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体育教学中智能体育机器人融入的探索性研究

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吕静王铁新

：G807??文献标识：A???：1009-9328（2021）09-061-05

摘?要?本文运用文献资料法、逻辑分析法和访谈法等对我国智能体育机器人助力体育教学改革的途径、潜在风险进行探索性研究。研究发现智能体育机器人助力体育教学能够从注重兴趣引导、丰富教学内容、强化损伤防控、实时过程监测、提升运动技能等几个途径促进体育教育增质提效，同时，在科技助力体育教学的过程中，应对体育精神本位弱化、用户隐私泄露被盗、事故责任划分不清的风险保持警惕。对此，研究建议加快科技助力社会发展的法律法规完善、加强智能体育教育高端人才的培养力度，以为未来智能体育产业和教育做好充分的准备。

关键词?人工智能?体育机器人?体育教学?个性发展?智能救护

一、前言

随着人工智能技术、计算机技术、5G通讯等科学技术的快速发展，机器人逐渐走向公众视野，成为时代热点。考虑到机器人技术可能产生的深远的社会影响，世界各国对机器人技术都给予了高度重视。美国、欧盟、日本等都不断加大对机器人相关技术的投资力度，到目前为止已进入实验和半商业化应用的服务型机器人共有7种约40余款[1]。我国政府也同样高度重视机器人技术的开发与研究。我国于2012年制定了《服务机器人科技发展“十二五”专项规划》扶持机器人行业的发展[2]。2014年6月，总书记在两院院士大会上指出“机器人革命”有望成为“第三次工业革命”的切入点。2015年11月，在北京召开的世界机器人大会上，总书记致信祝贺，同时李克强总理做出批示，显示了国家领导人对机器人技术的高度重视。在2017年7月，国务院发布了《新一代人工智能发展规划》，机器人和人工智能技术正式成为国家战略[3]。

在世界各国普遍重视机器人技术的背景下，机器人将对人类社会的各个方面产生深远影响。目前，机器人的巨大优势已开始在工业、农业、服务、交通、医疗和军事等领域初见端倪，释放社会变革和科技革命蕴含的巨大能量，这势必深刻改变人类生产生活方式和思维方式，成为我国更快速、更健康发展的重大推动力。教育乃强国之本，科技助力教育一直是我国教育领域的重点，2019年5月，教育部部长陈宝生表示，要发挥好、利用好人工智能技术在推动学校的教育教学和学校治理方式的变革，要以智能技术创新人才的培养模式，改革教学方法和教育评价体系。另外在中国政府发布的《中国教育现代化2035》[4]中指出，全面谋划在人工智能时代教育的中长期改革发展蓝图，这将指引中国教育朝着更高质量、更加公平、更有效率、更可持续的方向发展。机器人与教育的结合是科技革命与社会变革的必然趋势，势必将推动学校教育教学变革和学校治理方式变革的发展。强国必先强民，体育作为教育的重要组成部分是促进受教育者身心和谐，全面发展为”全人”的过程[5]，对于培养人民健康意识，艰苦奋斗的精神至关重要。将机器人技术有机融入体育教育必然是推动体育与时代共同进步的重要一步，其战略意义不言而喻。2011年，国家体育总局将机器人运动纳入国家社会体育项目。2019年9月，国务院办公厅发布《体育强国建设纲要》[6]，明确提出通过人工智能加快体育变革与创新，促进体育产业发展和提质增效。然而，我国机器人与体育教育相结合的研究成果却寥寥无几，机器人对体育教育会产生哪些影响，如何应对这些影响，学术界尚缺乏相应研究，亟待更多、更深入、更细化的系统研究。本文试图从体育机器人助力体育教学的途径、风险和建议三个方面探索机器人与体育教育的结合，以期为机器人在体育教育中的应用提供参考。

二、智能体育机器人的研发与市场应用现状

人工智能是计算机科学的一个分支，其主要研究如何让计算机完成人类心智所能做的事情[7]。智能机器人则是以人工智能技术为核心，结合机械设计、计算机、自动控制、人机交互、仿生学等使得机器人在行动上表现出与人类似的智能。一般認为智能机器人至少要具备以下三个要素：一是信号的输入，也就是感觉要素，用来认识和感知周围的环境状况;二是信号的处理，也就是思考要素，用来处理感觉要素得到的信息，思考出采用什么样的动作;三是信号的输出，也就是运动要素，对外界刺激做出反应性的动作。智能机器人既可以直接接受人的指挥，也可以运行提前编好的动作程序，还可以根据人的纲领性意志行动。

智能体育机器人是掌握了体育理论知识和动作实践，而且能够与人互动，推动体育发展的智能机器人。人形智能体育机器人在外形、技能和交互上具有很高的拟人化特征[8]。首先，智能体育机器人的形态与人十分类似，也就是说智能体育机器人具有头脑、躯干和四肢等与人身体结构类似的组织结构;其次，智能体育机器人可以基于其类人的形态和其所掌握的体育知识，具备类人的动作表现力和控制力;最后，智能体育机器人在动作表现和控制时，具