樂善堂余近卿中學AI龍舟檢測系統 糾正姿勢增同步率助奪學界冠軍

撰文:金敏琍
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樂善堂余近卿中學的龍舟隊,一直是學界比賽常客,日前在第十四屆學界龍舟錦標賽中,勇奪小龍混合錦標賽銀盃決賽冠軍。校長江文其分享,龍舟隊成績大躍進,由去年的殿軍變今年冠軍,認為校內的「AI龍舟檢測系統」應記一功。該系統由老師帶領中三學生設計,通過AI技術捕捉學生在划艇機上模擬划槳的動作,幫助他們改進姿勢,增加團隊合拍性、優化數據分析,從而提升運動表現。

學校龍舟隊成員,中五學生譚雅之表示,「AI龍舟檢測系統」猶如私人教練一樣,能精準分析每一個微細動作,讓她能針對性作出改進,同時選增加與隊友之間默契度;另一名中四學生鄭梓琪亦大讚「AI龍舟檢測系統」助她糾正微細動作,如入槳角度及力量,但教練臨場經驗、佈陣及技巧,非AI系統可取代,兩者互相配合能發揮她們最大潛力。

龍舟總會或引進系統 科學化數據提升運動員潛力

「AI龍舟檢測系統」理念源自校董梁紹安,他同時是九龍樂善堂常務總理及中國香港龍舟總會副會長,他一直致力推動STEAM與AI,曾與太太資助學校設立全港首間AI Lab,他認為AI可與龍舟運動結合,「龍舟是我們強項,配合AI發展,相信能提升學生運動員技術及成績,另一方亦能增加他們對學校歸屬感。」

樂善堂余近卿中學校董梁紹安,是九龍樂善堂常務總理及中國香港龍舟總會副會長,一直大力推動AI教育,認為AI可結合龍舟運動。(鄭子峰攝)

梁紹安認為,相關系統發展潛能巨大,「已與龍舟總會計劃,當未來系統進一步成熟,或會引進總會,將AI與傳統運動結合,利用科學化數據作參考,進一步提升運動員潛力。」

樂善堂余近卿中學目前共設有4部室內划槳機,每部均設有「AI龍舟檢測系統」,學生不再局限過往每星期一次的海上划龍舟練習,學生在午飯及放學後,也可以在校內進行練習。

(鄭子峰攝)

創客課程學習成果 科技給合龍舟隊訓練

傳統上龍舟隊練習受限於場地,學校曾在校內搭建大水池可惜效果不佳。江校長稱,感受到龍舟隊期望進步的鬥心,因而投放更多資源,包括利用學校創客課程(Maker Education)學習成果,讓科技與龍舟隊訓練結合,在為每位學生提供個別化指導,解決教練在船上難以兼顧20多人的問題 。

樂善堂余近卿中學校長江文其,自3年前開始,學校創客課程已加入AI元素,學生由淺入深學習編程技術。(鄭子峰攝)

他指出,自3年前開始,創客課程已加入AI元素,學生學習肢體辨認編程技術,「學生會由最基礎的圖像化編程入手,例如使用類似Scratch或Blockly平台進行訓練,當學生具備基礎後,老師會引導他們進入更深層次的領域,例如教授用文字化程式以及利用 AI 輔助生成程式碼。」

收集港隊成員數據訓練AI系統

此外,為了讓「AI龍舟檢測系統」數據更專業及精準,江校長動用校董梁紹安人脈,成功邀請了香港龍舟隊成員周晉鋒作為訓練AI系統的模範,讓老師及學生收集周的划槳動作數據。

樂善堂余近卿中學研發的「AI龍舟檢測系統」,由資訊科技老師李置業帶領中三學生,歷時 6 個月設計及修正。(鄭子峰攝)

「AI龍舟檢測系統」由資訊科技老師李置業帶領中三學生,歷時 6 個月設計及修正。 系統技術原理是透過辨認骨架點,如肩膀、手肘、手部位置等共約18個點,來分析動作角度並判斷動作是否標準 。李老師指出,鏡頭擺放位置是研發難點之一,學生需尋找特定角度才能完整捕捉運動員的所有骨架點 ;此外,一般攝錄機缺乏深度資訊,當運動員扭曲身體時數據容易偏移,需透過數學公式修正 。

「學校邀請龍舟港隊成員周晉鋒進行實測,我們收集了他在龍舟機上划行500米的數據,包含肩膀、腰部、手臂角度,作為AI系統學習的標準樣本。」李老師表示,系統會根據標準樣本,對比其他使用者,分析動作姿勢是否正確,例如壓腰幅度、手臂是否垂直,然後透過數據去分析運動員用哪一個部位去發力,偵測有沒有「用錯力」。

龍舟運動爭分奪秒,除了技術及力量,隊友之間同步率及默契亦是致勝關鍵,樂善堂余近卿中學的龍舟隊,過去一年除了保持約每周一次的正式海上龍舟訓練外,隊員平日在校內,亦會按自己時間表,透過校內的龍舟機進行每周三、四次的練習。AI數據化分析,改善了隊員划槳動作的同步率,獲得很大進步。今年四月舉行的在第十四屆學界龍舟錦標賽中,校隊今年再戰小龍混合錦標賽銀盃決賽,結果由去年的殿軍躍升至今年冠軍。

第十四屆學界龍舟錦標賽中,樂善堂余近卿中學勇奪小龍混合錦標賽銀盃決賽冠軍。(樂善堂余近卿中學提供)

「AI系統可以練到同隊友默契度,或者發現自己動作同專業嘅運動員標準爭好遠等等。」龍舟隊成員中五學生譚雅之,同時是U18香港代表隊公開組成員,她認為AI系統能提升她進步的鬥心,期望每一個動作都能達到標準。

AI糾正用力過度破壞船第平衡

譚同學笑言﹕「曾有一位力量強大的師兄測試時,竟被AI判定不合格,我們最初以為系統出現問題,後來透過慢鏡回放發現,原來是因為他力度過猛導致重心過度後傾,反而會破壞船身平衡。」

樂善堂余近卿中學中三學生研發出「AI龍舟檢測系統」,透過數據分析,助力學校龍舟隊改進姿勢,增加團隊合拍性,從而提升運動表現。(樂善堂余近卿中學提供)

另一位同是U18的校隊成員中四學生鄭梓琪表示,過往出海訓練,教練難以同時兼顧細看隊友的動作,AI系統就如私人教練,能收集數據作詳細分析,明確指出她「壓腰幅度太細」或「入水角度不準」等問題。

「以前可以姿勢不正確、入槳角度錯了,未必每一下都能用到力,但當姿勢做對了,起碼能減低扭傷的機會。」鄭同學如是說,但她同時強調,AI系統能作為輔助角色,不能取代真人教練臨場經驗、技巧及排陣角色。

兩位學生期望透過AI系統,能助龍舟隊更上一層樓,並以下年學界龍舟賽,能闖金盃賽爭雄。她們亦發現AI與運動息息相關,未來有興趣投身結合科技與體育的相關領域。

樂善堂余近卿中學龍舟隊成員譚雅之(左)與鄭梓琪(右)期望龍舟隊成績能透過AI系統輔助更上一層樓,校長江文其全力支持。(鄭子峰攝)