專欄
運動員的第三隻眼 成奪牌秘密武器
藉體育表現來展現國家強盛的氛圍下，視「運動科學輔助」為奪牌秘密武器一點也不為過。立法院1月10日通過「國家運動科學中心設置條例」，企圖藉由影像化與數據化，能即時、快速、準確地控管運動員的生理、心理、技戰術、運動力學。讓此秘密武器成為運動員跟教練的第三隻眼，讓鍍金之路走得更安全、更有方向、更有信心。
全世界的頂尖運動選手比耐力、比意志力、比技戰術，還比運動科學量能。（圖／獨立特派員）
拳后陳念琴的運科團隊
新竹市立體育館的拳擊擂台上，雙方你來我往，一方對手是被稱為「台灣拳擊女王」的陳念琴，台灣史上首位登上奧運殿堂的女性拳擊選手；另一方是成德高中的拳擊後輩們。拳后收斂起在競技場上的殺氣，僅散發出身經百戰的從容與銳利。
「柯文明教練是清大拳擊隊教練，念琴是我們學校的學生，當然要相挺!」在擂台旁的清華大學運動科技中心主任邱文信，也是陳念琴就讀運科系碩士班的老師，2019年清大投入科技資源，開發「專業拳擊標記系統」的情蒐工具，「知己知彼百戰百勝是這個系統的主要精神，完全是為念琴量身打造的」，邱文信說。
2020東京奧運時派上用場，這套拳擊標記系統分析項目包括前置技術(例如，身體擺動、腳步換位等)、得分技巧與方式、習慣動作、擂台位置，每個動作都數據化，赤裸呈現選手優劣勢。陳念琴認為即便身經百戰，「但對手有些技戰術沒辦法直接察覺到，透過標記系統，就很容易抓出對手破綻，之後練習就能想辦法攻破他。」
情蒐對手的過程相當工於心計，尤其部分國際賽僅允許手機或一般相機入場，甚至禁止手機，反倒是場館的監視器、賽事轉播的攝影機都是舉辦國最有力的情蒐工具。「如果你沒有情蒐別人，別人卻來情蒐你，他會把你壓制得死死的，你卻不知道為什麼，」柯文明教練指出，運科情蒐工具早已是各國頂尖選手的基本配備。
清大運科中心團隊為陳念琴量身訂做的專業拳擊標記系統。（圖／國科會精準運科2.0團隊）
除了情蒐工具外，團隊正在開發「拳擊虛擬教練」，由電腦將選手動作與正確動作相比對，再藉由AI生成指導建議，告訴選手缺失在哪，以及如何改進。邱文信指出，「畢竟教練時間有限，希望每位選手都擁有自己的虛擬拳擊教練，教練也可從後台數據瞭解選手狀況。」
圖三，開發中的「拳擊虛擬教練」，電腦辨識選手動是否正確，並由AI生成指導建議。（圖／國科會精準運科2.0團隊）
「有一天柯教練問我，有沒有辦法讓念琴從他當時比賽時候的視角去看對手，這樣更知道失分跟得分的原因，」清大資訊工程學系副教授朱宏國便捲起袖子投入「拳擊元宇宙」計劃，希望將拳擊擂台所有會發生的情境複製到虛擬世界中，選手得以用第一人稱視角來練習。
但光是要將2D畫面轉為3D便是大工程，「拳擊是非常激烈的對戰，增加我們姿態辨識跟3維重建的困難度，尤其沒拍到畫面的部分如何重建，讓整個虛擬世界更逼真是技術上的挑戰」，朱宏國說。
在虛擬世界練拳有好有壞，「我們有時候只能自己想像對手打空拳，如果真的出現一個虛擬對手，不用想直接做反應，」但陳念琴也點出虛擬世界沒有拳拳到肉的碰撞，「不知道對手是輕打、重打，也不知道自己身體承受度。」
追趕美職棒運科
高速攝影機協助選手與教練找出動作問題，避免受傷，且朝正確方向來訓練。（圖／獨立特派員）
談到運動科學輔助領域，絕不能漏掉美國職棒。
