大數(shù)據(jù)背景下科技賦能青少年體能訓(xùn)練

于宗群 陳洋

近年來(lái)，運(yùn)動(dòng)傳感器科技、可穿戴科技、云服務(wù)科技、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)等的蓬勃發(fā)展，促進(jìn)了競(jìng)技體育運(yùn)動(dòng)科學(xué)化的進(jìn)程。青少年是國(guó)家的未來(lái)與希望，推動(dòng)青少年體育健康發(fā)展，要加快推進(jìn)體育改革創(chuàng)新步伐，推進(jìn)科技賦能體育。對(duì)于體能訓(xùn)練來(lái)說(shuō)，科學(xué)有效的方式至關(guān)重要 ，通過(guò)智能訓(xùn)練輔助設(shè)備，運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，以簡(jiǎn)單直觀的分析，為青少年帶來(lái)科學(xué)有效的訓(xùn)練方式，能增強(qiáng)青少年體能素質(zhì)，提升運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)能力。大數(shù)據(jù)賦能體能訓(xùn)練，承載希望，為青少年體育訓(xùn)練助力護(hù)航。

一、科技賦能體育已經(jīng)成為一種趨勢(shì)

任何運(yùn)動(dòng)的體能訓(xùn)練無(wú)疑是運(yùn)動(dòng)員賽場(chǎng)表現(xiàn)的根基，它涵蓋的內(nèi)容廣、難度大，要基于生物學(xué)、心理學(xué)、營(yíng)養(yǎng)學(xué)、環(huán)境學(xué)等多維訓(xùn)練指標(biāo)的數(shù)據(jù)。一方面，教練員不僅可以利用實(shí)時(shí)監(jiān)控的數(shù)據(jù)更精確地指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)員，而且可以更合理地調(diào)整訓(xùn)練計(jì)劃，從而提高訓(xùn)練效果，提高運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練水平；另一方面，運(yùn)動(dòng)員可通過(guò)直觀的數(shù)據(jù)進(jìn)一步激發(fā)自身潛能，提高自身運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。

國(guó)際上一些高水平運(yùn)動(dòng)隊(duì)和精英運(yùn)動(dòng)員已率先實(shí)現(xiàn)或部分實(shí)現(xiàn)了體能訓(xùn)練的數(shù)字科技化。比如，在競(jìng)技體育強(qiáng)國(guó)美國(guó)，體能訓(xùn)練是與訓(xùn)練學(xué)、人體運(yùn)動(dòng)生物學(xué)有機(jī)融合的綜合性學(xué)科。中國(guó)也早已把科技運(yùn)用在體育訓(xùn)練之中。例如，東京奧運(yùn)會(huì)上，蘇炳添百米跑出了9.83秒的好成績(jī)，其背后不僅是單純跑步姿態(tài)的調(diào)整等傳統(tǒng)的訓(xùn)練方式，更多的還是利用了各種人工智能技術(shù)進(jìn)行輔助研究，經(jīng)過(guò)大量的數(shù)據(jù)科學(xué)分析評(píng)定后，要求他在32歲的年紀(jì)改變自己的起跑腳，這和傳統(tǒng)的田徑訓(xùn)練理念大相徑庭，徹底改變了人們對(duì)于競(jìng)技體育中科技賦能體育訓(xùn)練的認(rèn)知。由此可見(jiàn)，科學(xué)技術(shù)在競(jìng)技體育訓(xùn)練中的重要作用越來(lái)越突出，科技力量給體育訓(xùn)練帶來(lái)了量的突破和質(zhì)的飛躍。

二、大數(shù)據(jù)科技賦能各類項(xiàng)目的體能訓(xùn)練

當(dāng)前科技的發(fā)展已經(jīng)支持通過(guò)無(wú)創(chuàng)的測(cè)量方式快速獲取多項(xiàng)生物學(xué)參數(shù)，并對(duì)運(yùn)動(dòng)員的機(jī)能和體能狀態(tài)作出實(shí)時(shí)的綜合性診斷和評(píng)估，為教練員安排訓(xùn)練計(jì)劃及賽前準(zhǔn)備提供參考。

