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人工智能和虚拟现实技术在大学体育教学建设中的应用-刘湘辉博士

2023-08-23

摘要:人工智能和虚拟现实技术的进步为社会各行各业提供了便利。在人工智能核心算法的支持下,技术人员可以开发、设计和优化人工智能系统,使其具有类似人脑的智能,模拟人类的智能行为。人工智能可以通过特征学习进行模型独立的数据处理,或者使用特征工程进行人类数据处理。虚拟现实技术是利用计算机生成一个仿真环境,它是一个集成多种信息的交互式三维动态视觉场景和实体行为系统仿真,使用户沉浸其中。基于此,本文从以下几个方面进行了研究和探讨:首先,对人工智能和虚拟现实的相关概念进行了综述;其次,讨论了人工智能和虚拟现实在高校中的应用要点,包括各种技术的应用,人工智能和虚拟现实应用的内容和设备选择。


1 介绍

      随着教育体制的改革,我国各高校更加重视体育课,体育课在日常教学中已经占据了非常重要的地位。随着世界科技的不断发展,人工智能和虚拟现实技术的出现极大地改善了人们的生活,智能生活离人们越来越近。人工智能和虚拟现实技术在大学体育课堂中的应用,可以帮助学生提高学习效果,帮助教师提高教学质量,在一定程度上促进教学改革。因此,本文将研究如何在高校体育教学中更有效地应用人工智能和虚拟现实技术,这对高校体育教学的发展和进步具有重要意义。


2 人工智能和虚拟现实技术的内涵和意义

2.1 人工智能

      1955年,约翰·麦卡锡将其定义为制造智能机器的科学和工程。随着计算机技术的发展,逐渐开始通过普通的计算机程序来展现人类的智能技术。智能系统的发展不断扩大了人工智能的覆盖范围。该技术可以构建超越人类的知识、规划、沟通、学习、感知等能力。基于仿生学、认知心理学、突发事件、概率等学科中计算机算法的逐步发展,才是人工智能的核心问题。人们可以用思维来控制行为,分类和收集所有数据。人工智能属于计算机领域,应用于机器人、经济和政治决策、系统控制和仿真系统。随着人工智能应用的不断拓展,人工智能也开始在公共场所、校园、家庭中得到应用。所以人工智能在大学体育课堂的应用也可以起到非常重要的作用。


2.2 虚拟现实技术的内涵

      虚拟现实技术简称VR,是仿真技术的重要组成部分。它融合了仿真技术和计算机图形学、人机界面技术、多媒体技术、传感器技术、网络技术等多种技术。虚拟现实技术的研究和发展处于交叉技术科学的前沿,包括环境模拟、感知、传感器设备等部分。它可以建立一个具有多种感知的逼真的虚拟世界,如视觉、听觉、触觉,甚至味觉和嗅觉。在虚拟环境中,用户具有很强的交互性。物体的可操作性和环境反馈的自然性高。此外,虚拟现实技术具有很高的独立性。虚拟环境中的物体可以按照现实世界中的物理运动规律来行动。随着虚拟现实技术的研究越来越深入,虚拟现实技术也随之发展起来在很多方面都得到了应用。医学、娱乐、军事、航空航天、室内设计、房地产开发、工业模拟、应急推演、游戏、教育等行业都可以应用VR技术。


3 人工智能和虚拟现实技术在高校体育中的应用策略

3.1 基于人工智能和虚拟现实技术的高校体育课堂框架构建

      在人工智能和VR技术相结合的应用模式下,高校体育课堂框架的构建与传统课堂有着显著的不同。主要由虚拟网络、终端、云、平台组成。其中,终端部分主要由一系列智能设备组成,主要用于场景记录、动作识别、信息采集等功能。虚拟网络主要由5G网络组成,主要功能是实现各种智能设备之间的连接和相应服务的输入。云平台主要用于网络和终端设备的合理布局。平台的主要功能是控制教学,分类安排相关任务,分析处理课堂上采集的视频数据。


3.2 人工智能教室的构建

      人工智能教室的建设主要依靠计算机系统、机器学习和心理学等相关理论。在本研究中,为了保证现有教室能够得到改善,本次人工智能教室建设的主要内容是构建一个更加可靠、高效、易操作的计算机辅助教学系统,并将该系统应用于体育课。该系统主要由人工智能计算机系统、人机界面、管理终端显示设备、现场感知设备、现场提示设备、无线传感提示设备等部分组成。

      具体来说,各部分的主要功能如下。首先是场地感知和提示设备。主要用于体育场馆的数据采集。通过知识库,系统可以自动识别相关人员是否能按照运动规则进行表演。通过获取运动员的数据,可以自动实现人员识别,有利于提高评估人员的工作效率,减少其工作量。提示装置会在第一时间提示运动员的运动数据。二是人机界面。人机界面主要提供给管理员进行知识库训练、规则设置、知识库检索、结论查看。三是数据预处理模块。主要负责原始数据的采集和预处理,从而获得系统所需的一些控制信息,最后提交给AI计算机进行深入正在处理。第四是显示设备。主要用于显示AI计算机处理后的数据,将数据直观地展示给应用人员,实现数据的图形化处理。第五个是人工智能计算机。这是人工智能教室建设最重要的部分,是在传统计算机的基础上改进的。在这项研究中,人工智能计算机在投入使用之前,已经根据现有的规则和相应的知识库对数据进行了改进。这些知识库依赖于现有的经验数据,这些数据可以使用机器学习等方法进行改进,以获得更智能的运动数据。因此,这项研究中使用的人工智能计算机具有智能识别和有效处理数据的能力[6-7]。


