男孩都喜欢打篮球,到了真正的篮球场之后,却被超低的投篮命中率搞崩了心态。“怎么老投不中啊,肯定是篮板的问题!”
看似是一个埋怨的话,但一个叫Shane Wighton的程序员,发现确实跟篮板有关系。
因2020新冠疫情在家憋得慌,一名叫Shane Wighton的国外程序员老哥,做了这样一块神奇的“百发百中”篮板。
他投篮百发百中的一段视频,目前在YouTube上已经超过了453万次点击。
看篮板正面没有任何异常,而侧面看,竟然还有这么大的弧度!
怎么样的弧度,才能保证篮板具有百发百中的能力?这个神奇的弧度又是怎么找到的?要知道,篮球打在篮板上的状态,有无限种可能。不同的角度、速度和落点,都会让篮球的下落轨迹发生变化,将所有的可能性都模拟出来,工作量实在太大了。换句话说,Shane Wighton想做出“百分百命中”的篮板,几乎是不可能的。
他很执着。为了确定这块篮板的最佳弧度,他在球场上整整呆了两天两夜!
在球场的不同位置不断地投篮后,他根据每次投篮的结果,修改篮板上相应位置的角度。
这样一来,就能保证每一次不准的投篮,都能在每一个点的“辅助弧度”的帮助下,顺利进入篮筐。
Shane Wighton表示,将每一个点的“辅助弧度”集合起来,就是这个“完美弧度”篮板的全貌。
在这种情况下,他还专门做了一款软件,运用著名的统计模拟方法——蒙特卡罗的数学方法,将数百种不同角度和速度的投篮,重复了几千万次!
蒙特卡罗法是一类随机算法,它依赖于重复随机抽样来获得数值结果。
在采样不全时,蒙特卡罗法通常不能保证找到最优解,但随着采样越来越多,就会越来越近似最优解。
简单来说,就是先通过大量的采样(投篮模拟),来得到近似的最优解(每个点的角度)。
在几千万次的计算之后,得到的每个点的“辅助弧度”,就是比较精确的了。
接着,Wighton又用最小二乘法将计算结果进行优化,最后,将这些优化过的每个点的结果集合起来,就得到了这样一块“完美篮板”的模型图。
运用了数控机床和3D打印的技术,Wighton将篮板所需的每块木板做出来,最后将木板间的裂缝用膨胀泡沫填补起来,终于做出了一块完整的“百分百命中”篮板。
但是一个都没进去,很尴尬,经过一番调查,Wighton才发现,他在模拟过程中把篮球当成了一个质点,没有将篮球的大小考虑进去。
测量篮球后,简简单单,将篮筐往前推了6厘米,就把这个问题解决了。果不其然,在这一番神操作之后,这块梦幻篮板终于实现了“百发百中”!
在“百分百命中”篮板1.0版本受到大家的认可之后,Wighton也没有闲着,将篮板进行了改良。这一次的2.0版本,更是惊掉了网友们的下巴。因为它实在是太太太智能了!
看到了吗?这篮板居然会自己动!居然是把球扣进篮筐的!这哪是篮板啊,这简直就是排球手杀球啊!
Wighton在新的视频中坦言,由于第一块篮板在面对某些平飞球时,表现并不是那么出色,他才动了制作2.0版本篮板的心。
2.0使用机器学习方法,而这种方法需要让篮球视觉系统对篮球进行大量学习,才能完成精确的投球工作。