Khám phá các ứng dụng của thị giác máy tính trong thể thao

Lịch sử thể thao có thể được truy nguyên ít nhất 3000 năm. Cùng với sự phát triển của công nghệ và xã hội, thể thao cũng thay đổi. Hiện nay, chúng ta đang chứng kiến ngành thể thao ứng dụng thị giác máy tính.

Thị giác máy tính là một nhánh của trí tuệ nhân tạo (AI), tập trung vào việc giúp máy tính “nhìn” bằng cách hiểu hình ảnh và video. Hầu hết các trận đấu thể thao đều đã được ghi hình và phát sóng. Lượng dữ liệu dồi dào khiến ngành thể thao trở thành lĩnh vực phù hợp để ứng dụng thị giác máy tính theo nhiều cách khác nhau. Hãy cùng xem thị giác máy tính đang thay đổi cuộc chơi như thế nào, từ sân đấu đến khán đài!

Khai thác sức mạnh của thị giác máy tính trong thể thao#

Thị giác máy tính đang thay đổi cách chúng ta xem thể thao. Thay vì chỉ xem chương trình phát sóng, chúng ta có thể theo dõi trận đấu được phân tích theo thời gian thực. Sau đây, chúng ta sẽ điểm qua một số ứng dụng thị giác máy tính thời gian thực trong thể thao.

Duy trì sự gắn kết của người hâm mộ#

Ngành thể thao cốt lõi phụ thuộc vào việc giữ cho người hâm mộ hài lòng, gắn kết và được giải trí. Trên thực tế, một nghiên cứu cho thấy 71% chuyên gia thể thao cho rằng mức độ gắn kết của người hâm mộ rất quan trọng để đạt được mục tiêu của tổ chức. Sự gắn kết về cảm xúc với thể thao khiến người hâm mộ tiếp tục quay lại, qua đó tạo doanh thu.

Thị giác máy tính có thể giúp tăng mức độ gắn kết của người hâm mộ như thế nào?#

Thị giác máy tính kết hợp với thực tế tăng cường (AR) có thể bổ sung các yếu tố tương tác khi xem trận đấu. Giả sử bạn đang xem một trận bóng đá. Khi trận đấu diễn ra, số liệu thống kê trực tiếp sẽ xuất hiện trên màn hình. Các số liệu cho biết tốc độ của cầu thủ hoặc khoảng cách những cú sút của họ. AR giúp thực hiện điều này.

Công nghệ này chèn các lớp phủ kỹ thuật số trực tiếp vào chương trình phát sóng trực tiếp hoặc trận đấu bạn đang xem. Thị giác máy tính có thể giúp xác định chuyển động của từng cầu thủ. AR tiếp nhận thông tin này và tích hợp thông tin theo thời gian thực. Công nghệ này biến trải nghiệm xem thông thường thành trải nghiệm tương tác.

Trong FIFA World Cup 2022, FIFA đã ra mắt một ứng dụng AR để nâng cao hơn nữa trải nghiệm tại sân vận động cho người hâm mộ. Ứng dụng sử dụng thị giác máy tính để nhận diện cầu thủ trên sân theo thời gian thực. Ứng dụng cho phép người hâm mộ truy cập số liệu thống kê và bản đồ nhiệt ngay trên điện thoại thông minh. Bằng cách hướng thiết bị vào diễn biến trận đấu, người hâm mộ có thể xem thông tin chi tiết về cầu thủ và bản đồ nhiệt chiến thuật như bản đồ nhiệt của các cầu thủ tấn công bên dưới.

Hình 1. Ứng dụng FIFA AR.

Thị giác máy tính có phải là tương lai của việc gắn kết người hâm mộ?#

Thị giác máy tính đang định hình tương lai của việc gắn kết người hâm mộ. Một cuộc khảo sát được thực hiện với các chuyên gia trong ngành thể thao và họ đồng tình với nhận định này. Người tham gia được hỏi công nghệ nào sẽ thay đổi mức độ gắn kết của người hâm mộ nhiều nhất trong 3–5 năm tới. VR/AR và AI là hai lựa chọn hàng đầu, lần lượt được 33% và 29% số người tham gia chọn.

Hình 2. Đồ họa thông tin về công nghệ sẽ định hình lại ngành thể thao.

Thị giác máy tính đóng vai trò then chốt ở đây. Các model thị giác máy tính giúp những công nghệ này nhận diện và hiểu hình ảnh cũng như khung cảnh. Công nghệ này giúp AR/VR chân thực hơn và nâng cao trải nghiệm của người hâm mộ.

