E-magazine Nhìn lại 125 năm công nghệ Olympic: Từ "nhân tạo" sang "trí tuệ"

Nhìn lại lịch sử, trong cuộc thi chạy nước rút 100 mét của Thế vận hội Paris 1900, Francis Jarvis đến từ Mỹ đã giành chức vô địch chỉ nhờ một phần bàn chân lệch hơn chút xíu so với người về nhì.

Sở dĩ do lúc đó trọng tài không đủ căn cứ để đo chênh lệch thời gian giữa các vận động viên nên trọng tài phải úp mặt vào vạch đích và quan sát bằng mắt thường xem chân của ai vượt qua vạch trước.

Kể từ đó, công nghệ hệ thống tính điểm và thời gian tiếp tục được cải tiến, ngày nay, các kỷ lục của Thế vận hội Olympic chính xác đến vài chữ số thập phân.

Ngày nay, chúng ta có thể biết được tình hình trận đấu nhanh chóng thông qua so sánh ảnh và video toàn cảnh, nhưng trong lịch sử, chúng ta thậm chí không thể biết được kết quả chính xác của trận đấu, chứ đừng nói đến so sánh thời gian thực.

Mặc dù công nghệ không thể đảm bảo sự công bằng tuyệt đối, nhưng nó cho phép chúng ta từng bước tiếp cận linh hồn của Olympic.

Lịch sử của Thế vận hội cũng là lịch sử của sự phát triển công nghệ, đằng sau sự đột phá của cơ thể con người là sự đổi mới mang tính đột phá của công nghệ.

Trong lịch sử 125 năm, cho dù đó là thời gian hiện thực, chấm điểm hay phát sóng sự kiện, cùng với thời gian, công nghệ nhiếp ảnh, công nghệ máy ảnh và thị giác máy tính đều đóng một vai trò quan trọng ở các nút khác nhau.

Bài viết dưới đây sẽ lấy thời gian, hệ thống tính điểm và những thay đổi trong phương thức phát sóng Thế vận hội Olympic làm lăng kính, xuyên qua đường hầm thời gian và không gian để làm sáng tỏ sự phát triển của công nghệ qua các kỷ nguyên.

Phát triển từng bước từ "nhân tạo" sang "trí tuệ"

Tại Thế vận hội Athens 1896, một ngọn đuốc và một mặt đất gồ ghề đã tạo nên sự khởi đầu của Thế vận hội Olympic hiện đại.

Mặc dù điều kiện đơn giản nhưng người Hy Lạp tỏ ra rất hào hứng với đại hội này, số lượng khán giả tham dự lễ khai mạc là 80.000 người, con số này mãi đến Thế vận hội Los Angeles năm 1932 mới bị phá vỡ.

Tại Thế vận hội, vận động viên người Mỹ Thomas Burke đã giành chiến thắng chung cuộc 100m với lợi thế 0,2 giây. Vì công nghệ đồng hồ bấm giờ thời đó chưa phát triển, một giây được chia thành 5 phần, và nó chỉ có thể đếm được tối đa 0,2 giây.

Đồng thời, người dân Athens, những người đặt nhiều hy vọng vào Thế vận hội này, hầu như đều ra đường cổ vũ cho các vận động viên. Khi vận động viên Hy Lạp Louise là người đầu tiên chạy đến đích cuộc thi marathon, cả Athens sôi sục.

Tuy nhiên, do hạn chế của công nghệ truyền bá thông tin, khoảnh khắc thú vị này chỉ được dành riêng cho Athens khi đó, phải đến nửa tháng sau, các quốc gia khác ở bên kia bờ đại dương mới nhận được tin tức liên quan từ các báo.

Marathon tại Thế vận hội Olympic Athens 1896 ở Hy Lạp

Năm 1900, Paris, Pháp đăng cai tổ chức Thế vận hội Olympic lần thứ hai. Công nghệ máy ảnh đã xuất hiện vào thời điểm đó. Tại Thế vận hội 1900, Etienne Jules Marey, người khai sinh ra cơ sinh học (Biomechanics), đã sử dụng kỹ thuật chụp ảnh tua nhanh thời gian để chụp ảnh các thí sinh lần đầu tiên.

