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行业动态
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“我国正处于这样一个状态:很多体育项目上,有三四十个人能进入世界前列;但真正能达到顶尖水平的寥寥无几。”
在10日到11日于杭州举行的全国体育科技成果转化展览会暨国际体育科技高峰论坛上,国家体育总局科研所研究员、教授陈小平这么说。
陈小平
“备战奥运,已经不是简单的‘艰苦训练’了。”陈小平认为,没有科学研究和精确化、个体化训练,运动员就很难跨越那一条从“优秀”到“卓越”的鸿沟。
在国外体育圈内,甚至有一句更直白的话:能通过科技提升训练成绩一秒钟,就不通过训练。
“科技助力体育是当务之急,应该将它提到非常高的高度。”陈小平说。
造飞机需要风洞,造自行车也要
英国的自行车项目,在最近三届奥运会中斩获22枚金牌,可谓异军突起。这背后,空气动力学研究的助力功不可没。
在我国,也有专家团队正在和“减阻”死磕。
清华大学特聘教授汪家道来自摩擦学国家重点实验室,他们就在研究自行车的“综合减阻”,这包括“滚动摩擦减阻”和“空气减阻”。
汪家道
第一种减阻,涉及到自行车的轮胎和轴承;第二种,则涉及到运动员的姿态、编队和场地阻力优化以及装备定制。
“我们要用3D扫描获得运动员的身体数据,用3D打印造出模型和装备,采用碳纤维等材料进行精密制造。”汪家道说,“还要用流体建模仿真,再在风洞里进行实验。”
是的,要用风洞,来确定战车、战袍和最佳身体姿势。“自行车、滑雪、滑冰等项目的科研和训练,都要用风洞。”汪家道告诉科技日报记者,“我想呼吁一下,体育界也该建设自己的风洞。”
现在,汪家道都是借用其他领域的风洞做体育科学研究,往里搬进一套简易可移动的数据测量装备,来调整风洞功能。“体育训练有自己的特殊需求。如果有专业风洞,我们可以置入大型设备,提高研究精度。”汪家道说。
造导弹的专家,研究怎么掷标枪
在“科技助力奥运”论坛上,来了一位北京理工大学宇航学院教授。
宇航学院,最初可是由火箭弹设计、推进剂及火工和制导专业组成。“我们接到了投掷/弹射类体育项目的科研任务。标枪和铁饼,要求投得远;射箭,要求精度高。”这位叫霍波的教授挺诚恳,“我们造导弹也是这个要求,能做。”
北理工 霍波
话一出,全场都笑了。
要提高投掷类项目的成绩,需要解决的是飞行体的动力学问题和运动员的生物力学问题。
比如标枪和铁饼的飞行,就会受到飞行姿态和环境因素的影响;运动员自身呢,则有如下变量需要考虑:心肺功能、肌肉收缩力、骨骼强度……而且,飞行体的速度、角度和旋转速度这些初始参数,也是由运动员赋予的。
看看教授是如何解构这一体育科技命题的:
问题1:如何对细长弹性体、自旋体进行动力学稳定性建模及分析?
问题2:复杂环境条件对飞行体飞行状态的作用机理?
问题3:投掷/弹射初始状态的优化?
问题4:满足赛事规则框架下如何对器材外形及材质进行优化和改进?
……
所以,可别再认为掷标枪和扔铁饼是个力气活了。要想成绩好,物理少不了。
数据,数据,数据!
专家可以给出一个“大框架”,可是,具体到运动员每天的训练表现,又要如何评估?
在“全国体育科技成果转化展览会”上走一走就会发现,“数据”,已成了不少科技厂商的“卖点”。
“现在很多俱乐部聘请外籍教练,人还没到,设备清单先到了。”设备的主要作用,就是进行运动员的运动表现监测。这样一来,即使教练对运动员并不熟悉,也能对他的个人能力有所了解。
上海灏江向国内引进了Catapult,它内置GPS、3D加速器、3D陀螺仪和3D磁力计。你常能在球队训练时看到球员身穿一种小背心,实际上,真正的秘密是在小背心后面的一个小插口里——Catapult正在记录各项数据。
Catapult设备 摄影:张盖伦
除了可穿戴设备,场馆本身也能提供数据指导。
PlaySight智能球场,发源于以色列。智能球场系统中的摄影机和智能交互式终端协同工作,可以记录运动员的发球速度、距离以及击球类型;可以进行比赛录像的实时记录和回放;还提供训练指导工具,让教练帮助球员对每一次击球进行分析。
包括德约科维奇在内的知名网球运动员,可都是它的用户。
智能球场的手机端页面 摄影:张盖伦
那么,比赛中的数据怎么办?
同道伟业是中国足球协会的官方数据服务商。在展览会现场,同道伟业营销中心总监侯彪为记者调出广州恒大和天津权健的比赛数据:每个时间段球队控球时间如何,射门次数多少,传中成功率怎样,进攻热区分布在全场哪些地方……一目了然。
广州恒大和天津权健的比赛数据展示 摄影:张盖伦
多学科融合才是王道
不过,有时真正想要的数据,却不知道去哪里找。
国家体育总局体能康复专家组副组长陈方灿讲了一个小故事。
里约奥运会之前,陈方灿作为中国代表团医疗组成员,一早就进入了奥运村。这时,游泳运动员孙杨找来了,想进行肌肉放松。
这个要求让医疗组紧张了起来。如果不了解运动员身体状况,贸然按摩,可能会有副作用。
“我们赶紧问他的教练,看他的肌肉情况到底怎么样,按摩师有没有给他做过治疗,队医同不同意。”陈方灿说,此时需要医疗组进行一个综合性的资料收集、评估和决策。而且,这种决策不能只强调“科不科学”,还要看运动员接不接受。
最后他们选择了一种比较温和的干预手段——给孙杨贴上小布贴,减轻肌肉紧张。
“我们也是靠经验,没有标准化处方。”运动康复有很多方法,选择哪种才能达到效果?用科技手段收集到的数据和运动损伤评估究竟有多大关系?陈方灿坦言:“我们对人体的理论研究还比较薄弱,比如我们就没有机器来判断孙杨当时各个部位的肌肉情况究竟如何。”
陈方灿认为,体育科技要发展,必须得跨学科。
而北京体育大学,正在筹备这样的事情。
他们已经成立了人工智能体育工程实验室,想把懂技术的和懂体育的联合起来,碰撞出别样的火花。
该实验室的曹润博士告诉科技日报记者,展览会上的很多参展商,都是国外产品的国内代理,这也从一个侧面说明,国内缺乏既懂技术又懂体育的人才。
其实,体育科技需要计算科学、生物力学、心理学等各个学科作为支撑,培养复合型人才,必须提上日程。曹润透露,北京体育大学下一步将筹建体育工程学院,为未来体育科技的发展进行人才储备。
“说实话,我国体育科技和国外相比还是有差距的。”陈小平对科技日报记者说,“体育科技要发展,要加强多学科参与,要国际化,我们自身的建设也要加强。”
注:文中图片除注明外,均由展览会承办方华奥星空提供
Sports Memorabilia Collection Committee of Chinese Collectors' Association