國立成功大學副校長國立清華大學特聘講座教授 AI 與運動

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AI與運動

國立成功大學副校長

國立清華大學特聘講座教授

US National Policy

Source: Project Play, The Aspen Institute, June 2015

Sport for All

Play for Life

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Active People Do Better In Life

Source: Project Play, The Aspen Institute, June 2015

Sports Industry

 2017年全球運動產業大約$1.338兆(廣義)

 美國約占$5200億 [Plunkett Research, 2017]

 美國兒童運動產業也有 $150億

 2018年全球運動產業約$4885億

 Soccer (43%), American football (13%), baseball (12%), Formula 1 (7%), and basketball (6%) [AT Kearney, 2011]

 相較之下 , 2018年全球半導體產業大約

$4688億

Source: TIME, 9/4/17

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MLBAM Tracking Technology 2014

Trackman

• 丹麥科技公司

• TrackMan Baseball 系統包含

– 3維都普勒雷達驅動棒球追蹤技術 – 影像驅動球員追蹤技術

– AI大數據分析技術

• TrackMan Connect 已經聯結 了美國數十萬業餘棒球選手

Source: baseball.trackman.com

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MLBAM Tracking Technology 2015

FlightScope Ball Trackers

Source: flightscope.com

A subsidiary of EDH (a defense company)

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Rapsodo

Source: rapsodo.com

Hitting 2.0

Pitching 2.0

MLB Umpires Missed 34,294 Calls in 2018

Source: Mark T. Williams Boston University, 2019

www.bu.edu/today/2019/mlb-umpires-strike-zone-accuracy

BCR: bad call ratio

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Robot (Trackman) Umpires in Atlantic League

Source: Washington Post, July 11, 2019

It’s Robot Umpire’s

call

Hawk-Eye

•

MLB球場已經開始佈建，明年球季可能與Trackman系統共存

Source: www.hawkeyeinnovations.com/sports/baseball

• SMART Replay允許 快速檢視判決與改判

• 15部環場高速高解析 度攝影機提供完整資 訊給參賽隊伍自行操 作與決策

• Hawk-Eye跟MLB合 作開發 Coaching System，讓SMART Replay的影像可以跟 MLBAM的數據同步

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Hawk-Eye SMART Replay

•

SMART (Synchronized Multi-Angle Replay Technology)即時記錄與處理所 有攝影機影像資料，並在賽中與賽後提供給不同的使用資料對象

Source: www.hawkeyeinnovations.com/sports/baseball

比賽現場 場外

Google Project Soli

Source: atap.google.com/soli

 8× 10mm²大小 的Soli晶片包含 完整雷達電路 跟天綫陣列

 Pixel 4手機可 能會使用Soli晶

片[June 2019] A radar-on-chip

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Garmin Sports (Sensing & Applications)

Garmin Impact^® bat swing sensor and analysis system

Source: Garmin & PChome

Wearable Example: motusBaseball^TM

Wearable technology for throwing and batting analysis

Source: motusglobal.com/motusbaseball.html

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KinaTrax

•

KinaTrax Motion Capture

– 使用球場周圍的高速攝影機陣列，

速度超過300Hz

– AI及電腦視覺演算法加上多顆

GPU的運算能力及時處理分析選手 及比賽資料

– 量身打造的個別選手生物力學報告

Source: www.kinatrax.com

Intel/Alibaba AI-Powered 3D Athlete Tracking

•

2019年1月7日Intel及Alibaba共 同宣佈，他們合作開發一種以 AI運算驅動的運動員追蹤技術

•

預計 2020年東京奧運啓用，後續 將推廣到其他運動賽事

•

2017年已經跟國際奧委會簽署合 作協議

•

Intel核心技術包含

True View以及Replay Technologies

Source: newsroom.intel.com and 2019 CES, Jan. 7, 2019

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Intel 360° True View and Replay Technologies

2016 MLB All-Star Game 2016 MLB Home Run Derby

2016 NBA All-Star Game

Replay Technologies

結合高速高解析度攝影 機及前瞻圖形技術在電 視上展現3D全景慢動作 重播畫面

Source: Intel

Source: Intel

 Now NBA, NFL, NCAA, Soccer Leagues, Olympic 2020,⋯

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CES Sports Zone (New in 2018)

•

Trends in Sports Technology: smart venue（智慧場館）; immersive media（沈浸式媒體）; quantified athlete（量化運動員）; next-

generation sponsorship（下世代商業贊助）; esports（電競）

Team Tactics? Robot Coach?