Chụp ảnh theo thời gian là kỹ thuật chụp ảnh ghi lại chuyển động qua nhiều khung hình, sau đó có thể tái tạo chuyển động giống như hoạt hình, từ đó cho phép phân tích chuyển động của vận động viên.

Nhưng ở thời điểm đó, những hình ảnh vận động viên Olympic duy nhất có thể chụp được chỉ là vài khung hình dưới 1 giây.

Hầu hết những con ngựa đang chạy được các họa sĩ mô tả vào thế kỷ 18 đều giống nhau. Vì vậy, vào năm 1872, cựu thống đốc California Leland Stanford đã đặt cược với những người khác về việc liệu cả bốn móng chân của ngựa có luôn rời khỏi mặt đất khi đang phi nước đại hay không. (Ông Leland Stanford là người sau này đã thành lập Đại học Stanford)

Tranh vẽ cuộc đua ngựa năm 1821 tại Epsom.

Họ thuê nhiếp ảnh gia Edward Muybridge. Muybridge đã tạo ra một ống kính có tốc độ cửa trập 1/500 giây (nhanh hơn nhiều so với những gì có sẵn vào thời điểm đó). Muybridge không chỉ thực hiện nhiệm vụ của Stanford - cung cấp bằng chứng cả bốn móng chân của con ngựa thực sự rời khỏi mặt đất khi đang chạy nước đại tại một số thời điểm - mà ông đã tạo ra công nghệ hình ảnh chuyển động tiên phong trong quá trình này.

Đây là tài liệu đầu tiên ghi lại quá trình chuyển động một cách chi tiết.

The Horse in Motion

Vào thời điểm diễn ra Thế vận hội London năm 1908, các rạp chiếu phim đã phát triển. Khi đó, các rạp chiếu phim đã cử người đến quay phim tại Thế vận hội Olympic và sau đó làm video. Mọi người có thể bước vào rạp chiếu phim và xem lại các sự kiện dưới dạng video. Mặc dù thời gian chênh lệch một vài tháng nhưng tất cả mọi người cuối cùng có thể đánh giá cao kĩ năng và tinh thần của các vận động viên.

Hơn nữa, Thế vận hội London 1908 lần đầu tiên được phát sóng trực tiếp, nhưng nó chỉ giới hạn trong các sự kiện điền kinh 200 mét, 400 mét và 800 mét.

Thế vận hội Olympic London lần thứ 4 năm 1908.

Vụ cá cược giữa những những người Mỹ nói trên cũng góp phần tạo nên một sự kiện lớn.

Dây mảnh được Muybridge sử dụng để chụp những con ngựa đang chạy được gọi là "Dây Mybridge" (Muybridge's Strings). Dây này truyền cảm hứng cho các cuộc thi điền kinh và được sử dụng làm dây đích trong Thế vận hội Olympic Stockholm năm 1912,

Trước đó, kết quả của cuộc đua phải dựa vào mắt thường của trọng tài về đích, người bấm đồng hồ bấm giờ khi vận động viên về đích.

Điều này làm cho kết quả của cuộc đua khó chính xác và vạch Muybridge cho phép một đầu của vạch được nối với đồng hồ, khi vận động viên đầu tiên vượt qua vạch đích, vạch đứt có thể nhanh chóng dừng đồng hồ.

Ngoài ra, Thế vận hội Olympic này lần đầu tiên sử dụng hệ thống tính giờ tự động điện tử và hệ thống phát sóng sự kiện, điều này đã tạo ra một bước đột phá trong cơ chế trọng tài của sân vận động.

