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▶ MATLAB 助力 Ciye 公司智能泳镜信号处理、深度学习、数据标记等研发工作。

▶ Ciye 正在将虚拟教练带入其他运动领域，为跑步者和骑行者开发智能太阳镜。

智能泳镜由 Ciye“智能教练”模块驱动，只需快速向左看一眼，即可显示单圈时间、圈数和分段时间。（视频来源：Ciye）

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在自行车运动领域，健身可穿戴设备可以追踪大量自行车运动指标，如力量、节奏、速度和海拔高度。游泳，却没有可穿戴设备的精确度能与追踪跑步或自行车运动的可穿戴设备相媲美。

圈数计算问题几乎是普遍存在的烦恼。例如，一位 Ciye 测试员每天游泳 9.5 公里（6 英里），在测试智能泳镜之前，她需要在脑海中记录她的游泳圈数——全部 422 圈。

无法在游泳过程中跟踪进度也会阻碍游泳者提高水平。

虽然游泳手表等设备试图解决这些问题，但它们存在重大缺陷。首先，手表戴在手臂上，游泳时手臂的运动会使传感器不堪重负。它们在跟踪圈数方面不是很准确，如果你想检查你的速度，你需要将手腕移到视野中，这会打乱你的划水动作。它们也无法在锻炼期间提供实时反馈。

带有 Ciye 模块的智能泳镜（图片来源：Ciye）

2. MATLAB 赋能 Ciye 智能泳镜研发

Ciye 团队本身就是游泳运动员，因此他们非常清楚市场对智能泳镜的需求。游泳时无需中断划水动作，即可查看游泳时间、休息时间和分段时间，让游泳者能够根据实时目标推动或调整自己的速度。Ciye 的智能泳镜还需要比市场上的主流智能泳镜更好，后者会在游泳者游泳时将他们的数据投射到他们面前。这种泳镜虽然很吸引人，但却会遮挡游泳者的视线并引起恶心。挑战在于如何让智能泳镜成为现实。

Ciye 团队需要创造一种产品，能够准确感知和识别游泳的要素（何时开始游泳、何时停止、何时转身、使用哪种泳姿），并且可以通过头上的传感器感知这些要素。在检测运动和方向时，九轴惯性测量单元（可穿戴设备中的常见传感器，将加速度计、陀螺仪和磁力计集成到一个设备中）会产生噪声信号。Ciye 团队需要一个 AI 模型，可以从复杂的混乱信号中梳理出相关信号并标记特定的动作，例如仰泳或自由泳。

数据标记是机器学习中最重要的活动之一，也是最难大规模实施的活动，它比算法本身更重要。Ciye 需要的东西并不存在，因此团队使用 MATLAB® 创建了一个满足他们需求的自定义数据标记工具。

除了运行深度学习算法外，该技术还需要体积小、防水且电池寿命长。算法必须紧凑但功能强大。Ciye 必须平衡算法的性能和复杂性。

Ciye 需要创建一种节省内存和计算能力的算法，尽可能减少对电池的需求，以便传感器能够充分发挥其能力。Ciye 使用 MATLAB 深度学习和信号处理工具箱对算法进行了一次又一次的迭代。

Ciye 利用测试游泳者社区的数据来训练算法，这些测试游泳者会发送他们的锻炼数据和游泳的详细描述。泳镜捕捉信息的准确率超过 99%，可以识别划水类型、划水频率、圈数等。

Ciye 掌握了这项技术后，他们就需要泳镜来承载它。Ciye 团队与 FINIS, Inc. 合作，后者开发和销售可改善游泳技术和体验的产品，打造了智能泳镜，由可拆卸的 Ciye Coach 模块驱动。

Ciye 应用程序可以访问智能泳镜的数据（图片来源：Ciye）

3. 虚拟教练

新冠肺炎疫情不仅震撼了游泳界，也震撼了日常生活的方方面面。这也让人们意识到虚拟工具在体育运动中的实用性。

对于专业人士来说，虚拟教练不仅起到了重要作用，而且至关重要。在 2021 年举行的东京 2020 年夏季残奥会上，美国游泳运动员马洛里·韦格曼没有教练陪同，因为旅行限制，教练无法参加比赛。但她使用智能泳镜记录了她的训练游泳并将数据发回教练，教练可以为相隔几个时区的韦格曼提供建议和支持。韦格曼后来赢得了两枚金牌、一枚银牌，并打破了两项残奥会纪录。

在另一个例子中，Ciye 团队将泳镜带到了奥林匹克训练中心，并让德国国家队试戴。现在他们面前有时钟，他们知道什么时候游得慢，什么时候游得快，这促使他们游得更好。

在游泳市场取得初步成功后，Ciye 正在将虚拟教练带入其他运动领域，为跑步者和骑行者开发智能太阳镜。这些太阳镜将能够跟踪与智能泳镜指标相同的陆地指标，如步数、距离、速度和活动时长。目前的原型看起来像一副普通的运动太阳镜，但内置了一块小电池和 Ciye 技术。Ciye 最终计划设计带有可拆卸模块的眼镜，就像泳镜一样。