Yuri Zhovnirovsky 需要離開泳池休息一下，他是一名狂熱的游泳愛好者和水球運動員，在水中訓練了很長時間。大學畢業后，他決定尋找另一條體育出路：Zhovnirovsky 嘗試競技自行車。在進行一段時間后，他的鄰居還是將他勸回了游泳池。再次接觸泳池，他又想起在游泳上經受的挫折。“再次回到泳池，一切照舊，”他說。“我仍要自己數游了多少圈、劃了多少次水。這就相當于說，我在跑步時要自己數步數來計算跑了多遠。”在 Zhovnirovsky 參與自行車運動時，他利用可穿戴設備來跟蹤大量自行車運動指標 - 如力量、節奏、速度和高度。“各種指標應有盡有。”同樣在科技行業工作的 Zhovnirovsky 說。而在游泳運動上，沒有任何可穿戴設備可與那些跟蹤跑步或自行車運動的設備相媲美。“我想，我有技術背景，我可以尋找解決方案。”

解決方案很巧妙：智能泳鏡。Zhovnirovsky 創立了 Ciye（讀作“see”；這是縮寫詞，表示“您眼中的教練”）公司來創建智能泳鏡并推向市場。在這款智能泳鏡中，“智能教練”模塊嵌入在左鏡片的左上角。該模塊有一個小顯示屏，顯示游泳者的圈速、圈數和分段時間（每圈時間），向左快速一瞥即可看到。新功能的開發和外形的的完善都在進行中。Ciye 的智能泳鏡適用于所有游泳者，從業余游泳者到奧運會運動員。

渾然天成的解決方案

Zhovnirovsky 在職業生涯中成長為成功的企業家。當他再次開始游泳時，他已具備多年創業和擴大經營規模的經驗。他知道開發 Ciye 智能泳鏡解決方案需要什么。他還有廣闊的目標市場。“僅在美國，每周去三次泳池的人至少有 2600 萬，”他說。計圈問題幾乎是普遍的難題。例如，一名 Ciye 測試人員每天游 9.5 公里（6 英里），在測試智能泳鏡之前，她需要通過心算跟蹤她的圈數 - 總共 422 圈。Zhovnirovsky 說，“這是普遍存在的問題。當你詢問游泳者游了多少圈時，大多數人說不清楚，因為幾乎無人能記住四圈以上。”無法跟蹤游泳過程中的進度還會阻礙游泳者提高水平的能力。“如果您與游泳者交談，他們抱怨最多的是如何衡量運動成績：我正在更改風格，但我到底是變得更好了？更快了？還是越來越差了？”他說。“我很難獲得有關改變如何影響運動成績的信息。”游泳手表之類的設備已嘗試解決這些問題，但它們有很大的缺點。首先，手表戴在手臂上，游泳時手臂的運動讓傳感器不堪重負。它們在跟蹤圈數方面不是很準確，如果您要檢查您的速度，需要將手腕移入視野中，而這會干擾您的劃水動作。這些設備也無法在鍛煉過程中提供實時反饋。根據常識，Zhovnirovsky 認為游泳者需要的解決方案要融入游泳日常用品。他說，“每個游泳者都會戴泳鏡。答案就非常明顯了。”

產品推出后會大受歡迎

Ciye 團隊本身就由游泳愛好者組成，他們很清楚市場需要什么樣的智能泳鏡。如果能讓游泳者在不中斷泳姿的情況下查看游泳時間、休息時間和分段時間，他們就可以根據自己的目標實時推進或調整速度。Ciye 的智能泳鏡還需要勝過市面上的主流智能泳鏡。這些主流智能泳鏡可以在游泳時向游泳者投影其數據，這很吸引人，但會妨礙游泳者的視線并引起不適。挑戰在于如何將智能泳鏡變為真實產品。他們需要創建一種產品，可以準確地感知和識別游泳中的各元素 - 開始游泳、停止游泳、游泳轉向、泳姿 - 并可以通過頭部的傳感器感知這些元素。當檢測運動和方向時，九軸慣性測量單元（可穿戴設備中的一種常見傳感器，用于將加速度計、陀螺儀和磁力計集成在一個設備中）會產生含噪信號。

Ciye 團隊需要一個 AI 模型，該模型能夠從錯綜復雜的混亂的情況中梳理出相關的信號，并標注特定的動作，如仰泳或自由泳。Zhovnirovsky 說，“數據標注是機器學習中最重要的活動之一，也是最難大規模實現的。以我的經驗來看，它比算法本身更重要。”Ciye 需要的東西在當時并不存在，因此該團隊使用 MATLAB 創建了滿足他們需求的自定義數據標注工具。除了運行深度學習算法，這項技術還需要體積小、防水、電池壽命長。算法必須簡潔而強大。“我們必須平衡算法的性能和復雜性，”Ciye 數據科學總監 Koosha Davis 表示。Sadeghi 需要創建一種節省內存和計算能力的算法，盡可能減少對電池的要求，以便傳感器能夠發揮最大能力。Sadeghi 使用 MATLAB 工具箱進行深度學習和信號處理，一次又一次地迭代算法。他基于 Ciye 的測試游泳者社區的數據訓練算法，這些測試游泳者會發送其鍛煉數據和游泳的詳細描述。泳鏡以超過 99% 的準確度捕獲信息、識別劃水類型、劃水速率、圈數等。