Trong Thế vận hội Paris 1924, châu Âu trải qua đau thương của Thế chiến thứ nhất và cần Thế vận hội Olympic, một sự kiện liên quan đến tất cả công dân để xây dựng lại tinh thần.

Báo chí vẫn là lực lượng chính để lan truyền sự kiện này. Phóng viên đài phát thanh Paris đã buộc thiết bị phát sóng vào khinh khí cầu, và mang nó vào sân vận động, bình luận tại chỗ.

Tiếc là bầu trời lúc đó không đẹp. Cơn gió lớn đã thổi quả khinh khí cầu bay khỏi sân vận động chỉ trong vài phút. Buổi phát sóng trực tiếp này cuối cùng đã thất bại, nhưng bình minh của sự đổi mới công nghệ đã xuất hiện: lần đầu tiên, mọi người đã biết về Thế vận hội theo những cách khác.

Đến Thế vận hội Amsterdam 1928, camera tốc độ cao bắt đầu được sử dụng để hỗ trợ trọng tài đưa ra quyết định với những hình ảnh phát lại chậm.

Trước đó, vào năm 1925, một thanh niên người Anh tên John Logie Baird đã sử dụng thiết bị radio cũ, hộp, thấu kính đèn xe đạp, dây điện cũ và các vật liệu phế thải khác để tạo ra máy truyền hình ảnh thô sơ nhất thế giới.

John Logie Baird và phát minh của ông về chiếc tivi cơ học đầu tiên

Ông John Logie Baird sau này còn được gọi là "cha đẻ của truyền hình". Năm 1928, Baird lần đầu tiên cho phát sóng một chương trình truyền hình ra nước ngoài, từ London tới New York. Đây được xem là chương trình phát sóng truyền hình màu đầu tiên trên thế giới.

Tuy nhiên, phát minh này có hai khuyết điểm, một là hạn chế về khoảng cách phát sóng, hai là chất lượng truyền tải kém và hình ảnh bị mờ.

Thế vận hội Berlin 1936 đã cải thiện những khuyết điểm trên và phát sóng lần đầu tiên trên truyền hình, khán giả đã có thể xem Thế vận hội trên TV và chứng kiến ​​những hình ảnh mờ ảo của Thế vận hội Olympic.

Khi đó, đài truyền hình Đức đã ghi hình thế vận hội Olympic bằng ba máy quay, mỗi máy nặng 200 kg, và chỉ thay ống kính cũng cần 4 nhân viên.

Do công nghệ không hoàn hảo, tín hiệu TV chỉ có thể được truyền đến trong phạm vi 15 km tính từ trung tâm Berlin, nhưng hơn 160.000 khán giả đã xem chương trình truyền hình.

Thế vận hội London 1948 đã giới thiệu chiếc máy ảnh đầu tiên do Omega phát triển. Công nghệ này đã trở nên nổi tiếng trong trận chung kết 100 mét nam của sự kiện điền kinh Olympic.

Omega ra mắt chiếc máy ảnh "Magic Eye" ở London vào năm 1948

Khi đó, hai vận động viên người Mỹ là Harrison Dillard và Barney Ewell đã hoàn thành chặng đua trong 10,3 giây, qua việc kiểm tra camera ở vạch đích, Harrison cuối cùng được đánh giá giành chiến thắng. Phương pháp trọng tài kết hợp với đồng hồ bấm giờ dần dần rút khỏi giai đoạn lịch sử.

Thế vận hội Olympic Helsinki năm 1952 đã giới thiệu một hệ thống camera thời gian thực mang tính cách mạng cho vạch đích. Trọng tài của các cuộc thi đường đua có thể xác định ngay thứ tự vận động viên băng qua vạch đích mà không cần đợi hàng chục phút để xem lại ảnh.

Tại Thế vận hội Melbourne 1956, mặc dù việc phát sóng vẫn được thực hiện, nhưng đây vẫn là cách quay truyền thống tại chỗ và sau đó vận chuyển băng hình về nước để phát sóng.

