AI技术为运动装上智慧大脑——揭秘可穿戴设备背后的超级算法

随着科技快速发展，运动手表、智能跑鞋、智能背心等层出不穷的科技体育产品从竞技场走向寻常百姓家，不仅让大众健身变得潮流时尚、科技感十足，也通过其中的智能科技为全民健身装上了“智慧大脑”，成为我们身边的科学健身指导员。

运动手表作为入门级可穿戴产品，是许多运动爱好者的标配。许多人在佩戴运动手表运动时可能都会思考两个问题：“心率已经都超过180了，这个数据准吗？”“手表能不能帮我判断有没有达到运动效果？”带着这样的疑问，记者来到位于东莞松山湖的体育总局科研所与华为联合运动健康联合实验室，探寻可穿戴设备背后的科技密码。

“这两个问题的核心一个是精准、一个是有效，我们在这里进行的几十万次的研究试验就是为了解决这四个字。”联合实验室主任、总局科研所智慧体育创新研究中心主任李祥臣研究员表示，随着健康中国和全民健身战略的深入实施，越来越多人认识到主动健康的必要性，运动就是最经济有效的办法。用科技手段为主动健康赋能，通过可穿戴装备，可以为身体提供连续监测，对科学促进健康提供有效帮助。

“要想通过运动获得全方位的健康效益，运动负荷的精准控制是关键，精准的控制需要满足多种场景下的连续动态精准的专业监测，‘专业级’所要求达到的精度远高于只适用于静卧单场景的‘医疗级’。”李祥臣用“刺激—适应—演化—涌现”的“SAEE过程”对可穿戴连续性监测做了进一步解释。没有疾病并不等于健康，疾病和健康是不同维度的概念。疾病往往被定义为特定生命指标偏离了统计学意义上的正常范围，属于静态的结构范畴。健康则不同，它是表征人体为应对刺激所表现出来的能力，属于动态的功能范畴。所以健康监测需要在不同场景下都要达到精准监测。除此之外，健康还需要适宜精准刺激主动地让特定生命指标偏离所谓的正常范围才能获得机能增强。正如“没有疲劳就没有训练”。由于过度疲劳极易导致损伤，科学的效果评价尤为重要。这也是运动扭转慢病、改善身体机能的基本科学原理。

“科技在这个过程中的重要作用就是通过精准的测度，既要达到负荷的极限又要防止过度疲劳。”“进入智能时代，我们可以通过精准的算法和智能系统更‘精’一步，达到更“准”的数量级。”经过几年研究，在“运动行为监测与干预关键技术研究”“运动促进健康精确监测关键技术和专用芯片的研发”等多项科技部重点研发计划“主动健康和老龄化科技应对”专项项目的支持下，联合实验室开发出了我国完全自主知识产权运动健康Farbeat算法系统。Farbeat一方面对数据进行深度挖掘，实现对100多种人体行为的智能识别和状态AI辅助分析，覆盖健康实时检测、评估和预测；另一方面，从底层重构核心算法研发了计算引擎，实现了技术的完全自主可控。同时，利用机器学习等技术实现了自适应质量增强，实现了自动优化不断提高精确度。

ChatGPT的横空出世让人们看到超级人工智能的广阔前景，未来ChatGPT能否代替私教，李祥臣表示，现在，我们在运动健康领域已经突破了国外公司的核心技术的壁垒，攻克了“卡脖子”难题，初步构建了以Farbeat算法为核心的智能健身“操作系统”，随着未来科技的不断赋能，算法系统不断升级迭代，它会从智能跃向智慧，Farbeat将演变为运动健康的“智能大脑”充当个人的运动健康师、健身指导师和身边的医生，此技术对于运动健康产业会有更多作用。