ultralytics YOLO로 4가지 스포츠 전반에 걸쳐 코칭 확장#

Ultralytics YOLO 모델 기반 구축의 효과는 Volley가 반응형 코칭을 얼마나 광범위하게 운영할 수 있는지를 통해 나타납니다. 현재까지 약 250대의 트레이너와 카메라가 배치되었습니다. 각 장치는 온보드 하드웨어에서 실시간으로 영상을 캡처하고 처리합니다.

단일 트레이너로 테니스, 파델, 플랫폼 테니스, 피클볼을 모두 지원합니다. 동일한 머신을 하루 종일 여러 코트 사이에서 이동할 수 있으며, YOLO의 이미지 분류 기능은 어떤 코트에 있든 올바르게 작동하도록 유지합니다.

Fig 3. Volley는 라켓 스포츠 전반에서 실시간 선수 및 공 추적을 위해 Ultralytics YOLO를 사용합니다.

이러한 실시간 인지 능력은 선수들이 실제로 보는 화면을 구동합니다. 20분 세션 동안 Volley의 AI는 선수의 스트로크, 움직임, 샷 선택을 평가합니다. 그 후 객관적인 Volley 스킬 등급과 샷별 경기 분석 결과를 제공합니다.

동일한 파이프라인이 선수들의 훈련 방식도 변화시킵니다. 트레이너는 선수가 코트 어디에 서 있는지에 따라 공을 발사하므로, 핸즈프리 상태로 풋워크와 '서브 + 1' 같은 패턴을 완전히 연습할 수 있습니다.

Link to this section차세대 라켓 스포츠 공학#

Volley는 확장함에 따라 라켓 스포츠 훈련을 골프를 혁신했던 시스템만큼 측정 가능하고 데이터 기반으로 만드는 데 집중하고 있습니다. 실시간 컴퓨터 비전과 객관적인 기술 평가를 결합하여 클럽이 단순히 코트를 운영하는 것을 넘어 선수들을 적극적으로 육성하도록 돕고 있습니다.

Ultralytics YOLO 모델은 이 작업을 계속해서 추진하고 있습니다. Volley는 현재 Ultralytics YOLO11에서 프로덕션 파이프라인을 실행 중이며, 더 많은 선수와 클럽에 반응이 빠르고 데이터가 풍부한 코칭을 제공하기 위해 차세대 실시간 비전 모델인 Ultralytics YOLO26 탐색을 이미 시작했습니다.

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