Phải 8 năm sau, Thế vận hội Tokyo 1964 đã sử dụng vệ tinh liên lạc và cáp ngầm để phát sóng, đồng thời thực hiện thành công chương trình truyền hình trực tiếp toàn cầu về Thế vận hội.

Thế vận hội Olympic Munich 1972 lần đầu tiên chứng minh khả năng hoạt động mạnh mẽ của hệ thống máy tính. Năm máy tính được đặt trong trung tâm máy tính có thể xử lý đồng thời dữ liệu từ nhiều cuộc thi và chỉ mất vài giây để đếm kết quả của các cuộc thi khác nhau.

Thế vận hội Olympic Barcelona năm 1992 cũng đã tạo ra một bước đột phá trong việc sản xuất tín hiệu truyền hình kỹ thuật số, đây là lần đầu tiên trong lịch sử con người sử dụng truyền hình kỹ thuật số độ nét cao để phát sóng Thế vận hội Olympic.

Năm 1996, khi thương mại hóa thành công nhất, Thế vận hội Olympic Atlanta đã sử dụng Internet để phát sóng lễ khai mạc lần đầu tiên, mở rộng tầm ảnh hưởng của văn hóa Olympic trên toàn thế giới.

Trong Thế vận hội Athens 2004, máy ảnh có thể chụp 1.000 bức ảnh mỗi giây và công nghệ Internet 3G đã xuất hiện vào thời điểm đó cũng ghi lại những khoảnh khắc quý giá.

Sau khi bước vào kỷ nguyên Internet, Thế vận hội Bắc Kinh 2008, dựa trên công nghệ truyền thông cáp quang và công nghệ kỹ thuật số, lần đầu tiên cung cấp tín hiệu phát sóng độ nét cao cho thế giới.

Lễ khai mạc lịch sử đó đã cho phép Trung Quốc đạt được bước đột phá trong việc cung cấp hình ảnh trực tiếp đến thế giới, với độ trễ chỉ hàng chục mili giây và thậm chí là tương tác thời gian thực.

Thế vận hội Bắc Kinh cũng giới thiệu công nghệ cho phép xem lại hình ảnh trận đấu ngay lập tức (hawk-eye) trong trận đấu quần vợt.

Trong Thế vận hội London 2012, Omega giới thiệu máy đếm giờ lượng tử (Quantum Timer) có thể đo thời gian chính xác đến 1/1.000.000 giây. Khi vận động viên chạy qua vạch đích, tia laser và các cảm biến sẽ kết nối với bộ đếm để tính giờ, hiển thị kết quả theo thời gian thực với độ chính xác cao.

Tại Olympic Rio 2016, camera cuối cùng có thể chụp tới 10.000 khung hình / giây. Độ phân giải 8K và công nghệ VR cho phép người xem từ khắp nơi trên thế giới trải nghiệm không khí căng thẳng và gay cấn tại nhà.

Ngoài ra, lần đầu tiên trong cuộc thi bắn cung, mục tiêu điện tử được sử dụng để đếm số vòng, hệ thống cảm biến tiên tiến tích hợp có thể định vị chính xác vị trí mũi tên 0,2 mm và hiển thị ngay điểm số.

Thế vận hội Olympic đầu tiên không có khán giả trên khán đài

Thế vận hội Tokyo 2020 trong thời kỳ đại dịch giúp biến đổi ngành công nghiệp truyền thông cho kỷ nguyên số. "Ý thức về khoa học và công nghệ" là khái niệm được thiết lập ngay từ đầu Thế vận hội Tokyo.

Mặc dù việc hoãn thời gian và khán đài trống đã gây ra thiệt hại nặng nề về kinh tế cho Nhật Bản, và kiểm soát dịch bệnh và nhiều vấn đề chưa đạt yêu cầu, Thế vận hội Olympic năm nay vẫn mang đầy tính công nghệ.

