テクノロジー TECHNOLOGY

AI、IoT、そして5G!次世代テクノロジーを集結し、スポーツ指導を進化させた「アスリーティックラボ」とは?

Yuka Shingai

日本における第5世代移動通信システム5Gのサービス開始がいよいよ目前に迫っている。高速大容量、低遅延、多端末接続の実現により、よりバラエティ豊かなサービスをより快適に楽しめるようになると推測されている。KDDIとKDDI総合研究所、株式会社アクロディアはスポーツ行動認識AIとセンサー内蔵型ボールからスマートフォンで取得したデータを活用し、選手の技術向上に役立てることができるアスリート育成支援システムを2019年10月に発表、スポーツテックサービス分野へ本格的に乗り出した。AI×IoTという最先端技術を駆使したサービス『アスリーティックラボ』の詳細や、提供するにあたっての課題点や今後の展望について、KDDI総合研究所にて話を伺った。

全身65か所の骨格点から身体の基本動作を認識して、
リアルタイムでアドバイスを返す

KDDIとKDDI総合研究所は2018年に、単眼カメラの映像からスクワットやランジなど31種類のトレーニング動作や姿勢を認識する「宅内行動認識AI」を開発。
コーチや指導者がつきっきりでなくても、深度センサーや専用デバイス、高度な技術を用いずとも、スマートフォンのカメラで撮影した映像から行動を認識し、各トレーニングのカウントや姿勢、テンポをリアルタイムでチェックできるようになった。

そこから発展したのが今回取材したアスリート育成支援システム『アスリーティックラボ』に使用されている「スポーツ行動認識AI」である。「スポーツ行動認識AI」では、同じくスマートフォンで撮影した競技者の映像から、全身65か所の骨格点を抽出して、指先を含む骨格などの動きや、ボールを捉えパスやキャッチなどを行う基本動作を認識、フォームから身体の使い方までをリアルタイムに解析することが可能となった。

このシステムは2019年8月に開催されたスピードクライミングの国際大会でも、出場選手の競技記録やリプレイ動画を世界記録と比較しながら会場のディスプレイに表示する “トライアル” で使用されており、競技者のみならず観戦者に向けた新しい体験を提供する施策として高く評価された。


KDDI総合研究所 スポーツ行動認識AI

このAIを用いたシステムに、アクロディアが開発した3次元モーションセンサーを搭載したボール型IoTデバイス「TECHNICAL PITCH (テクニカルピッチ)」を組み合わせたものが、今回の最先端技術を駆使したスポーツテックサービス『アスリーティックラボ』である。このボール型IoTデバイスとの掛け合わせをすることで、「スポーツ行動認識AI」の画像解析だけでは分からない部分までをも補うことができるとKDDI総合研究所 メディア認識グループの田坂和之氏は語る。

「スマートフォンのカメラではまだ、競技している様子をスローモーションで捉えることまではできません。そこでボールの中にセンサーを入れることで、ボールがどれくらい加速しているのか、回転しているかが分かり、競技者のフォームとボールの関係性を知ることができるようになりました。今回のサービスを用いれば、それらをおさえた上で選手に、それも即座にアドバイスすることが可能となったというわけです」

マイナースポーツや学生チームでも
スマートフォンさえあれば、
高度な指導を受けられるように

『アスリーティックラボ』

「TECHNICAL PITCH」は、野球ボールとスマホさえあれば手軽に投球の分析ができるというサービス。2017年に販売が開始してから登録ユーザー数はすでに2万件を超え、100万球の投球データをクラウド上に蓄積している。重さや硬さなど、硬式野球ボールの規格に準拠しているが、2019年12月には軟式野球ボールの販売もスタート。今後サッカーやバレーボール、ゴルフなど他の競技にも順次対応していく予定だという。

ボールとスマートフォンを Bluetooth でペアリングを行い、ボールに搭載したセンサーから送付されるデータが専用アプリで解析される。回転数、回転軸、球速、球種、変化量 、腕の振りの強さ、時間(構えてからリリースするまでの時間とリリースされてからキャッチャーが捕球するまでの時間)、動画(計測時にスマートフォンのカメラで動画を撮影し計測結果と同期)を記録することができるという。