游泳類型識別的機器學習模型的優化。（圖片所有權：Ciye）

Zhovnirovsky 說：“很難有一種高精度算法適用于如此龐大的人群。我們能夠實現這一點，很大程度上是因為 MATLAB 及其提供的工具。”在 Ciye 掌握技術后，他們需要泳鏡來承載這項技術。Ciye 團隊與 FINIS， Inc.（該公司開發并銷售改進游泳方法和體驗的產品）合作，共同開發這款采用可拆卸 Ciye 教練模塊的智能泳鏡。Ciye 模塊的大小和形狀類似于缺失尖端的吉他撥片，它卡在泳鏡左鏡片的外圍，看起來并不顯眼。該模塊的設計還支持客戶輕松更換塑料鏡片，而無需每次購買全新的教練解決方案。

但這正是這款智能泳鏡的魅力所在。佩戴泳鏡時，顯示部分位于游泳者的視野之外，僅當眼睛向左瞟時才看得見。在那一瞥中，游泳者會看到顯示一些數據點的黑色圓形屏幕，其中包括圈數、每圈時間、休息時間和總時間，而且每次看到的都是實時數據。當游泳者轉身蹬離池壁開始新一圈時，泳鏡會顯示前一圈的時間和劃水次數。Zhovnirovsky 說，“它讓您不再浪費時間去計數，只需專注于您的訓練方法和成績。”泳鏡還可以跟蹤游泳的詳細信息，這些信息會在游泳后出現在 App 中。在該 App 中，除了實時顯示數據之外，用戶還可以獲得每次鍛煉的詳細明細，查看其總距離、平均速度和消耗的卡路里數。通過該 App，用戶還可以設置改進目標，并與其他游泳者聯系，為這項原本孤獨的運動增添社交元素。Zhovnirovsky 說，“該 App 可以幫助您保持游泳的動力和社交聯系。我們希望它成為您眼中的個性化專職教練。”

虛擬教練

新冠肺炎疫情改變了人們日常生活的方方面面，包括游泳界。這也讓人們開始關注虛擬工具在體育運動中的效用。Zhovnirovsky 說，“對我來說，在疫情期間擁有這款設備非常有用。“在疫情期間，即使您能夠去泳池，您也非常孤獨，因為無法保持以前的社交。”任何人都不應呆在泳池周圍，教練也不行，而且游泳者在進入泳池前和離開時都需要戴上口罩。智能泳鏡和 App 恢復了一些社交功能，同時確保運動員可以繼續訓練。對于專業人士來說，虛擬教練不僅僅是工具，它的重要性不止于此。在 2021 年舉行的 2020 年東京夏季殘奧會期間，美國游泳運動員 Mallory Weggemann 沒有帶教練，因為旅行限制，教練員無法隨同運動員參賽。但 Weggemann 使用智能泳鏡記錄了她的游泳訓練情況，并將數據發給教練，教練可以在幾個時區之外為她提供建議和支持。Weggemann 最終贏得兩枚金牌、一枚銀牌，并打破兩項殘奧會記錄。在另一個實例中，Ciye 團隊將泳鏡帶到奧林匹克訓練中心，讓德國國家隊試用。

Zhovnirovsky 說，“他們的進步更快了。現在他們隨時能看到時鐘，知道什么時候游得慢，什么時候游得快，促使他們更快地進步。”

隨著在游泳市場初步取得成功，Ciye 正在將眼睛中的虛擬教練帶到其他運動中，為跑步者和騎車人開發智能太陽鏡。這些太陽鏡將能夠跟蹤與智能泳鏡類似的指標值，如步數、距離、速度和活動持續時間。目前的原型看起來像一副普通的運動太陽鏡，但內置小電池和 Ciye 技術。最后，Zhovnirovsky 說，Ciye 計劃設計一種帶可拆解模塊的眼鏡，就像泳鏡一樣。全功能的太陽鏡目前仍處于原型階段，Zhovnirovsky 希望能夠在年底推出。

Ciye 團隊還在研究太陽鏡和泳鏡的生物特征記錄功能。對于泳鏡，他們擁有一項通過頭部檢測心率的技術專利，正計劃在太陽鏡上實現類似功能。在 Zhovnirovsky 的設想中，這款太陽鏡不僅可以跟蹤心率，還可以測量血氧飽和度和計算最大攝氧量，即身體在激烈活動中所消耗的最大氧氣量，反映心血管的健康狀況。在可穿戴健身設備中，Zhovnirovsky 認為未來像 Ciye 這樣的產品將占據主流。他說，“為了在鍛煉時獲得實時反饋，科技將武裝到眼睛上。我們的使命為每個人配備虛擬教練。”

編輯：黃飛