Trọng tài tự động#

Một phần quan trọng của thể thao là đảm bảo mọi trận đấu diễn ra công bằng và chính trực. Theo cách truyền thống, trọng tài là người gánh vác trách nhiệm này. Tuy nhiên, dù làm tốt công việc đến đâu, con người đôi lúc vẫn mắc sai sót. Hệ thống trọng tài tự động có thể hỗ trợ quá trình ra quyết định trong các trận đấu.

Thị giác máy tính hỗ trợ tạo ra hệ thống trọng tài tự động như thế nào?#

Thị giác máy tính giúp các quyết định trọng tài bớt dựa vào phỏng đoán và chính xác hơn. Ví dụ, trọng tài tự động có thể được sử dụng trong quần vợt khi một vận động viên khiếu nại quyết định bóng ngoài biên.

Hình 3. Sử dụng thị giác máy tính để phân xử các trận quần vợt.

Các hệ thống thị giác máy tính có thể sử dụng theo dõi bóng để phân tích quỹ đạo của bóng và xác định chính xác vị trí bóng chạm đất. Bằng cách xử lý hình ảnh từ nhiều camera xung quanh sân, các hệ thống này có thể xác định dứt khoát bóng trong hay ngoài sân.

Công nghệ Hawk-Eye là một ví dụ điển hình về ứng dụng này. Kể từ năm 2021, giải U.S. Open đã thay đổi hoàn toàn cách xử lý các tình huống bóng trong hay ngoài sân và triển khai rộng rãi các công nghệ như Hawk-Eye để tự động hóa công tác trọng tài.

Trọng tài tự động tác động như thế nào đến thể thao?#

Các hệ thống trọng tài tự động cải thiện độ chính xác và tính công bằng của các quyết định trong trận đấu. Chẳng hạn, Trợ lý trọng tài video (VAR) trong bóng đá đã nâng độ chính xác của các quyết định quan trọng tại Premier League từ 82% lên 96%.

Dưới đây là một số cách khác mà công nghệ trọng tài tự động đang tác động đến thể thao:

• Giảm sai sót của con người: Công nghệ này giảm khả năng trọng tài bỏ lỡ hoặc đưa ra quyết định sai về các tình huống thi đấu.
• Tăng tính công bằng: Công nghệ này đảm bảo mọi đội đều được đánh giá theo cùng một tiêu chuẩn.
• Tăng tính minh bạch: Công nghệ này giúp người hâm mộ và các đội hiểu rõ hơn về quá trình ra quyết định.
• Hỗ trợ vận động viên và huấn luyện viên: Công nghệ này giảm các trường hợp bị phạt oan hoặc vi phạm bị bỏ qua.

Hỗ trợ vận động viên tập luyện#

Các vận động viên dành nhiều thời gian tập luyện và nỗ lực phía sau hậu trường. Các buổi tập thường tập trung vào việc cải thiện thành tích thể thao và giảm nguy cơ chấn thương. Với các công nghệ như thuật toán học máy, huấn luyện viên có thể phân tích dữ liệu để tiếp tục tinh chỉnh chương trình tập luyện. Vận động viên có thể tối ưu hóa lịch tập và đạt phong độ đỉnh cao, đồng thời giảm thiểu nguy cơ chấn thương.

Computer vision có thể được sử dụng như thế nào để theo dõi quá trình tập luyện thể thao?#

Thị giác máy tính giúp theo dõi quá trình tập luyện thể thao bằng cách quan sát chuyển động và đưa ra phản hồi khi vận động viên tập luyện. Ví dụ, khi một vận động viên tập hít xà, công nghệ này có thể sử dụng ước lượng tư thế để theo dõi chuyển động cơ thể và số lần lặp, đồng thời đảm bảo kỹ thuật chính xác. Nếu kỹ thuật chưa đúng, hệ thống có thể nhắc vận động viên điều chỉnh để đảm bảo an toàn và nâng cao hiệu quả buổi tập.

Tương tự, khi thực hiện chống đẩy, computer vision có thể phát hiện và theo dõi các yếu tố như tư thế cơ thể và độ sâu của mỗi lần chống đẩy. Công nghệ này phản hồi tức thì về kỹ thuật để vận động viên biết mình đã thực hiện đúng hay chưa. Nhờ đó, họ có thể tập luyện an toàn, hiệu quả và cải thiện thành tích tổng thể.

