精彩的巴黎奥运会、复旦大学计算机科学技术学院——它们之间有怎样的关联？近期，复旦大学收到了来自上海市体育局的感谢信，信中充分肯定了复旦大学科研团队为奥运备战做出的贡献。来自复旦大学计算机科学技术学院的科研人员，参与研发了奥运备战数据监测和分析平台，助力上海奥运健儿圆梦巴黎——
科技赋能体育：多方协作，筑梦奥运
“我们研发的平台具有开创性。”计算机应用技术专业2023届博士毕业生付娇娇说。复旦大学计算机科学技术学院、上海市智能信息处理重点实验室教师王新、徐辉、金城和周扬帆等带领学生组成科研团队，联合上海体育科学研究所和华东理工大学，从2022年初开始，经过两年多时间，通过前期调研、方案设计、中期开发和后期调试优化，共同研发了奥运备战数据监测和分析平台。该平台助力上海奥运健儿在2024年巴黎奥运会（第33届夏季奥林匹克运动会）中取得佳绩，为竞技体育事业发展提供了有力的科技支持。
奥运备战项目的各相关团队正在开会
在复旦大学读博期间，付娇娇便参与了该项目。2023年1月毕业后，付娇娇到华东理工大学任教，继续推进项目。除了技术方面的任务，付娇娇还承担了一部分项目管理工作：负责沟通两个学校的科研团队，提升两校协作效率。在实际研发过程中，项目被分为三个课题同时进行。付娇娇介绍，复旦大学科研团队既负责数据采集与处理，即“奥运备战多模态数据集中管理平台”的设计构建，还参与了运动姿态评价与估计系统的设计与实现。
她印象比较深刻的成员是来自计算机科学与技术专业的2022级硕士研究生周鸿翔，“我觉得他非常负责任，也很靠谱。”作为主力成员，周鸿翔参与了从立项到验收的全过程，负责数据平台的前端和后端搭建、数据平台在服务器上的部署，以及和多方协调沟通。通过修改代码，周鸿翔统一导出体育团队各种各样的数据，再格式化上传至研发后台，更快捷地将数据标准化。
奥运备战项目的三个子课题
复旦大学团队实现了“个人信息”、“专项训练”、“机能监控”、“体能信息”、“伤病信息”和“竞技表现”这六大数据板块的多源体育数据的自动采集和集中管控，在数据清洗后传输给华东理工大学团队进行数据分析。华东理工大学团队构建了运动员“画像系统”，呈现并预测运动员的技术水平。
数据采集和数据分析是前后两个阶段，但两个团队是同时开展工作的，导致数据质量有时难以保证。华东理工大学团队成员较多，因此在交流指标对应、数据传输等方面的问题时，周鸿翔都需要和多批人员对接，“双方把格式统一下来后，合作效率就提高了。”从复旦大学团队，到华东理工大学团队，再到教练、运动员，是一条环环相扣的链条。复旦大学团队的数据采集为后续分析提供基础，协助教练和运动员做出更科学的决策。
画像系统的总览页面
从需求到实现：用户导向，技术驱动
如何确立项目工作的优先级？“一切的优先级都基于体育团队的需求，他们是有奥运赛事指标的。”周鸿翔回忆，团队首先和体育团队确认需求，综合考虑技术可行性，再将需求转化为平台的具体功能。团队曾多次前往上海东方绿洲、浙江杭州千岛湖和辽宁丹东等专业训练基地进行深入的实地调研，并与上海体育科学研究所、华东理工大学团队和教练等沟通具体需求，例如伤病管理、饮食健康管理等，继而确定了科研工作目标。
团队前往辽宁丹东赛艇训练基地进行调研
体育团队之前使用的备战平台存在数据采集不全、数据处理少等问题，参考价值有限，因此科研团队必须和体育团队进行深入、有效的沟通，确保既满足用户需求，又能用技术顺利实现。这也是付娇娇认为最具挑战性的部分。“运动员会产生哪些数据，教练需要哪些数据、有哪些评价指标、希望如何呈现这些数据……我们作为计算机领域的科研人员不了解这些，体育人员也很难一次性准确描述清楚需求，所以整个沟通过程是多次的。”不同的教练、营养师和队医会关注不同的侧重点，团队需要结合他们的反馈和建议，持续改进研发内容。
团队成员正在进行需求调研
队医此前使用纸质材料记录运动员的伤病信息，无法长期保存，且容易丢失。计算机科学与技术专业2024级博士研究生康春从研二开始加入团队，和成员一起设计了一款微信小程序，队医可以通过筛选运动员和教练的操作上传信息。
康春认为个人收获很大的一点在于和用户沟通：“小程序的开发不是一个写完就能上线的过程，需要我们不断跟用户打交道，梳理需求，然后去迭代功能。”用户方最初给出的需求并不明确。2023年7月，康春和队医一起工作了一周多，通过日常观察和访谈，才了解到用户在工作流程中使用工具的方式，以及开发怎样的工具能同时兼顾功能性需求和非功能性需求，从而给予用户更优质的使用体验，切实提升工作效率。
团队开发的小程序的使用界面