「マイナースポーツや学生チームのように活動資金に余裕がなくても、スマートフォンさえあれば映像をチェックしながら戦略を立てていくことができますし、自宅でのトレーニング時や1人で練習する際にも指導が受けられます」(田坂氏)

近年、スポーツ指導におけるデータやエビデンスの重要性が叫ばれ始めるようになったものの、現場ではいまだにコーチの感覚や経験に左右されることも多い。そんななか、今回のサービスの検証に協力してくれる大学の運動部に対しては、AIを活用したコーチングと強調するのではなく、競技者の「今」の状態をチェックすることができるものとしてアプローチを進めていった。

「過去の映像と並べて比較すると、動きが少し固くなっているな、など自分自身で体の変化を確かめられるので、ケガの予兆検知などにも繋げていくことができます」と、自己研鑽も含めアスリートの全般的なサポートが実現しそうだ。

認識できる点数が増えれば必然的に処理が重くなる。
速さと精度を保つことが決め手

開発の肝となったのは、画像認識の速さと正確さであったと、田坂氏は語る。

「実際使ってみるとよく分かるのですが、自分の動きを撮影して、フィードバックが即時で表示されるか、1〜2分後に表示されるかでは前者の方がユーザーも理解しやすいし、実際に、上達のスピードもアップします。開発の初期は、体の大まかな骨格、目や鼻など、17か所のみでしたが、両手両足の指関節、かかとなど認識できる点を段階的に増やしていき、1年半ほどかけて65点まで到達したので、スピードクライミングのトライアルでもどのようにホールドをつかんでいるかまで、より正確に表示できるようになりました。
しかし点数が増えた分だけ当然処理は重くなり、速度と精度が落ちてしまいますから、いかに精度を保ったまま、速く認識できようにするかは技術面での苦労でもありました」

スポーツでの利用であれば現段階の65点で大体網羅できるが、顔のパーツひとつひとつや、体の輪郭まで認識できれば適用先が広がる余地は十分にある。
現状、技術的に不可能ではないものの、4G、LTEといった通信方式では高画質の画像やフレームレートの大きい動画をサーバーにアップするのに時間がかかってしまうが、5Gの実用化が始まればより解析がスムーズになり、たとえばゴルフクラブのヘッドなど細かい動きもぶれることなく表示できるなど、ユーザビリティの向上も見込めそうだ。

アスリートの支援だけではなく、
日常的なレクリエーションにも。
誰でも使えるエンジンに成長させたい

KDDI総合研究所 メディア認識グループ 田坂和之氏

今後、解消していきたい技術的な課題は、人の接触が多い部分の画像解析だという。

「1人でプレイする競技や団体でも離れているか、組まれていない場合なら問題ないのですが、人が密集するところ、柔道やレスリングのように組み合うことが多い競技だと、画像だけではどちらの手であるとか、どちらの顔であるかがまだ識別しきれていないところがあります。ラグビーのスクラムを想像すると分かりやすいと思いますが、肉眼で見ても分からないものは、やはり画像で見てもなかなか分かりづらい。少しずつ技術は改善されていっているので組み合うスポーツにもどんどん適用していけるのが理想ですね」

IoTボールの活用を組み合わせたサービスのため、アスリート育成に特化したスペシャルなプログラムという印象も受けるが、あくまでも目指すのは、誰でも手に取れるエンジンとしての成長だ。

「サッカーでも逆上がりでもいいんですけど親子で公園に行ったときに、親の主観でアドバイスするんじゃなくて、データで示してあげる方が子どもも主体的になるのではないかと思うんです。何で伝わらないんだ!って親がもどかしくなってしまうせいで、イヤになってしまうお子さんもいますから、人それぞれのアドバイスができる存在として、日常的なレクリエーションに取り入れてもらえると嬉しいですね」と田坂氏は笑顔で語る。

5G開始、そして東京オリパラ開催と、スポーツテックのメモリアルイヤーとなること間違いなしのこの1年、大きな発展に期待したい。

(text: Yuka Shingai)

(photo: 壬生マリコ)