前旅美選手、現為美職遊騎兵球探的張立帆分享美國運科現況:「以設備來說，遊騎兵實驗室一面牆約有10支高速攝影機，觀察關節角度、速度、變換。每項數據都有一個專業人員把關，」美國職棒擁有頂尖選手數據庫，一經比對，就可依該選手優劣勢擬定訓練菜單，「錢可以買到設備，但台灣沒有數據，也缺乏動機去做，很可惜。」
即便看不到國外運科的車尾燈，但臺灣體育運動大學運動與資訊傳播學系副教授黃致豪仍認為，發展自己國家的運科輔助設備勢在必行，因為「使用國外運科設備時，收集到的數據，有的智慧財產權是廠商的，有的是廠商有權利使用，如果我們永遠都在用他國的運科器材，等於一直送數據給別人」。
黃致豪與張立帆合作，用高速攝影機分析球員動作，找出問題，擬定訓練菜單。「調整之前球速最快只有143，正式比賽大概138、140而已，」台鋼雄鷹新秀投手黃紹睿，2022年為了準備中職選秀，本身就是臺灣體大學生的他，找上黃致豪與張立帆，用一系列運科輔助，找出癥結點，約兩個月後，「第一次測試會就丟到146。」
圖五，臺灣體大、臺大、逢甲三校合作，開發骨骼關節重建系統，協助選手精準訓練。（圖／國科會精準運科2.0團隊）
柔軟度、肌力、骨骼力學等都與球場表現息息相關，為了更好控管球員身體素質，黃致豪與台大、逢甲兩校合作，預備重建骨骼關節，「包括疲勞判斷、球員動力鏈使用是否正確、肌力是否足夠等。」
圖六，未來連3級棒球場都能建置電子好球帶。（圖／國科會精準運科2.0團隊）
黃致豪走進臺灣體大棒球場，場邊有6台攝影機，畫面連接至棒球場控制室，裡頭的電腦分析「Karma Zone」，也就是判斷好球壞球的電子好球帶系統，可給評審、教練、選手、觀眾做參考。
「未來往基層扎根，」黃致豪將系統重新建構，希望用更便宜的電腦與攝影機就可算出投球進壘點，「以後3及棒球場都有能力建置電子好球帶。」
引進日本AI體操評分系統
圖七，富士通AI感測與骨骼辨識處理技術，只需幾秒鐘，即可無死角分析選手動作是否標準。（圖／獨立特派員）
為了學習國外前端技術，臺灣師範大學3月2日引進日本富士通AI感測與骨骼辨識處理技術，搭配4台高速攝影機，便能無死角分析選手動作是否標準，「體操員的動作是否標準，如何判定時常造成爭議，」臺灣師範大學運動競技學系助理教授翁士航、他是被譽為「世界貓王」唐嘉鴻的恩師，這套系統在他看來，可以協助評審做出較客觀的裁決。
實際測試軟體效果，體操員祺媛在平衡木上做完指定動作後，僅幾秒鐘，3D影像分析便出爐了，包括角度、高度全都數據化、影像化。祺媛說:「有時候你覺得自己做到了，但數據一看，才發現自己離標準仍有差距。」
另一位體操員湘涵在做動作時不慎受傷，「其實我們在做動作很快，時常不到1秒就結束了，所以受傷當下，我跟在旁觀看的體操員都不覺得有何異樣，但透過運科系統就發現動作差滿多的，一般平面影像沒辦法看得那麼精細。」
受傷對運動選手生涯很致命，但若不能從中學到經驗進而預防更加致命。翁士航認為，透過運科輔助器材回推受傷原因，建立模型，避免犬首重蹈覆轍再受傷。
日本富士通這項運科技術已經作為多場國際體操競賽的評分系統，但是提供他國做測試卻是首次，第一站是台灣。「這套系統清楚將體操員精細快速的動作3D視覺化，」主持國科會擴大運動科學研究能量與成果橋接計畫主持人、臺灣師範大學運動休閒與餐旅管理研究所教授陳美燕指出，希望此次與日本合作，讓台灣學界跟教練開拓運科輔助視野。
圖八，國訓中心運科處肩負奧亞運選手運科訓練任務。（圖／獨立特派員）
運科成各國選手標配
