不仅如此,科研人员还研发出一系列高科技装备,助运动员一臂之力。如通过双滑轮腹内压快速增压技术和石墨烯传导热快速加热技术,可快速增强腰椎稳定性、促进核心稳定肌功能恢复的特制腰带;通过双面立体点胶和结构化设计的专用运动袜,增强技巧类项目运动稳定性;为运动员量身打造的膝关节运动护具,等等。
可以想见,在即将到来的北京冬奥会上,中国军团的运动装备将是“黑科技”满满。
科学训练 人工智能辅助系统给教练员装上“第三只眼”
调整呼吸,飞速下滑,加速、起跳,在落差100多米山地自由飞翔,然后平稳落地……对于跳台滑雪运动员来讲,这一系列动作已然刻印于心。
滑行速度、起跳的时机与方向、手臂摆动的角度、自身的状态,等等,都是影响其成绩的重要因素。这就要求运动员具备精准的身体姿态控制能力。
由于各个动作的瞬时性,在传统训练过程中,为了让运动员每一个环节、每一个动作都达到“最优”,教练员的做法通常是用视频记录,然后回放分析。然而,受观测距离、角度等方面影响,这一做法也有一定局限性。“运动员在画面中很小,很难发现诸如手臂摆动角度、膝踝距离差等方面的细微差别,而这些恰恰对于成绩影响很大。”据有关研究人员介绍。
如今,在科技加持下,这一问题有了解决方案。
刘宇,上海体育学院科学研究院院长,也是国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项“冬季项目运动员技能优化关键技术研究”项目负责人。他带领项目团队开发适合雪上运动员运动效率和运动能力提升的神经-生物力学增强技术与干预模式,利用人工智能辅助系统捕捉运动员三维动作,实时采集起跳角度、速度、姿态控制、距离等数据,为提升运动员训练效果和参赛竞技表现能力提供科技保障服务。
“有了最新突破!”8月18日,在接受记者采访时,刘宇十分高兴。他告诉记者,他的团队即将奔赴河北涞源国家跳台滑雪训练科研基地交付新的研究成果。
记者了解到,此前,该项目团队通过在跳台滑雪出发台架设多台高速摄像机,对助滑、起跳动作进行三维动作捕捉和技术分析,然后基于人工智能图像识别技术实时反馈出起跳台时的三维动作信息,包括起跳开始蹬伸距离、起跳时下肢三个关节的角度、身体姿态、飞行初期的攻角、雪板的仰角等关键生物力学指标,帮助教练员和运动员掌握分析每一个时刻的技术动作细节。
如今,这一辅助系统有了“升级版”。根据使用方建议,项目团队将在滑道侧面的多个关键点位,如距离出发台20m、40m、60m、80m、100m、落地区等架设实时高速视频摄制系统,并基于单目相机的人工智能算法,实现对运动员上述关键位置的三维动作捕捉分析,同时通过自动控制的机器摇臂实现对运动员全过程及关键点位动作的记录,并快速生成有关数据。有关视频和生物力学数据可实时反馈给教练员和运动员,便于后续战术动作分析等工作的进行。
与此同时,项目团队还利用可穿戴传感器技术,对运动员全程速度、加速度及其雪板进行空间位置精确跟踪、测定,优化其动作控制。
这是过去用传统的录像方法很难快速获取的信息。“跳台滑雪选手的助滑速度、起跳角度、身体三维姿态等,过去只能依靠教练的经验感觉和简单视频分析,现在能提供精准量化的快速反馈、技术诊断,提出改进方案。”刘宇说,这等于给了教练员“第三只眼睛”。而使用方也表示,这位数字“教练”提供的数据对于诊断运动员各环节动作的短板、加快提高成绩很有帮助。
不仅是跳台滑雪,“冬季项目运动员技能优化关键技术研究”项目的关键技术成果目前已在多支冬季项目国家队进行转化与应用研究,为运动员科学训练、竞技表现能力的提升寻求关键突破。
“在‘科技冬奥’重点专项中,科学训练与比赛关键技术是一个重要领域。”科技部社会发展科技司二级巡视员王小龙告诉记者,围绕运动员科学选材、运动员技能优化、体能训练和训练监控、科学化训练基地建设等方面,已部署19个项目,目的就是要研发科学化训练方法和装备、建立智慧化比赛训练场地、提高训练效率和质量、提升运动员比赛水平。
目前,一批研究成果已转化应用:高水平运动员动作优化分析系统提升自由式滑雪空中技巧等项目高难度动作表现,动作成功率提升约15%;国内首套人体高速弹射装置,已经成为速度滑冰国家队开展弯道技术专项训练的重要辅助手段,解决了冬季项目训练受环境时间限制的难点……
外围保障 首次实现复杂地形下“百米级、分钟级”气象预报,直升机转运受伤运动员只需4分钟