Ao utilizar modelos Ultralytics YOLO para estimativa de pose, deteção da bola e classificação do campo, a Volley conseguiu proporcionar treino interativo em tempo real em quatro desportos e implementou o sistema em cerca de 250 treinadores.
O treino de desportos de raquete em tempo real envolve várias partes móveis. Num campo em utilização, os jogadores movem-se rapidamente, as bolas viajam a alta velocidade e muitas vezes o mesmo equipamento tem de funcionar em diferentes desportos e tipos de campo.
As máquinas lançadoras de bolas convencionais limitam-se a lançar bolas com base num temporizador, sem compreender nada disto. Não sabem onde está o jogador, como se está a movimentar nem sequer em que campo se encontra, o que dificulta oferecer um treino preciso, reativo e adaptado ao jogador.
A Volley ajuda a resolver estes desafios com um treinador alimentado por IA. A sua máquina programável para utilização no campo recorre à visão computacional para ver e compreender o campo em tempo real. Por exemplo, os modelos Ultralytics YOLO são utilizados para estimar a pose dos jogadores, detetar a bola e classificar o campo, permitindo ao treinador interagir de forma reativa com os jogadores enquanto estes se movimentam e batem na bola.
Construir o futuro dos desportos de raquete com IA#
Com sede em Lancaster, Pensilvânia, a Volley cria sistemas de avaliação e treino com IA para desportos de raquete. A empresa nasceu de uma pergunta simples: e se os desportos de raquete tivessem um sistema de treino e classificação tão envolvente e orientado por dados como o golfe? Enquanto o golfe já contava com simuladores, feedback em tempo real e acompanhamento objetivo do progresso, os desportos de raquete não tinham nada equivalente, nem classificações objetivas, nem um percurso de desenvolvimento orientado por dados.
Para colmatar essa lacuna, a Volley criou o primeiro sistema de avaliação e classificação de desportos de raquete do mundo baseado em IA. Atualmente, a Volley é utilizada em clubes por todos os Estados Unidos, proporcionando a jogadores e clubes os dados objetivos que lhes faltavam, com cada unidade concebida, construída, testada e expedida no país.
Fig. 1. Um olhar sobre o treinador da Volley alimentado por IA
O treinador da Volley funciona em pickleball, padel, ténis de plataforma e ténis. Por ser compacto e portátil, a mesma máquina pode ser levada para qualquer campo, e jogadores e profissionais podem deslocá-la entre plataformas ao longo do dia.
A falta de inteligência em tempo real no campo#
Proporcionar um treino interativo exige precisão e rapidez, mas as condições reais dos campos tornam isso difícil. Os jogadores aparecem a diferentes distâncias da câmara, as bolas movem-se rapidamente e variam de tamanho consoante o desporto, e o mesmo treinador pode ser utilizado num campo de ténis num momento e num campo de ténis de plataforma no seguinte.
Não basta saber que há uma pessoa à frente do treinador. O sistema precisa de saber exatamente onde estão os jogadores no campo, o que depende da localização precisa das mãos e, sobretudo, dos pés. À distância, isto torna-se especialmente difícil, e um acompanhamento impreciso compromete a capacidade de resposta que faz com que o treino pareça um jogo real.
Outro fator a considerar é a segurança. Como a mesma máquina é utilizada em vários desportos, um treinador deixado acidentalmente na configuração de ténis poderia lançar uma bola a 80 milhas por hora contra um jogador num campo de ténis de plataforma, muito mais depressa do que se joga esse desporto e com velocidade suficiente para apanhar o jogador desprevenido. O sistema tem de compreender suficientemente bem o ambiente para evitar esse tipo de incompatibilidade.
Além de tudo isto, o processamento tem de ocorrer em direto. A Volley capta e processa vídeo num sistema NVIDIA Jetson com uma câmara integrada, em vez de enviar imagens para a nuvem, pelo que a deteção tem de funcionar em tempo real num hardware compacto e integrado enquanto os jogadores interagem com o treinador.
Utilizar modelos Ultralytics YOLO para impulsionar o treino em tempo real#
No centro do sistema da Volley está um pipeline de IA de visão construído com modelos Ultralytics YOLO que suportam tarefas essenciais de visão computacional, como deteção de objetos, estimativa de pose e classificação de imagens.
Eis três formas como a Volley os utiliza na experiência de treino:
- Deteção dos jogadores e das suas posições: A compreensão da localização dos jogadores e dos seus movimentos é possível graças às capacidades de estimativa de pose do YOLO, que a Volley treinou de forma personalizada para o contexto específico de jogadores no campo em poses próprias de cada desporto. Como a precisão da posição das mãos e dos pés é fundamental, o sistema utiliza uma abordagem em duas etapas. Primeiro, recorre à deteção de objetos para recortar cuidadosamente cada jogador e, em seguida, executa a estimativa de pose nessa região recortada. Esta abordagem funciona bem porque há apenas alguns jogadores no campo de cada vez, em vez de multidões de centenas de pessoas.