Hình 4. Sử dụng các model Ultralytics YOLO để ước tính tư thế khi chống đẩy.

Trong các ví dụ trên, bạn có thể thấy Ultralytics YOLOv8 hoạt động và theo dõi chính xác chuyển động của vận động viên trong lúc tập luyện. Model có thể xác định chính xác các vị trí và chuyển động quan trọng của cơ thể theo thời gian thực. Nếu muốn trải nghiệm, hãy xem hướng dẫn theo dõi bài tập của Ultralytics.

Lợi ích của việc sử dụng computer vision để theo dõi quá trình tập luyện thể thao là gì?#

Computer vision đang giúp theo dõi và cải thiện thành tích của vận động viên theo những cách sáng tạo. Công nghệ này kết hợp công nghệ với các phương pháp truyền thống để mang lại kết quả tốt hơn. Hãy cùng xem xét kỹ hơn những lợi ích của công nghệ này:

• Những chi tiết tinh tế về thành tích được phát hiện, mở ra hướng cải thiện cụ thể.
• Phát hiện sớm các chuyển động có nguy cơ giúp ngăn ngừa chấn thương và đảm bảo vận động viên luôn khỏe mạnh.
• Huấn luyện viên và vận động viên có thể điều chỉnh kỹ thuật ngay lập tức nhờ phản hồi theo thời gian thực.
• Các đội ở mọi cấp độ đều có thể tiếp cận phân tích nâng cao, giúp phổ cập việc phân tích thành tích.
• Các quyết định về chiến thuật và tập luyện hiện được đưa ra dựa trên dữ liệu, giảm phụ thuộc vào phỏng đoán và cải thiện chiến thuật tổng thể.

Các startup computer vision và AI đang định hình tương lai thể thao#

Sự kết hợp giữa công nghệ và thể thao đang mở ra những cơ hội mới đầy hứng khởi. Các startup đổi mới đang ứng dụng thị giác máy tính và AI để nâng cao cách chúng ta chơi thể thao, huấn luyện và thưởng thức các môn thể thao. Hãy cùng điểm qua một vài đơn vị tiêu biểu.

Các đổi mới của Hawk-Eye#

Hawk-Eye Innovations là một công ty có trụ sở tại Vương quốc Anh. Công ty chuyên về thị giác máy tính, phát lại video và công nghệ đồ họa. Các hệ thống của công ty đang giúp thể thao công bằng và hấp dẫn hơn. Công ty hợp tác với gần như mọi giải đấu thể thao lớn trên toàn thế giới. Công nghệ của Hawk-Eye bao gồm tính năng phát lại SMART và hệ thống ‘Track’ để theo dõi bóng cùng các vật thể khác.

Hình 5. Hawk-Eye Innovations

NEX Team & HomeCourt#

NEX và ứng dụng HomeCourt giúp việc tập luyện bóng rổ trở nên thông minh hơn. Công ty Hoa Kỳ này phân tích trận đấu của bạn bằng AI và camera trên điện thoại. Ứng dụng cung cấp phản hồi và các bài tập hấp dẫn, mô phỏng tình huống thi đấu. Bạn thậm chí có thể tập luyện cùng bạn bè. Là đối tác của NBA, HomeCourt cung cấp thông tin chuyên sâu từ các cầu thủ hàng đầu.

Hình 6. HomeCourt

Veo#

Veo, một công ty Đan Mạch, đang thay đổi cách ghi hình thể thao địa phương. Cam 3 của Veo có thể ghi lại các trận đấu mà không cần người điều khiển camera. Thiết bị theo dõi diễn biến trận đấu và mang đến trải nghiệm phát sóng. Veo Analytics sau đó phân tích chi tiết hiệu suất của đội bạn. Tựa như có đội ngũ phân tích riêng.

Hình 7. Veo Cam 3

Tổng kết#

Chúng ta đã thấy computer vision tạo ra tác động lớn như thế nào. Công nghệ này đang chuyển đổi mọi thứ, từ quá trình tập luyện của vận động viên đến cách chúng ta thưởng thức các trận đấu. Nhưng đó mới chỉ là khởi đầu. Nếu muốn tìm hiểu các ứng dụng khác của computer vision, Ultralytics có thể giúp bạn.

Khám phá các đóng góp của chúng tôi cho thị giác máy tính và AI tại kho GitHub. Ngoài ra, nếu muốn tìm hiểu cách AI đang thay đổi các lĩnh vực như sản xuất và công nghệ xe tự lái, hãy truy cập các trang giải pháp của chúng tôi.