在奥运备战期间，体育团队已经使用了小程序的测试版本。根据队医、教练及运动员的反馈，团队又对小程序进行了迭代更新。“这个小程序不只是在备战期间使用，而是会投入到后续的整个体育事业发展过程中。”该项目不仅关注体育团队在奥运备战期间的具体需求，更致力于持续跟踪并满足用户不断演进的需求，以期为体育事业的持续进步提供长期服务。目前，康春还在负责另一项工作：通过技术手段导出运动员训练设备上的专业数据。
从科研到落地：打通堵点，深度融合
“我、李新宇和康春，都是徐辉老师这部分工作的参与者，负责把当前的各种技术在项目中安全稳定的实现。”周鸿翔表示，金城老师指导下的工作，对技术创新的要求更高。计算机应用技术专业2020级直博生蔡彦麓在团队中主要负责铅球和游泳这两个运动专项。作为主力成员，蔡彦麓全程跟进了项目，曾经到成都、淮安等地进行实地调研。
蔡彦麓的研究方向为3D人体姿态估计。接触这个项目后，他和团队成员一起将体育运动分析与姿态估计结合，组成了专门研究姿态估计的内部小团队，并因此发现了姿态估计在体育落地方面的广阔应用前景。通过回归出人体每个关键点的位置，姿态估计团队会分析运动员的一些关键技术指标（包括运动学和生物力学的指标），例如腕-肘-肩夹角、重心、出手速度、高度和角度等。
分析游泳运动员的关键技术指标
蔡彦麓发现，科研和实际应用之间存在着较大差异。之前做科研基本上是在数据集上进行模型性能优化，但在实际应用过程中，暴露了许多平时不太会出现或者大家关注不到的问题。“比如运动员的姿态很复杂，旋转、遮挡这些现象都比较严重。”为了弥合这种差距，姿态估计团队针对运动专项的特点设计了一些额外算法来解决问题。
“科研和落地之间有差异，我们就可以从实际问题出发，找到背后的一些科学难点，进而去研究出解决方案，在我看来很有价值和成就感。”团队针对落地问题实际情况实际分析，设计了新的方法来解决问题，落地应用反向为科研提供了灵感。科研和落地应用互相滋养，形成良性循环。
为了更好地完成姿态估计，从项目最初，姿态估计团队就一直在讨论如何架设相机，力求给出一个完整的解决方案。为了避免遮挡等问题，团队需要完整地环绕整个运动员、捕获运动员的姿态，“最后我们设计了多台相机，覆盖运动员的360度。这样不同角度间能互相印证，让算法变得更准确。” 姿态估计团队研制出了高水平运动员实时3D姿态研判系统，实时提供关键技术指标，协助教练改进运动员技术动作，大幅提升了训练效率。
利用姿态估计技术，分析铅球运动
一场漫长征途：独行者快，众行者远
项目需要突破许多技术难点，但不只是对技术的挑战，还是一次对团队协作的考验。团队一起走过了长达两年的漫长旅途。“独行者快，众行者远。”回顾整个项目过程，蔡彦麓认为，整个团队的运作是非常和谐高效的。团队成员各司其职，又共享调研资料、相互参考，经过整体的反复讨论和琢磨，突破个体局限，取得更全面、更完善的成果。
第一批参与该项目的研究生已有不少人毕业，但一直有新人不断加入，接替已毕业成员的工作。蔡彦麓负责的姿态估计部分共有六个人参与（蔡彦麓、李云帆、张家栋、成大为、那皓程、庄俨），保证随时有两三个人在做这部分工作，已毕业的成员仍然会积极参与沟通，为项目贡献想法。“大家都有相关的技术基础，还有一些共识，交流起来比较轻松愉快。”
计算机科学与技术专业2022级博士研究生李新宇主要负责网络上国际赛事数据的爬取与分析，他想用“自由”、“团结”、“活泼”来形容复旦大学科研团队的氛围。在参与项目之前，部分成员之间并不熟悉，可能只是听过彼此的名字，一起工作后便拉近了距离，逐渐发展成一个充满生机的团队。
奥运备战项目的各方团队共同努力
项目能顺畅进行，除了科研人员的努力，也要感谢体育团队成员的辛勤付出。体育团队、科研团队凝心聚力，共同为了优异成绩而奋斗，一起推动体育事业的进步。“我们去丹东调研了十多天，在鸭绿江上坐船，看教练指导运动员划赛艇，这种经历很宝贵。”付娇娇对“跟艇”的场景印象深刻，可以看到运动员心率表上飙升的数据，清晰地感受到运动员发力时的力量感和速度。康春也参与了丹东实地调研，对运动员的艰苦记忆犹新，令人羡慕的强壮体魄背后离不开铢积寸累。在现场观看训练的经历，让科研人员对运动有了真实可感的了解，领悟了竞技体育的魅力，对奋力拼搏的运动员感到由衷敬佩。
赛艇运动员在鸭绿江上训练
2024年4月，项目成员为“奥运备战数据监测和分析平台软件”这一研发成果进行了软件著作权登记。“非常感谢各位老师，他们给予了很多支持和帮助，让我们能够顺利完成这个项目。”周鸿翔说。之后团队会维护平台的稳定，保证数据的持续更新，并对平台继续优化。
在这场跨领域合作的故事中，科研与体育碰撞，科研人员的智慧与奥运健儿的拼搏精神相辅相成，激发彼此潜能，令体育事业迸发光彩。复旦大学科研团队以科技创新赋能体育事业，胜利背后交织的数据、代码，源自每位成员的智慧与汗水。这一具有示范意义的项目表明，科研可以成为体育背后的隐形翅膀，期待未来科研和体育的进一步融合。