• 2018年Tampa Bay Rays開始使用開 場投手 (opener) 概念，Billy Beane (GM of The A’s) 也嘗試使用它

– 稱為假先發

– 取代必須投滿5局才有機會獲得勝投的先 發投手 (starter) (starting pitcher)

• 這種策略强迫打者每一次上場打擊都 要面對不熟悉球路的新投手

• 對先發投手不足但牛棚深的球隊有利

• 過去資料顯示多數投手面對同樣對手 打綫，第三輪起壓制力便大幅滑落

• 打擊率或上壘率有價值？

• 優先抓出局數或防止得分？

Source: The New York Times, Oct. 4, 2018

1 out, runners on 1^st and 3^rd Ground ball to short-stop

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• 在球場的每一寸土 地及比賽的每一個 時刻，記錄每一個 球員及球的每一項 關鍵資料 (位置、速 度、加速度、球速、

轉速、軌跡…)

• 在球場各角落佈滿 Sensors，選手墊肩 裡面植入Tags，追 蹤球員移動準確到 寸的單位

 Amazon bids for US sports channels in new challenge to broadcasters

[The telegraph, 11/20/2018]

Catching Up: National Hockey League (NHL)

•

北美共 31隊，西雅圖即將有第32隊

•

全球有 2億6千萬球迷（北美有8千萬）

•

2019年1月透露和 SAP及Apple合作，開 發

– 槓桿SAP的Cloud Platform處理球場內及 聯盟提供的比賽資料

– 提供雙方教練即時獲取 (使用NHL提供的 iPad Pro) 超過60個球隊及個人統計資料庫

•

NHL從2013年起也在開發一個puck and player tracking system

– 樑柱上的天線可以追蹤接受球員身上以及 球（puck）內的感測器資料

Source: ZDNet

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Source: prosmartinc.com/wp-content/uploads/2018/06/Sportgo-Investor-Overview.pdf

Top US

Universities on Sports Tech &

Business

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Split-Finger Pitch by Freddie Garcia

Source: www.baseballaero.com/2019/01/27/complete-description-of-the-laminar-express/

Joey Gallo, Texas Rangers

2018: G 28, GS 27, IP 175.1, W 12, L 6, SV 1, ERA 2.21, SO 221, WHIP 1.09

Source: www.pinterest.es/pin/27725353928854816/

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Pitching & Hitting

• Biomechanical Principles

– Transfer of force

– Summation of forces

– Flexion-extension sequences

• Mechanics in Pitching

– Weight shift – Trunk rotation – Arm/leg action

• Mechanics in Hitting

– Body stance: both knees, ankles, and elbows in flexion and adduction

– Power behind swing: continue to flex left knee and extend left ankle off the ground while rotating hips away from the pitcher

– Swing: fully extend the elbows, left knee, and left ankle while rotating the hips towards the pitcher and make ball contact

– Follow through: hips continue to rotate, towards hyperextension of the elbow

Source: Nobuhara, Shoulder

Stanford Home of Champions

• Stanford Athletics unveiled its Home of Champions in 2017

– An 18,000-square foot space inside the Arrillaga Family Sports Center

– An interactive, constantly- evolving space designed to showcase 128-yr history of Stanford Athletics

Source:

stanford_ftp.sidearmsports.com/custompages/

HomeofChampions

• 137 national championships

• 113 NCAA championships

• 41 consecutive years with an NCAA championship

• 23 consecutive Learfield Sports Directors' Cups

• 47 Olympians on past four US Olympic teams

• 94% of student-athletes graduate in 6 years

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Stanford Olympic Athletes 2016

Stanford Home of Champions

• Stanford 除了學術頂尖，創

業精神與產業影響力舉世難 匹，學生運動表現更是美國 第一、世界頂尖

• Stanford 引導協助學生運動

與專業學習兼顧，是值得學

習的榜樣

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結語：創造運動產業、提升文化價值

運動 產業

IOT

AI

運動 專業

Cloud

社會 人文

5G

科技 融合

產業 發展 文化

提升

城市

進步