- Deteção da bola: A localização da bola em jogo é possível graças ao suporte do YOLO para deteção de objetos, que a Volley treinou para reconhecer toda a variedade de bolas utilizadas nos desportos suportados, cada uma com o seu próprio tamanho e características.
- Identificação do campo: O reconhecimento do campo onde o treinador se encontra é possível graças às capacidades de classificação de imagens do YOLO. Assim, mesmo que o treinador esteja configurado para ténis, mas seja levado para um campo de ténis de plataforma, o sistema identifica o tipo de campo e ajusta-se em conformidade, trazendo vantagens tanto de segurança como de conveniência.
Esta combinação de deteção, estimativa de pose e classificação dá ao treinador a perceção em tempo real de que precisa para responder aos jogadores enquanto estes jogam. Atualmente, a Volley utiliza este pipeline em produção com o Ultralytics YOLO11.
Fig. 2. Exemplo do treinador da Volley baseado em IA em ação
Por que escolher os modelos Ultralytics YOLO?#
Os modelos Ultralytics YOLO proporcionam à Volley a velocidade e a precisão necessárias para o treino em tempo real em campos onde o jogo é rápido, funcionando sem dificuldades no hardware compacto e integrado instalado em cada treinador. A mesma eficiência estende-se à nuvem, onde a Volley pode executar exatamente o mesmo modelo e pipeline, para que as melhorias feitas num ambiente também se apliquem ao outro.
Este desempenho também criou margem para crescer. Ao tirar melhor partido do seu hardware, a Volley libertou capacidade que está agora a ser utilizada para atualizar as câmaras, proporcionando aos jogadores uma experiência ainda melhor no campo sem alterar o pipeline subjacente.
Igualmente importante é a facilidade com que a Volley pode treinar e aperfeiçoar estes modelos. Em vez de anotar imagens manualmente, a Volley grava sessões no campo e cria uma vasta biblioteca de clips com as situações exatas que precisa de captar.
Em seguida, processa essas imagens com modelos de pose mais lentos e avançados, demasiado pesados para funcionar em tempo real no treinador, utilizando-os para rotular os dados automaticamente. Esse conhecimento é depois transferido para os modelos YOLO mais rápidos e ágeis, para que os modelos utilizados no campo aprendam com modelos muito mais pesados e continuem a funcionar em direto.
A Volley expande o treino a quatro desportos com o Ultralytics YOLO#
O impacto da utilização dos modelos Ultralytics YOLO reflete-se na ampla capacidade da Volley para proporcionar um treino reativo. O sistema foi implementado em cerca de 250 treinadores e câmaras no total. Cada unidade capta e processa vídeo em direto no hardware integrado.
Um único treinador funciona em ténis, padel, ténis de plataforma e pickleball. A mesma máquina pode ser deslocada entre campos ao longo do dia, e as capacidades de classificação de imagens do YOLO garantem o seu funcionamento correto onde quer que seja colocada.
Fig. 3. A Volley utiliza o Ultralytics YOLO para acompanhar jogadores e bolas em tempo real nos desportos de raquete.
Esta perceção em tempo real alimenta aquilo que os jogadores veem. Numa sessão de 20 minutos, a IA da Volley avalia as pancadas, os movimentos e a seleção de golpes do jogador. Em seguida, gera uma classificação objetiva, a Volley Skill Rating, e uma análise detalhada de cada golpe do jogo.
O mesmo pipeline também transforma a forma como os jogadores treinam. O treinador lança bolas com base na posição do jogador no campo, permitindo-lhe treinar o trabalho de pés e padrões como Serviço + 1 sem usar as mãos.
Projetar a próxima geração dos desportos de raquete#
À medida que a Volley cresce, a empresa está focada em tornar o treino de desportos de raquete tão mensurável e orientado por dados como os sistemas que transformaram o golfe. Ao combinar visão computacional em tempo real com avaliações objetivas de competências, está a ajudar os clubes a passar da simples gestão dos campos ao desenvolvimento ativo dos jogadores.
Os modelos Ultralytics YOLO continuam a impulsionar este trabalho. Atualmente, a Volley executa o seu pipeline de produção com o Ultralytics YOLO11 e já começou a explorar o Ultralytics YOLO26, a próxima geração de modelos de visão em tempo real, enquanto disponibiliza treino reativo e rico em dados a mais jogadores e clubes.
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