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機器人時代的運動人才:當科技遇上人體,接下來誰來接手?

115/04/28 瀏覽次數 76

深夜的體育館內,一名球員正反覆練習三分投籃。場邊不見教練,僅有幾支相機和電腦。電腦螢幕上的AI視覺演算技術透過連動相機即時擷取影像,並辨識球員的骨架節點;每投出一球,系統便根據教練預設的SOP進行檢核—若手肘抬起高度不足或收球位置偏差,螢幕便即時跳出提醒。這是國立清華大學資訊工程學系暨運動科技中心副主任胡敏君教授團隊的研發成果,他們將GPU(圖形處理器)的影像處理技術與AI演算法導入運動現場,讓過去侷限於實驗室的精準回饋,真正走進基層練習場。

與此同時,在國立體育大學的研究室內,物理治療師出身的運動保健學系張曉昀教授正審視著職業棒球投手在牛棚練投的影像紀錄。即便AI動作分析顯示投球角度符合規範,張曉昀教授卻能從揮臂瞬間細微的慣性偏移中,察覺球員肩胛區域潛藏的肌肉緊繃與疲勞。這兩個場景揭示了運動競技場的新常態:在運動科技普及的過程中,產業真正稀缺的不再是單一技術能力,而是能同時理解「數據邏輯」與「人體知識」的跨領域轉譯人才。

國立清華大學資訊工程學系胡敏君教授團隊開發AI視覺系統,依教練設定SOP即時檢核動作,提供精準訓練回饋。(圖片提供:國立清華大學資訊工程系胡敏君教授)

國立清華大學資訊工程學系胡敏君教授團隊開發AI視覺系統,依教練設定SOP即時檢核動作,提供精準訓練回饋。(圖片提供:國立清華大學資訊工程系胡敏君教授)

運動科學求其真 運動科技捕捉數位感官

要理解這場人才變革,必須先釐清「運動科學」與「運動科技」這兩個常被混用的概念。國立體育大學運動保健學系張曉昀教授解釋,運動科學是探究人體生理、心理、生物力學、運動醫學甚至是營養學的廣博學問,核心在於理解人體在不同負荷下的運作本質與機制。相對而言,運動科技更像是科學實驗的「感官延伸」,利用智慧化裝置精準量測運動員的表現。兩者相輔相成,數據才具有生命,進而轉化為有效的訓練指引。

從技術端來看,國立清華大學資訊工程學系暨運動科技中心副主任胡敏君教授則指出,這場變革得以發生,關鍵在於數據採集技術的「去門檻化」。過去進行生物力學研究,必須在人體貼滿感應標籤,並架設昂貴的紅外線攝影機捕捉軌跡,不僅流程繁瑣,貼片也常干擾球員體感。近年來「無標記」(markerless)影像技術的發展(「無標記」影像技術,指不需在人體貼附感測器,僅透過攝影影像與AI辨識,即可重建動作軌跡與骨架結構的分析方式。),正逐步打破這道技術圍籬,透過AI影像辨識與3D重建,只需利用易取得的攝影機或是手機內建相機,即可在不干擾球員的前提下精準捕捉軌跡。

胡敏君教授強調,不同於以往基於輸入彩色影像直接預測骨架3D節點的作法,目前最先進的技術會對沒有貼反光點的動作影像,先預測這些描述姿態的重要人體表面點的位置,再由這重要點位反推內部骨骼結構,有效提升了骨架預測模型的準確性。當數據獲取成本大幅降低時,深藏在實驗室的身體理解能力開始延伸至基層教練、家長,甚至一般使用者手中。然而,能量測並不代表能解讀;如何賦予數據背後的意義,正是下一個挑戰。

演算法存在死角 標準化難抵人體的個體差異

儘管數據收集幾乎能做到即時精準,但量測普及並不等於競技表現提升。從技術應用的角度,國立清華大學資訊工程學系胡敏君教授坦言,目前全球尚未出現任何一套系統能百分之百指引教練或球員達到完美表現。原因在於科學追求的「標準化」在面對差異龐大的人體結構時,往往力有未逮。她指出,國外雖長期收集資料以建立一套參考標準,但若將美國大聯盟身材高大球員的數據標準直接套用在臺灣球員,往往會產生嚴重偏差。每位球員的肌力基礎與揮棒速度天生不同,當生理條件受限時,如何找到最高效率的揮擊路徑,目前仍缺乏放諸四海皆準的答案。

這種斷層在競技現場尤為明顯。胡敏君教授觀察到,目前AI在高階競技中多集中於策略分析,例如觀察對方投手的配球習性,而非直接調整姿勢。事實上,頂尖職業殿堂亦不乏「修正姿勢後表現反而下滑」的案例。這是因為AI目前難以理解深層的「全身動力鏈」(Kinetic Chain),即身體各部位如何協同發力以達成效率最大化。若一味追求數據上的完美角度,卻忽略球員長年累積的身體慣性與發力韻律,科技工具反而可能破壞原有的協調性。