「運動員的體能、心理、戰略、智慧等一切，勢必可以達到一定的精準度來進行控管，」翁士航以體操界為例，德國、美國、日本等國導入科技、AI輔助運動員「已經是常態」。
台灣專門支援奧亞運選手的運動科學單位是國訓中心的運科處，運科處長吳柏翰指出，進來中心第一件事是營養教育，尤其量級選手體能消耗量大，食慾旺盛，「加上我們中心伙食很好，選手飲食不正確，容易導致體重失去控制，影響表現。」
圖九，國訓中心情蒐戰情室，蒐集分析各國頂尖選手的技戰術與優劣勢。（圖／獨立特派員）
運科處同時也有運動傷害防護以及力學支援，分析選手動作跟力學理論是否一致。另一項重中之重的認識當然是情蒐。走進2022年底斥資百萬建置完成的情蒐戰情室，有電競等級的電腦配備以及好幾面大尺寸螢幕，並且配有四台攝影機，選手教練看完分析影片後，可以在攝影機前直接演練，比對動作。
「戰情室主要是將情蒐的影片剪輯分析，並且進行力學動作分析，」協助2020東奧柔道項目的情蒐人員張沛騰，本身具資工背景，有時需要自己寫或修改適合本國選手的情蒐軟體。我國柔道好手楊勇緯奪下東奧男子60公斤級銀牌，張沛騰身為情蒐人員，「我覺得與有榮焉，也是這份工作很棒的地方。」
圖十，台灣運動人口少，市場小，難以發展具規模性的運科團隊。（圖／獨立特派員）
台灣運科路的困難
運科輔助愈來愈重要，然而優質人才卻是發展的第一個困難。運動科學需要大量且優秀的資工軟體人才，「但是學生畢業後如果去興盛的半導體業，那就不是七萬、八萬可以解決的，」黃致豪的運科研究都是國科會計畫支持，然而計畫經費與半導體誘人的薪資福利相比，絕對黯然失色。
經費多寡跟運動市場規模息息相關，台灣關注運動競賽的人口少，就連國民運動棒球的門票費用，都難以支撐完整的運科與數據分析團隊，更別提其它運動項目。
立法院1月10日三讀通過「國家運動科學中心設置條例」，位階與國訓中心一樣是行政法人，監督機關是教育部，明訂八大業務範圍，「目前國訓中心的運科支援重點在執行面，也就是現場支援執行；未來的運科中心要加強運動科技的研究加值運用，包括研究人才培育。」教育部體育署競技運動組組長藍坤田指出，運科中心特別強化奧亞運選手的支援量能，同時希望產生外溢效果，使非奧亞運的各級運動員也能受惠，達到運動科學普及化目標。
觀念改變是發展運科的另一個困難。「過去台灣運動員的訓練比較傾向師徒制，教練自己從沒有過運動科學輔助的經驗，」陳美燕分析，在此背景下，部分教練不信任運科效能。
對此，國訓中心針對教練定期開設運科課程，「由國訓中心運科人員親自授課，教練必須來聽，並且拿出效益成果與教練選手溝通，」吳柏翰認為，長此以往，整體運科輔助觀念大幅進步。
不過，部分運科輔助的懷疑論者較相信身經百戰的歷練與經驗。本身養成過程沒有運科輔助的柯文明確認為，主觀經驗與客觀科學是相輔相成，沒有衝突。「運科是輔助、是參考，人是變動的，」如果選手因為情蒐系統說該對手出某招數機率有八成而一直等待，不做其它反應，「絕對完蛋。」
「選手以前受傷，只知道冰敷或復健、看醫生，但他不知道為何受傷；藉由科技介入，讓選手清楚知道問題所在，也會更懂得保護自己身體，瞭解自身能力在哪裡、可突破的點在哪裡，」陳念琴認為，主觀經驗與客觀數據都不能偏廢。
張立帆也認為:「從事運科教學的工作者都需要有經驗、有過程，如果只是用數據用科學跟棒球員溝通，沒辦法說服別人。」
（※邱惠恩 鄭仲宏 張智龍 周明文／採訪報導）