1.賽艇測(cè)功儀

賽艇運(yùn)動(dòng)是以有氧供能為主的競(jìng)技體能類項(xiàng)目，因此對(duì)于運(yùn)動(dòng)員有氧耐力的訓(xùn)練尤為重要。賽艇比賽對(duì)于運(yùn)動(dòng)員肌肉有氧耐力和力量素質(zhì)的要求非常高，需要運(yùn)動(dòng)員的肩、髖、踝關(guān)節(jié)具有較好的柔韌性，同時(shí)具備快速的反應(yīng)能力與高度的靈活協(xié)調(diào)性。賽艇測(cè)功儀是賽艇運(yùn)動(dòng)專項(xiàng)訓(xùn)練和評(píng)價(jià)的重要工具。在青少年賽艇的訓(xùn)練中，安全與健康尤為關(guān)鍵。借助測(cè)功儀，不僅能幫助青少年在日常的體能訓(xùn)練中科學(xué)訓(xùn)練，還能對(duì)可能出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)損傷作出預(yù)判，從而大大減少運(yùn)動(dòng)員因傷病缺賽的情況，同時(shí)也有助于優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的職業(yè)生涯之路走得更遠(yuǎn)。

2. Omega wave競(jìng)技狀態(tài)綜合診斷系統(tǒng)

該系統(tǒng)可以快速、輕松、無(wú)創(chuàng)地獲取運(yùn)動(dòng)員的多種生理機(jī)能數(shù)據(jù)（心率、靜心率、心電圖、體能儲(chǔ)備消耗情況、肌肉疲勞程度、乳酸閾值等），并對(duì)運(yùn)動(dòng)員的體能狀態(tài)作出實(shí)時(shí)的綜合性診斷和評(píng)估。在鐵人三項(xiàng)這個(gè)項(xiàng)目上，運(yùn)動(dòng)員需要以累計(jì)計(jì)時(shí)的方式先后完成游泳、自行車、跑步這三項(xiàng)運(yùn)動(dòng)，這極其考驗(yàn)運(yùn)動(dòng)員的意志和體能儲(chǔ)備，對(duì)于運(yùn)動(dòng)員中樞神經(jīng)系統(tǒng)的壓力非常大，如果運(yùn)動(dòng)員賽前睡眠質(zhì)量受到影響會(huì)導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)疲勞。這些數(shù)據(jù)都會(huì)呈現(xiàn)在儀器中，利用這類數(shù)據(jù)量化評(píng)估該運(yùn)動(dòng)員的疲勞水平，做好充分的應(yīng)對(duì)措施，可最大限度地促進(jìn)機(jī)體實(shí)現(xiàn)超量恢復(fù)。這種動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技狀態(tài)的方式已經(jīng)被越來(lái)越多地應(yīng)用到精英運(yùn)動(dòng)員的體能訓(xùn)練中。

3. Alter-G反重力減重跑臺(tái)

跑步機(jī)最理想的方式就是使運(yùn)動(dòng)員能夠正常進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，同時(shí)降低損傷程度。反重力跑步機(jī)可以通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)減小關(guān)節(jié)所受的壓力，人在其上跑步時(shí)會(huì)感覺(jué)很輕盈，能減輕一些損傷人體并引起身體痛苦的動(dòng)作。借助Alter-G反重力減重跑臺(tái)，馬拉松運(yùn)動(dòng)員不僅能夠完成長(zhǎng)距離速度、耐力的練習(xí)，還能大大縮短康復(fù)時(shí)間；肥胖人群也不必?fù)?dān)心因體重過(guò)大而造成關(guān)節(jié)損傷，從而降低自身應(yīng)力性骨折的發(fā)病率。

4. GymAware力量功率測(cè)試系統(tǒng)

此系統(tǒng)設(shè)備體積小，易攜帶，具有較高的準(zhǔn)確度，可附著在力量器械上。在力量訓(xùn)練時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，通過(guò)實(shí)時(shí)結(jié)果激勵(lì)運(yùn)動(dòng)員；能比較運(yùn)動(dòng)員及團(tuán)隊(duì)成績(jī)；通過(guò)測(cè)量力量以確保進(jìn)行安全有效的訓(xùn)練，確保運(yùn)動(dòng)員恢復(fù)；可評(píng)估雙側(cè)肌力差異。CBA俱樂(lè)部上海大鯊魚(yú)隊(duì)使用該系統(tǒng)對(duì)日常訓(xùn)練進(jìn)行監(jiān)控，教練員團(tuán)隊(duì)為每名運(yùn)動(dòng)員制訂個(gè)性化的訓(xùn)練計(jì)劃，使運(yùn)動(dòng)員發(fā)揮最佳的力量訓(xùn)練負(fù)荷和頻率，從而達(dá)到理想的訓(xùn)練效果。