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テクノロジー TECHNOLOGY

ダンスに音は必要ない!?鹿子澤拳「Sync-pulse 振動で踊ってみた」

HERO X編集部

動員数16万人超えと、過去7年間の最高動員数を更新した「ニコニコ超会議2018」にて、音にとらわれないダンスの可能性がプレゼンテーションされた。音楽と連動した触覚振動(Haptic vibration)を通信で届けるシステムを用いて、Deaf Dancer (耳の聞こえないダンサー)がダンスを披露した『Sync-pulse 振動で踊ってみた』プロジェクトである。

この日ダンスパフォーマンスでステージを盛り上げてくれたのは、プロとして活躍する Deaf Dancer 鹿子澤拳さん。鹿子澤さんは、生まれつき聴覚に障がい(感音性難聴 /骨伝導が適用できないタイプ)があるが、「千本桜 feat 初音ミク」の高速ビートをもコンプリートしたダンスを華麗に披露した。

『Sync-pulse 振動で踊ってみた』プロジェクトは、NTTコミュニケーション科学基礎研究所が、専門技能を持つ社外コラボレーターとともに実現したものだ。同研究所は、人には聞こえない周波数の音「非可聴音」を使った通信で、ダンスをするために作られた触覚振動(Haptic vibration)を届けるシステムの開発を行った。

システムの仕組みはこうだ。まずは、ダンサー自身が曲に合わせて振動を感じられるよう、譜面を作成。音楽に合わせた振動のタイミングを設定する訳だ。それにあわせて、人には聞こえない周波数の音「非可聴音」を使い、ダンサーの持つスマートフォンに接続されたデバイスを振動させる。(ダンサーの胸と背中に振動子が装着されている)

「非可聴音」は、スマホでは検知可能な信号のため、情報伝達ができるのである(非可聴音通信の仕組み自体はエヴィクサー株式会社が開発)。スマホの中には、音楽に合わせた振動情報が入っており、非可聴音信号を検知することでそれが再生されるといった仕組みだ。

また、この振動は、音楽に合わせて踊るために作られた振動であり、リズムを強調したり、振りやメロディに合わせて作られているとのこと。

さらに、このシステムは同時に多くの人に、ダンスのためにデザインされた振動を伝えることができるため、同じデバイスをつけた複数のダンサーが同時に振動信号を受け取り、団体でのダンスも可能にした。

音楽は、言葉も人種も超える力があるが、ダンスはそれ以上だ。耳が聞こえても聞こえなくとも、すべての人がダンスを楽しめる試みの先が、非常にたのしみである。

「Sync–pulse 振動で踊ってみた」プロジェクト
企画:渡邊淳司 (NTTコミュニケーション科学基礎研究所)
ダンサー:鹿子澤拳
プロジェクト・インタープリター:和田夏実
触覚デザイナー:鈴木理絵子
触覚制作ディレクター:鈴木泰博 (名古屋大学 情報学部)
ウェラブル技術協力:吉田知史 (of Sheep inc.)
運営協力:野口綾子
非可聴音通信技術協力:エヴィクサー株式会社
システム開発協力:株式会社カタリナ

渡邊 淳司 (Juniji Watanabe)
NTTコミュニケーション科学基礎研究所所属。人間の触覚の知覚メカニズムを研究。主著『情報を生み 出す触覚の知性』(毎日出版文化賞受賞)。同時に科学館 やメディア芸術祭等において研究の展示公開も行う。

鹿子澤 拳 (Ken Kanokozawa)
生まれつき聴覚に障がい(感音性難聴)がある。幼い頃からダンスに興味があり、高校 1 年より少女時代等 の k-pop の分野で踊ってみたを始める。ストリートダンス歴(Lock / Hip Hop)4 年。2017 年、東京2020 公認文化オリンピアード SLOW MOVEMENT Next Stage ショーケース&フォーラム「聞こえなくても、 聞こえても(ダンス劇)」 / ヨコハマ・パラトリエンナーレ 2017 空中パフォーマンス(エアリアル) / Rock Carnival ミュージカル 2017 あうるすぽっとタイアップ公演シリーズ:「夏の夜の夢」。2018年、アジア太平洋障害者芸術祭「TRUE COLOURS FESTIVAL」BOTAN x DAZZLE メンバーとして出演。

Photo提供:NTTコミュニケーション科学基礎研究所)
(Movie提供:野口綾子)

(text: HERO X編集部)

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