從人體與實務經驗的角度,國立體育大學運動保健學系張曉昀教授則從另一個維度補充數據的侷限性。她強調,資料是量化的,但「人」極難被量化。即便數據分析顯示動作處於巔峰,實際表現仍可能因生理或心理的細微變因而下滑。在她的實務經驗中,球員表現不佳往往源自睡眠不足、對賽事的焦慮,甚至是突如其來的雜念。張曉昀教授分享,曾有球員因過度在意數據,在比賽中產生「想要用力催球速」的念頭,僅此一念偏差,就導致原本協調的動力鏈瞬間崩解,表現不增反減。

這種「數據」與「表現」之間的落差,凸顯了運動科技的盲區。數據往往只是特定時間點的「快照」,但人類的運動狀態卻是動態的過程,若依賴一次性測試便輕率給予建議,反而會增加球員心理負擔。回到張曉昀教授的觀察,她指出,有效的數據應用須建立在長期追蹤上,觀察球員在不同週期下的變化,找出數據波動背後的真實原因,而非盲目追求特定數值。

因此,未來的運動人才須具備在數據中尋找「人味」的轉譯能力。他們不能僅是操作儀器的技術員,更要懂得在曲線異常時主動詢問球員:「你昨天睡得好嗎?」或是從動作的細微偏移中,察覺球員是否正處於信心危機。當科技將動作拆解為無數座標點時,轉譯者必須負責將這些點重新串聯,找回那份無法被自動化取代的身體連結與直覺。

跨域協作為橋 打破教育與實務斷層

要培育能連結數據與身體的轉譯人才,教育體系的調整成為關鍵。其中,在技術端與實作接軌的訓練上,國立清華大學資訊工程系胡敏君教授觀察到,過去研發常陷入資工端「閉門造車」與運動現場「難以表述需求」的困境。為此,國立清華大學推動「多媒體技術於運動科學之應用」課程,要求資訊工程學系與運動科學系兩系的學生共同開發系統,並引導雙方跨出一小步:運科生學習以視覺化方式繪製使用者流程圖,將專業需求具體化;資工生則學習將冰冷的骨架座標轉譯為直觀圖表。這場跨領域對話,正是轉譯能力最扎實的訓練場,確保科技研發不再只是工程端的獨舞,而是能精準扣合場域實務。

這種教育轉型也反映在全國體育相關科系的更名潮中。國立體育大學運動保健系張曉昀教授指出,更名為「運動科學系」不只是招牌更動,更是課程重心的翻修,從術科訓練轉向生理監測與資料解釋。轉譯人才必須理解數據的統計意義,並據此提出具體的調整方案。透過將解剖學的肌肉走向與影像辨識的運動軌跡相互對照,學生進入職業隊或科研團隊後,才能從數據洪流中抓出最有價值的情報,成為教練與研發者之間的關鍵橋梁。

當跨域人才投入市場,改變的不只是訓練模式,體育專長生的職涯亦有了無限可能。張曉昀教授分析,僅有極少數人能登頂職業殿堂,但若補足科技素養,其餘學生便能轉型為極具競爭力的運動資料分析師。體育專長生長期訓練下磨練出的「高挫折忍受度」,在面對繁瑣、重複的數據處理時,是其他學科背景者難以企及的強項。

為了讓這份轉型向下扎根,國立清華大學資訊工程系胡敏君教授近年持續投入跨域培育,透過營隊與課程設計,帶領高中生接觸AI動作分析、機器人應用與企業場域觀摩,並同步強化英語能力。這不僅是技術體驗,更是職涯視野的啟蒙,讓原本專注於訓練的年輕運動員逐步意識到,他們對運動的熱愛,以及對肢體發力與動作細節的敏銳直覺,其實都是能跨界轉化的專業實力,更可以進一步延伸至延伸至科技、行銷,甚至3D動畫製作與動作重建等領域。人才革命的終極目標,是讓運動員憑藉對身體的深刻理解,成為引領科技產品落地、定義產品價值的核心人物。

跨域培養讓體育專長生拓展職涯,結合科技素養轉型為具競爭力的運動數據分析人才。(圖片提供:Shutterstock)

跨域培養讓體育專長生拓展職涯,結合科技素養轉型為具競爭力的運動數據分析人才。(圖片提供:Shutterstock)

在機器人時代,數據提供了精準地圖,但運動的靈魂終究存在於無法被完全量化的「生命感」中。真正的未來人才,是能跨越工程邏輯與生理本質,將座標重新串聯為溫暖指引的轉譯者。當科技將動作拆解成數據,轉譯者的價值就在於找回對人的關懷。這份賦予數據溫度的「轉譯力」,才是引領運動產業在數位洪流中,踏出真實步伐的靈魂核心。

資料來源

1. 專訪國立清華大學資訊工程學系暨運動科技中心副主任胡敏君教授

2. 專訪國立體育大學運動保健學系張曉昀教授

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