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台大臺體棒球投打3D軌跡及AI姿勢校正建議系統

展示主題名稱

台大臺體棒球投打3D軌跡及AI姿勢校正建議系統

台大臺體棒球投打3D軌跡及AI姿勢校正建議系統代表圖

計畫成果亮點

「台大臺體棒球投打3D軌跡及AI姿勢校正建議系統」,是一套由四個子計畫組成的完整棒球科技研究成果,把選手從「動作」、「球質」、「身體力學」到「醫學風險」,一次串聯了起來。

子計畫一 軌跡與動作補捉,透過多角度攝影機捕捉投球與打擊動作,即時重建出3D立體軌跡,並由AI自動分析姿勢、給出淺顯易懂的調整建議,就像隨身帶著一位懂生物力學的教練。

子計畫二,開發了轉速轉軸計算演算法,不只能用在高速攝影機上,甚至只要用iPhone拍攝投球畫面,就能直接測出球速、轉速,以及轉軸方向—這些原本只有職業球隊用昂貴儀器才測得到的數據,現在人人都能取得。

子計畫三,利用高速攝影機影像計算投打動作中每個關節的角度變化,也就是所謂的歐拉角,同時分析肌肉的活化程度,讓我們能看懂動作背後、關節與肌肉是怎麼出力的,進一步給予快受傷的選手黃燈紅燈警告。

子計畫四,則是從醫學影像切入:針對黃紅燈選手,透過AI協助,用手持超音波掃描投手手肘的尺側副韌帶,也就是俗稱的「Tommy John韌帶」,比較投球側與非投球側手肘的關節間隙差異,計算出客觀的受傷機率評估,讓選手在真正受傷之前,就能提前介入。

這四個子計畫串聯起來,就是一套從「動作分析」到「球質數據」,再到「生物力學」與「醫學風險評估」的完整棒球訓練與傷害預防系統。它的價值在於,過去這些技術分散在不同專業領域、甚至只有職業球隊才用得起,現在透過我們的整合,校園與基層棒球隊也能用得到、看得懂、用得上。

本次展示內容及主要成果

棒球場上,決定一名選手能走多遠的,往往不只是天分,而是「動作對不對」與「身體撐不撐得住」。本計畫由台大與臺體大團隊合作完成,透過四項子計畫的整合,將投打動作、球質表現、關節肌肉負荷與手肘韌帶健康,串接成一條完整的資料鏈——從看見動作,到看懂身體,再到預測風險。

軌跡與動作捕捉 以多角度攝影機同步捕捉投球與打擊動作,即時重建3D立體軌跡,將肉眼難以判斷的細節轉化為可視化數據。系統並以AI分析選手姿勢,自動生成淺白易懂的調整建議,讓訓練回饋不再只依賴教練的經驗直覺,而能有明確依據。因場地限制,以影片展示。

轉速與轉軸演算法 自主開發的球體旋轉計算演算法,不僅適用於高速攝影機,更可直接以iPhone拍攝的投球影像推算球速、轉速與轉軸方向。這些過去需仰賴昂貴專業儀器才能取得的球質數據,如今在球場邊用一支手機即可完成量測,大幅降低了運動科學的使用門檻。將在本成果展示會以iPhone提供現場測試。

關節角度與肌肉活化分析 運用高速攝影機影像,計算投打動作中各關節的角度變化(歐拉角),並同步分析肌肉活化程度,藉此理解動作背後關節與肌肉的實際出力方式。系統進一步依據負荷狀況,對接近受傷風險的選手發出黃燈、紅燈分級警示,及早提醒調整訓練強度。以影片展示。

AI輔助超音波UCL評估 針對被標示為黃燈、紅燈的高風險選手,以AI輔助手持式超音波掃描手肘尺側副韌帶(UCL,即俗稱的「Tommy John韌帶」),比較投球側與非投球側的關節間隙差異,計算客觀的受傷機率。手持式超音波搭配AI判讀,讓原本需在醫療院所由專科醫師執行的檢查,得以在訓練現場完成初步篩檢。由台大醫師現場示範展示。

主要成果

本計畫最具代表性之處,在於四項技術並非各自獨立的研究,而是形成一套彼此銜接的運作流程:動作捕捉提供姿勢校正依據,球質數據驗證動作調整的成效,生物力學分析篩選出高風險選手,醫學影像再針對這些選手進行精準評估。整條流程從「練得更好」自然延伸到「不要受傷」,構成訓練成效與健康管理並重的完整解決方案。

一、建立投打動作3D軌跡即時重建與AI姿勢校正建議技術
二、開發可跨裝置使用的轉速、轉軸計算演算法,手機即可量測球質數據
三、完成關節歐拉角與肌肉活化分析方法,並建立黃燈/紅燈風險分級警示機制
四、建立AI輔助手持超音波UCL關節間隙評估模型,量化投手受傷機率

上述四項技術整合為一完整系統,落地職業與與基層棒球隊,協助選手開發潛力的同時,減少受傷機率。

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