Người bạn cũ Omega đã đóng góp công nghệ tầm nhìn AI

Đối tác lâu đời của Olympic Omega sử dụng cảm biến chuyển động và thị giác máy tính trong bơi lội, thể dục dụng cụ và bóng chuyền bãi biển.

Lấy ví dụ về trò chơi bóng chuyền, Omega sử dụng một camera dựa trên công nghệ thị giác máy tính để theo dõi các cầu thủ và quả bóng.

Kết hợp với con quay hồi chuyển gắn trong trang phục của vận động viên, AI còn có thể đưa ra hướng chuyển động, độ cao bước nhảy và tốc độ di chuyển. Sau khi xử lý, thông tin được truyền đến bộ phận kỹ thuật để hiển thị trên truyền hình. Omega đã mất 4 năm để đào tạo AI cho nhiệm vụ này.

Một trong những thử thách với hệ thống AI là theo dõi bóng khi camera không thể ghi hình khi bị che bởi một phần cơ thể vận động viên hoặc ra ngoài khung hình máy ảnh. AI của Omega có thể dự đoán vị trí bóng nhờ đo khoảng cách khi bóng bay khỏi và trở lại khung hình rồi tính toán vị trí của chúng.

Omega tuyên bố rằng công nghệ của họ có tỷ lệ chính xác là 99% do các cảm biến và nhiều camera hoạt động ở tốc độ 250 khung hình / giây.

Nhóm robot dịch vụ

Nhật Bản là một trong những quốc gia có công nghệ chế tạo robot tiên tiến nhất trên thế giới. Olympic Tokyo năm nay, Nhật Bản đang phô diễn thế mạnh của mình.

Ủy ban tổ chức Thế vận hội Tokyo đã công bố "Kế hoạch robot cho Thế vận hội Olympic Tokyo 2020" vào năm 2019, các công ty như Panasonic và Toyota chịu trách nhiệm sản xuất robot cho các mục đích khác nhau, chẳng hạn như robot hỗ trợ con người, robot hỗ trợ giao hàng, chỉ đường, hỗ trợ an ninh,... Hầu hết công việc ở Olympic Tokyo đều do robot đảm nhận.

Các sân bay và khách sạn lớn cũng được trang bị robot với các chức năng như bảo vệ, phiên dịch, dọn dẹp, chào đón và giao hàng.

Trọng tài AI, hệ thống tính điểm thông minh

Thế vận hội này sử dụng hệ thống hỗ trợ tính điểm AI của Fujitsu. Hệ thống tính điểm AI sẽ được sử dụng cho môn thể dục dụng cụ đơn.

Theo báo cáo từ NHK của Nhật Bản, hệ thống tính điểm AI theo dõi chuyển động của người chơi bằng cách chiếu tia hồng ngoại vào cơ thể người chơi và 2 triệu vị trí xung quanh, đồng thời hoàn thành hình ảnh ba chiều trong thời gian thực, phân tích và chấm điểm.

Trọng tài AI qua thị giác máy tính là một công nghệ rất quan trọng. Ngoài việc ghi điểm thành tích của các cầu thủ, trong các môn thể thao với bóng, công nghệ phát hiện chuyển động theo không gian - thời gian cũng có thể được kết hợp với công nghệ Re-ID dựa trên deep learning để thực hiện thống kê kỹ thuật trên từng cầu thủ.

AR, VR, chiếu ba chiều 3D, nhận dạng khuôn mặt, 5G

Nhà điều hành truyền thông Nhật Bản NTT cho biết, nhiều camera được lắp đặt trên nhà thi đấu để theo dõi chuyển động của các vận động viên, sau đó hình ảnh sẽ hiển thị ảnh ba chiều 3D trong thời gian thực.

Intel đã thiết lập các mô hình VR dựa trên các địa điểm Olympic như đường đua, đấu trường quyền anh và bóng chuyền bãi biển. Ít nhất 12 camera được lắp trong cabin camera.

Bằng cách này, AR, VR, chiếu ba chiều 3D và các công nghệ khác sẽ mang lại trải nghiệm xem trò chơi hoàn toàn mới.