5.陸上劃船測(cè)功儀

青少年皮劃艇靜水運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目考驗(yàn)的不僅是青少年的比賽技術(shù)和技巧，對(duì)其體力和耐久力考驗(yàn)亦巨大。陸上劃船測(cè)功儀是對(duì)皮劃艇運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō)最便捷的訓(xùn)練手段，它通過(guò)人工智能的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析模型、SDP流數(shù)據(jù)處理平臺(tái)和GPU高性能運(yùn)算能力，利用多個(gè)攝像頭全程實(shí)時(shí)捕捉運(yùn)動(dòng)員從前到后的姿勢(shì)動(dòng)態(tài)并加以分析，對(duì)做出的動(dòng)作進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估和動(dòng)作周期的穩(wěn)定性評(píng)測(cè)，實(shí)時(shí)給教練員和運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行訓(xùn)練數(shù)據(jù)反饋，同時(shí)對(duì)運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)時(shí)手部、肘部、軀干等不同部位姿勢(shì)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建議，降低運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)潛在損傷的概率。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員戴上VR眼鏡，通過(guò)攝像頭和傳感器，可以在訓(xùn)練中實(shí)時(shí)看清楚自己每一個(gè)動(dòng)作，屏幕上會(huì)實(shí)時(shí)展現(xiàn)劃槳速率、呼吸頻次、肌肉力度、運(yùn)動(dòng)姿態(tài)等多個(gè)數(shù)值，如果出現(xiàn)動(dòng)作偏差系統(tǒng)就會(huì)提示矯正。

6. TritonWear智能游泳訓(xùn)練監(jiān)控系統(tǒng)

游泳是一項(xiàng)具有競(jìng)技性和觀賞性的現(xiàn)代體育項(xiàng)目，對(duì)體能的要求較高。通過(guò)佩戴在運(yùn)動(dòng)員游泳帽背后的無(wú)線傳感器，TritonWear智能游泳訓(xùn)練監(jiān)控系統(tǒng)可獲取在水中的 22 類運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并能夠以數(shù)據(jù)、圖表、多次結(jié)果對(duì)比等多種形式實(shí)時(shí)顯示。教練員和科研人員在訓(xùn)練過(guò)程的第一時(shí)間就能夠看到運(yùn)動(dòng)員的平均游速、劃頻、劃幅、動(dòng)作次數(shù)、呼吸次數(shù)、轉(zhuǎn)身時(shí)間、水下時(shí)間等多種重要的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，以及運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)和技術(shù)細(xì)節(jié)，從而做出正確決策，提升指導(dǎo)質(zhì)量，同時(shí)能夠?qū)\(yùn)動(dòng)員進(jìn)行長(zhǎng)期追蹤，使訓(xùn)練監(jiān)控更加細(xì)化和系統(tǒng)化，進(jìn)而激發(fā)運(yùn)動(dòng)員潛能，從而達(dá)到更高的競(jìng)技水準(zhǔn)。

科技的發(fā)展與科學(xué)訓(xùn)練的普及，使得當(dāng)前的競(jìng)技運(yùn)動(dòng)不再是運(yùn)動(dòng)員個(gè)人身體素質(zhì)的較量，更是由無(wú)數(shù)科研團(tuán)隊(duì)組建的科技力量的比拼之賽。當(dāng)下，體育數(shù)字化轉(zhuǎn)型是大勢(shì)所趨，科技加持體育運(yùn)動(dòng)也是這個(gè)時(shí)代的特色，憑借社會(huì)、政策、科技多方面的支持，將數(shù)字化信息進(jìn)行整合、分類，探尋與科學(xué)訓(xùn)練的關(guān)系，預(yù)測(cè)體育項(xiàng)目未來(lái)的趨勢(shì)和優(yōu)化技戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練手段，將會(huì)更好地賦予我國(guó)青少年體育發(fā)展后備人才新的活力和動(dòng)力。

（作者單位：山東省煙臺(tái)市水上運(yùn)動(dòng)學(xué)校）

責(zé)任編輯：王 燕