3.3虚拟现实技术的综合应用

      在人工智能课堂领域,这项研究中使用的虚拟现实技术将与5G技术混合使用。借助虚拟专用网的特性,可以保证VR技术模式下的视频采集和传输。云端的内容平台在本地存储,同时进行分辨率、码率、包格式等转换,使用承载网络将新生成的VR视频流上传到终端。

      VR视频传输完成后,可以通过基站下行信道传输到显示设备进行解码回放。考虑到不同类型的显示设备具有不同的视频流比特率和分辨率,当通信网络动态变化时,统一终端设备接收到的视频流参数也会随之变化。因此,本研究采用5G技术支持的MEC服务器。在将VR视频传输到服务器之前,视频文件首先流经MEC服务器。服务器会根据用户的观看方向、硬件配置和带宽通信状况,对接收到的VR视频文件进行转码,最大化观看体验。


3.4 个性化差异教学的最终实现

      在大学阶段,学生已经形成了价值观、人生观等思想观念。所以大学生的个体差异会更强。再加上学生的身体素质不同,学习速度和思维方式不同,学习效果也会有一定的差异。因此,高校体育教师在开展体育课堂教学时,需要立足于学生个体,掌握学生个体的学习进度和学习情况,根据学生的学习能力给予进一步的指导。模型驱动技术可以实现与三维模型的连接,通过接口进行加载、放大、删除、移动、旋转等指令,完成力检测、地形匹配、视角调整等要求。例如,在教授排球时,教师可以使用人工智能计算机来整合每个的数据,学生可以使用知识库来 提高学生的学习效率。此外,学生可以在支持下调整他们的实践需求 模型驱动技术,并进行有计划的培训针对个人弱点,改进弱点,以及不断提高自己的综合运动能力。


4 高校体育的建设效应 

      基于人工智能和 虚拟现实技术 A.效果测试 为了测试是否应用了人工智能和虚拟现实技术可以显著地提高高校体育课堂建设的效果,一所大学的16名男子篮球运动员被选中参加这个测试。选择这项运动是因为投篮是篮球比赛中得分的唯一方法,而且跳投是篮球运动中最常见的技术动作。因此,在本研究中,需要研究跳投命中率的变化,有助于消除他干扰因素的影响。为了进一步消除影响因素 研究人员将运动员平均分配到不同的位置, 8名运动员是实验组,其余8组为对照组。在...之后获得训练数据,它可以使用数学基于统计知识的统计方法及其应用两个工具,Excel和SPSS20,用于执行统计排序并对相关培训数据进行研究,以确保指标值的准确性和严密性。 

       很难看出在传统模式下训练后,虽然篮球运动员的相应指标有一定的增加,但增加不明显。 初步推断主要是因为传统的模型在提高特殊能力方面仍然有所欠缺年轻的篮球运动员,这导致更大的这些年轻人的心理和生理压力篮球运动员,这将影响最终的效果练习。在实验组的支持下人工智能和虚拟现实技术实验组的篮球运动员有一个跳投命中率显著提高, 而且增幅明显高于传统模式。显然,既然这种训练方法是相对固定并且不需要太多的身体控制, 实验组在这次训练中的改进是不明显。 同时,根据表中的数据,它可以发现实验组之间的差异,而对照组在运球起跳方面更为明显,p值为0.008,标准差为 0.64%.实验组的测试数据增加了10% 平均超过9%。与对照组相比, 它的优势极其明显,这个测试就是具有统计学意义。可以看出,核心的使用力量训练对提高能力很有帮助年轻的篮球运动员运球引体向上跳投。这造成这一结果的主要原因是在人工的支持下 智能和虚拟现实技术,教师可以更好的发现运动员在训练过程中的细节, 以便有针对性地解决这些细节问题 运动员可以得到更好的全面锻炼。因此,他们的平衡和协调能力自然会提高, 跳投的命中率也提高了。


5 结论

      总之,通过本研究不难发现,人工智能和虚拟现实技术在高校体育课堂教学中得到有效应用后,学生的学习效果将得到显著提高,对教师教学质量的提高也有重要作用,因此具有广阔的应用前景。当然,由于这些技术具有很强的集成性,在不同的情况下有不同的应用策略,所以老师在使用该技术时,需要结合实际情况,利用人工智能计算机对学生的个人学习状态进行精确统计,并在教学活动中利用虚拟现实技术为学生创建各种教学模拟场景,并配备AI智能穿戴设备,使学生能够在虚拟环境中进行训练,提高练习精度和效率。随着科学技术的不断发展,人工智能和虚拟现实技术的应用会越来越广泛,自身的发展也会越来越迅速,不断为教育事业做出贡献。