篮球、足球人工智能裁判员的研究
邓维兴
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邓维兴,. 篮球、足球人工智能裁判员的研究[J]. 人工智能研究,2024.2. DOI:10.12721/ccn.2024.157395.
摘要:
随着大数据和机器学习等人工智能技术在体育运动中的应用和发展,体育裁判的智能化逐渐成为一种趋势,由机器来代替人来进行裁判。运用文献资料法和逻辑分析法,对我国体育裁判的人工智能发展趋势进行了思考。我们发现,体育裁判的人工智能在主体合法性方面,存在主体地位、能力、责任等方面的欠缺,手段正当性方面,又面临着数据基础建设与主动创新不充分的两难境地,程序正义性方面又表现出知情程序与经验程序弱化的问题,结果正义性方面又面临结果一致性、结果客观性与结果效率的悖论。因此,目前的体育裁判人工智能仍然只是一种辅助手段,它“善假于物”的功能还需要确定裁判的适用范围,优化裁判数据与算法,完善裁判的正当程序,并对裁判结果进行有效的监控。
关键词: 体育裁判;人工智能;篮球、足球
DOI:10.12721/ccn.2024.157395
基金资助:

一、适用约限:人工智能化的范围厘定 

一是要确定人工智能在其中的辅助作用。在对其应用领域进行探讨之前,首先需要明确其与人工裁判的关系,这一关系决定了其应用的空间与前景。由于受现有技术条件的限制,很难将其形式化为数据语言,并将其输入到计算程序中,更无法从大数据中进行分析。运动裁判只有通过一定的程序,才能通过一定的程序对裁判进行判定,而不是人工裁判。因此,在可见的将来,在可以预见的将来,人工智能仍然只是一个辅助性的角色,它必须由人来决定,而不能取代人的价值选择。只有这样,才能保证比赛的公平性和竞争性,才能避免责任的真空。二是确定人工智能的适用范围。为了确保人工智能能够有效地发挥助手的作用,而不是“喧宾夺主”,需要对它的使用范围进行限制,让它能够做自己想做的事情。对于具体的判定,可以从两个角度来考虑。一是体育竞赛评判标准的充分与否。针对数据不足情况下人工智能操作存在的缺陷,对体育裁判进行人工智能化时,首先要考虑到比赛的信息化水平,即是否有足够多的裁判数据。二是竞技体育赛事的难度。体育项目一般分为速度/力量型(如各种田径项目)、隔网对抗型(如网球、羽毛球等)、竞技型(体操、花样滑冰等)、同场对抗(篮球、足球等)等。在速度/力量类型的比赛中,裁判的主要依据的是时间、距离和质量等物理属性,这种属性的判定比较直接,也比较简单,所以可以进行人工智能的介入;在隔网战类型的比赛中,评委们会根据比赛的实际得分来评判比赛的结果,人工智能能够根据比赛的情况,对比赛的结果进行分析和判断,从而做出胜利和失败的判断,所以,人工智能也有一定的应用前景。在表演难美型方面,裁判们主要是根据评分标准来给运动员打分,因为评分中包含了太多的情绪和价值判断,所以很难对其进行统一的定量。另外,运动员的高难度创新动作也有可能超出了历史数据的范围,所以在使用人工智能的时候,应该慎重。在对抗类型的比赛中,裁判的判断主要是通过动作和击打次数来进行的,但是在比赛中,选手的行为是多种多样的,而且场上的环境也在不断地变化,因此,人工智能很难在特定的场景下作出相应的应对,因此,在比赛中,人工智能的使用也有一定的局限性。

