走近冬奧|“精確到肌肉”!來看冬奧運動員的智能“私教”

新華網
2021-10-17 10:44
從2019年開始,蔣量與團隊其他成員帶著該套係統,跟隨冬奧不同項目的國家隊,幫助運動員訓練。

  新華社北京10月16日電(記者趙旭)在北京理工大學一間矗立著多件科技裝備的實驗室裏,兩名科研人員正幫助受試者將電極片貼在上肢肌肉的皮膚表面。完成肌電設備穿戴後,受試者擺動胳膊,一旁的屏幕實時顯示著收集到的電信號波形軌跡。

  “這套肌電設備應用于冬奧運動員的體能訓練。電極片貼在運動員不同位置的皮膚上,可監測運動過程中相應肌肉被激活的程度和順序,我們根據這些信息可以計算出肌力,之後把數據反饋給運動員的體能教練,這樣他們能更有針對性地指導運動員鍛煉需要增強的肌肉群。”北京理工大學宇航學院教授霍波説。

  針對備戰2022年北京冬奧會的需求,北京理工大學承擔了科技部“科技冬奧”專項中的“國家科學化訓練基地建設關鍵技術研究與示范”項目。作為項目負責人,霍波帶領團隊研發出“冬季項目智能訓練管理係統”,為跳臺滑雪、自由式滑雪大跳臺、雪車雪橇、越野滑雪等冬奧項目的國家隊運動員提供個性化、智能化、“精確到肌肉”的訓練方案。

  霍波介紹,除應用于體能訓練的肌電設備外,該係統還能通過在訓練場地安裝多組高速相機,實時採集不同項目中運動員實戰訓練時的三維姿態參數,同時利用裝有近百個壓力傳感器的超薄壓力鞋墊,收集運動員落地時的地面反作用力等信息,通過深度學習完成自動識別後,團隊再結合空氣動力學分析、骨骼肌肉動力學分析、運動學分析等方法,對運動員的運動能力進行分析和評估。

  如何起跳更省力?如何減少風的阻力?哪些細節因素影響空中滑翔的時長和距離?運動員在推雪橇過程中是否有負加速度?……在該項科技的助力下,教練員與運動員得以以更直觀、更科學的方式深入了解運動員全過程運動狀態,並通過對比每次得出的分析報告,持續調整運動姿勢和發力方式等,幫助運動員探索個體“最優解”,不斷提升訓練成績。

  “在訓練中應用定量測試和分析係統,對于運動員來説,有一個接納的過程。在與運動員和教練一起訓練、交流的過程中,我們把科技術語、力學詞匯轉化為與運動相關的語言,更好地幫助他們熟悉並充分運用這套係統。比如針對跳臺滑雪運動員,我們綜合分析後,建議運動員在起跳過程中膝關節應盡可能蹬伸,同時適當降低髖關節的伸展速度,以減少軀幹的風阻。訓練到後期時,運動員們總會主動去查看報告。”該項目團體成員、北京理工大學宇航學院博士生蔣量説。

  從2019年開始,蔣量與團隊其他成員帶著該套係統,跟隨冬奧不同項目的國家隊,幫助運動員訓練。“設備的研發和應用都經歷了從無到有的過程,在這幾年不斷的嘗試和摸索中,這套係統也完成了多次升級迭代。”蔣量説。

  “這套面向冬奧訓練的科技裝備和核心技術已經相對成熟,目前在同行業范圍內已處于前沿水平,尤其是我們引入空氣動力學計算,得到跳臺滑雪項目中運動員起跳時受到的空氣阻力,並將其用于骨骼肌肉係統動力學的分析,該方法還尚未見文獻報道。”霍波告訴記者,完成服務冬奧訓練的使命後,該係統將應用于人體康復訓練、大眾健康輔助、科研科普等場景。

  “能完整經歷並通過所學深度參與和服務冬奧會,是我求學和成長路上莫大的一筆財富。正式舉辦北京冬奧會的時候,我特別希望能到現場觀賽,見證曾經一起在冰天雪地裏並肩作戰的隊員們展現實力,定會無比自豪和驕傲。”蔣量説。

責任編輯:刁文靜
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