Thế vận hội Tokyo cũng áp dụng hệ thống nhận dạng khuôn mặt bằng trí tuệ nhân tạo, đây là lần đầu tiên công nghệ nhận dạng khuôn mặt được áp dụng tại Thế vận hội.

Công nghệ 5G tốc độ cao, độ trễ thấp được sử dụng trong chèo thuyền, bơi lội, chơi gôn và các môn thể thao khác.

Thế vận hội trên mây

Không giống như các kỳ Thế vận hội trước, Thế vận hội lần này sử dụng điện toán đám mây để phát sóng trực tiếp toàn cầu lần đầu trên đám mây, dưới sự hỗ trợ của Alibaba Cloud.

Trước đây, việc đưa tin trực tiếp Thế vận hội đòi hỏi phải xây dựng một trung tâm truyền thông khổng lồ, chuẩn bị các trường quay và triển khai tạm thời cơ sở hạ tầng phát sóng từ xa chuyên biệt, bao gồm các thiết bị phát sóng bên ngoài quy mô lớn, dãy phòng chỉnh sửa và kết nối mạng. Quá trình này tốn nhiều thời gian và chi phí.

Nền tảng OBS Cloud được sử dụng trong Thế vận hội dựa trên điện toán đám mây và trí tuệ nhân tạo. Diện tích của trung tâm phát sóng đã giảm 25%, số lượng nhân viên truyền hình trực tiếp giảm 27% và mô hình báo cáo và phát sóng đã được đơn giản hóa rất nhiều. Việc phân phối hình ảnh sự kiện cho tất cả các đài truyền hình giữ bản quyền và phát trực tiếp, sản xuất, chỉnh sửa và phụ đề cũng có thể được thực hiện trên hoàn toàn trên đám mây.

Phát sóng trực tiếp qua đám mây sẽ mang lại hiệu quả trong việc tải lên có độ trễ thấp hơn, chỉnh sửa và phát trực tuyến nhanh hơn. OBSCloud sẽ phát sóng hơn 9.500 giờ các sự kiện thể thao cho Thế vận hội 17 ngày và sẽ sản xuất nội dung Olympic với độ nét cực cao.

Kết luận

Công nghệ Olympic là gì?

Một số người nói rằng đó là một cái sào mềm dẻo hơn, trang phục thể thao thoải mái hơn và nhiều loại giày công nghệ cao.

Một số người nói rằng đó là công nghệ phát hiện ma túy, xét nghiệm isotype, xét nghiệm RNA,… để chống gian lận.

Một số người nói rằng đó là từ giấy và bút đến màn hình điện tử, từ mắt người sang hệ thống mắt diều hâu hawk-eye, từ đường đất đến đường đua nhựa.

Sự phát triển công nghệ đằng sau Thế vận hội bao gồm những điều trên nhưng không giới hạn. Các công nghệ hàng đầu từ khắp nơi trên thế giới được áp dụng trong sự kiện lớn này.

Ban đầu, mục tiêu của Nam tước Pierre de Coubertin là giáo dục người dân Pháp bằng cách ủng hộ tinh thần thể thao, nhưng giờ đây, tầm quan trọng của Thế vận hội Olympic đã vượt xa mong đợi ban đầu.

Olympic đã đi từ chất lượng hình ảnh mờ đến độ nét cao, từ ảnh đen trắng đến video màu, từ xem báo đến truyền hình trực tiếp, từ phán đoán bằng mắt thường đến hệ thống AI phức tạp, từ trung tâm truyền thông đến phát sóng trực tiếp trên đám mây.

Mỗi khi thế giới cầm lên kính vạn hoa của Thế vận hội Olympic, những gì họ thấy là sự tích hợp của các con số và xã hội loài người, là sự hoán vị và kết hợp của các mã kỹ thuật số và các điểm nhấn công nghệ cao.

Theo Zhihu