二、手段保障:人工智能化的技术完善 

一是健全运动裁判的数据库。大规模数据是实现人工智能应用的先决条件,而人工智能是否能够较精确地表达各要素间的关联,离不开大数据的支持。此外,体育裁判的智能化还需要建立运动裁判库。具体来说,一是要重视体育裁判资料的数量,要对体育裁判情景进行全面的整理,全面搜集运动规则和裁判范围,尽量搜集大量的历史裁判资料,确保其完整性。例如,在内容上,除裁判内容外,还应该尽可能地覆盖其它对裁判产生影响的要素,例如运动流畅性。二是要重视体育裁判资料的品质,应该建立一套严谨的进入筛选流程,以确保运动员资料的真实性。资格筛选是一种前置步骤,意味着所有的体育裁判资料都必须经过人工的筛选,其审核内容注重形式的正确性,比如对特定的裁判情景和结果是否合理,是否存在明显的错误。三是重视体育裁判资料的时效性,体育裁判资料并不是固定不变的,随着比赛规则等的改变,需要不断地对数据库进行修正,这就要求体育裁判资料要不断地动态地更新。特别是,随着新的体育规则的颁布,裁判尺度的改变,对相关的数据库进行了更新,现实的改变也会导致一些历史数据的失效,这种情况下应该被剔除,以保证体育裁判体系所依据的数据的完整性和准确性。同时,对工艺方案进行优化。体育裁判的智能化不仅要依靠数据支撑,更要从主观能动性的角度出发,以人为中心构建要件知识。一种是将运动裁判规则引入到算法解释理论中,使之符合运动裁判的开放性。裁判规则诠释是裁判工作中的一项重要技能,而这种诠释理论在比赛中因应新情况和新情况而显得尤为重要。从实质上讲,解释论是对超验“裁判规范”的一种超越“诠释研究”,基于确定性推理与紧凑逻辑,将体育裁判可能面临的各种情景融合到运动裁判算法中,构建动态的体育裁判知识体系。二是将体育的基本价值观嵌入到算法中,以弥补对人工智能的价值评判不足。由于算法本身不具备伦理想象,因此,要保证算法的效用,就必须在其内部嵌入良好的价值观,进而构建合乎人性的伦理规范的模式。在设计体育裁判的人工智能算法时,应该在算法中融入体育的基本价值假设,以保证体育裁判的决策能够更好地体现体育的基本价值。比如,通过对当前裁判情景和过去裁判情景的共同价值区间进行比较,对过去判决结果进行加权,从而构建适用于目前裁判结果的价值评判推理预测模型。价值判断的论辩和预测模式,尽管不能完全模仿人的价值判断,但是在某种意义上,它为体育裁判提供了一种基本的运动价值选择。

三、结果控制:人工智能化的多阶段矫正 

作为一种辅助性的体育裁判,其智能化要求充分发挥人的主体性,并为其提供保证。应当指出,“过程介入”并非指在某些情形下,将体育裁判从人工智能系统中剥离出来,回归到传统的判决方式,而应为其打开某种通道,通过专门的程序设计来纠正其缺陷。其中包括“补录环节”与“勘误功能”两个部分。“补录”和“勘误”都是对裁判程序的机械还原,前者是指在比赛中发现的新的、对裁判的裁判结果有影响的证据,可以在系统中随时返回到对应的环节,对裁量要素进行选择,而另一种是在比赛中情况发生重大变化或发现勾选的裁量要素有误时,通过系统设定的纠错途径对已勾选要素进行调整,2个流程均避免了体育裁判人工智能化陷入“一条道走到黑”的误区,提升了裁量结果的可靠性。

结语

现在的人工智能技术已经表现出了很强的智能化、自治性,这使得人与机器的关系发生了很大的变化,让机器不再只是一种工具。这种变化为我国体育裁判模式的创新提供了契机。针对当前体育裁判智能化的发展趋势,我们要对其所面临的挑战进行深刻思考,厘清其在体育裁判中的辅助性地位与适用范围,从数据与算法两个方面推动技术改进,强化智能体系的调控,从而使人工智能能够更好地应用到体育裁判中。

参考文献

[1]何立民,2020.人工智能系统智能生成机理探索之六:从弱人工智能、强人工智能到超人工智能[J].单片机与嵌入式系统应用,20(8):87-89.

[2]金观涛,2019.赛先生的梦魇:新技术革命二十讲[M].北京:东方出版社:118.

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