智慧體育視域下科技設備助力健身瑜伽發(fā)展的前景探析

摘要：后疫情時代，健身瑜伽迎來了發(fā)展熱潮，在國家提倡提供全民健身智慧化服務的背景下，運用肌電、肌氧等實時、無創(chuàng)、便攜的智能化生物信號監(jiān)測設備助力健身瑜伽發(fā)展成為一個新的研究方向。本文運用文獻資料法、邏輯分析法，對健身瑜伽項目發(fā)展現(xiàn)狀、常用的身體機能監(jiān)測技術進行總結，并對其優(yōu)缺點進行分析，探討了其在健身瑜伽中的應用前景，為其助力健身瑜伽發(fā)展提供了有益參考。

關鍵詞：智慧體育" 肌電" 肌氧" 健身瑜伽

智慧體育作為一個新興概念，其核心是結合如云計算、大數(shù)據(jù)分析、人工智能等信息技術，對大量收集的體育感知信息進行深入處理和分析。這種技術的運用大大提高了體育服務的質量，優(yōu)化了用戶的體育體驗，推動了體育管理方式的創(chuàng)新，并且優(yōu)化了體育資源的利用。這一全新的模式致力于提升體育行業(yè)的資源效率，使各類體育活動的組織和管理變得更加智能化，更具效率。智慧體育以人為本。通過實時收集和分析各種形式的用戶數(shù)據(jù)（如生理生化指標、運動軌跡等），不僅能夠提供量身定制的運動建議，提高運動效果，預防運動傷害，還能為用戶創(chuàng)造全面、個性化、智能化的體育體驗。

在智慧體育的推動下，體育管理的方式也得到了很大的革新。如體育場館的預約系統(tǒng)，比賽成績的實時更新，以及運動員健康狀況的遠程監(jiān)控等都大大提高了管理效率和服務質量，同時也節(jié)省了大量的人力和物力。智慧體育也有助于優(yōu)化體育資源的配置。通過先進的數(shù)據(jù)分析技術，可以更科學地評估各種體育設施的使用情況和需要，從而更合理地配置和使用這些資源。智慧體育教學作為一種創(chuàng)新的教學模式，已經(jīng)逐漸成為體育教學領域的熱點和趨勢。它通過融合當下最先進的信息技術，提升體育教學質量和效率，創(chuàng)新教學方法。一些新興的智能運動設備可以更準確地記錄練習者的運動數(shù)據(jù)，幫助教練更精準地評價練習者的技能水平和健康狀況，個性化的運動建議也可以提高練習者的運動效率和興趣，使體育運動的學習更加生動有趣。智慧體育教學開辟了體育教學的新路徑，改變了傳統(tǒng)的教與學方式，提高了練習者的運動體驗和學習效果。

在國家重視全民健身的背景下，國家體育總局社會體育指導中心于2018年將全國瑜伽推廣委員會更名為全國健身瑜伽指導委員會，由此開啟了中國式“健身瑜伽”的積極探索，為建設科學健康的健身瑜伽發(fā)展環(huán)境，更好地服務新時代全民健身國家戰(zhàn)略做出努力嘗試。

而在后疫情時代，人們越來越意識到健身的重要性，在國家提倡提供全民健身智慧化服務，支持開展智能健身、“云賽事”、虛擬運動等政策的支持下，智能化科技設備與健身瑜伽在多個維度進行深入的融合已是必然趨勢。本文在上述背景的基礎上，運用文獻資料法與邏輯分析法對當前健身瑜伽項目的發(fā)展現(xiàn)狀、當前常用的如肌電、肌氧等身體技能監(jiān)測技術進行梳理，探討智慧肌電、肌氧等智能化科技監(jiān)測設備在健身瑜伽領域的應用價值，分析智慧體育視域下科技設備助力健身瑜伽發(fā)展的前景，以期為助力健身瑜伽發(fā)展提供有益參考。

1、健身瑜伽項目的發(fā)展現(xiàn)狀

瑜伽發(fā)源于古印度，與中國具有相似的自然環(huán)境、生活習慣和文化特征，使得兩國容易產(chǎn)生文化認同。瑜伽身心兼修的功能完美契合了國人對于養(yǎng)生的追求，使瑜伽成為了風靡中國的流行健身項目。古典瑜伽早在隋唐以前就由古印度傳入中國，隨著1985年中央電視臺的“蕙蘭瑜伽”健身節(jié)目播出，瑜伽開始在北京、上海、廣州等大中型城市發(fā)展普及。瑜伽對于形體改善的功效早已被學者所證實，其還具有提升練習者身體素質、療愈內心的功效也由于相關政策制度的缺失與瑜伽的快速發(fā)展，其行業(yè)內存在許多的亂象和矛盾，為了規(guī)范瑜伽及健身行業(yè)在我國的發(fā)展，使其更好地服務于全民健身，在此背景下，“健身瑜伽”應運而生。學者裘鵬對其定義為：以體位法和呼吸法的配合練習為基本手段、輔以冥想和放松，以增強人的體質、促進人的身心和諧發(fā)展為目標的社會體育項目。其概念緣起從內部因素看是通過“健身瑜伽”這一本土化概念揭開瑜伽神秘面紗，拔除亂象，是瑜伽項目健康發(fā)展的必由之路；從外部因素看，國家一系列有利政策、大眾要求“多元化”健身及“安全”健身直接催生了健身瑜伽的發(fā)展。

在國家重視全民健身的背景下，國家體育總局社會體育指導中心于2016年成立了全國瑜伽推廣委員會，后在2018年更名為全國健身瑜伽指導委員會，由此開啟了中國式“健身瑜伽”的積極探索，目前已頒布了《健身瑜伽體位標準（試行）》《健身瑜伽競賽規(guī)則與裁判法（試行）》《中國健身瑜伽段位制（試行）》《中國健身瑜伽晉段官管理辦法（試行）》等政策文件，為建設科學健康的健身瑜伽發(fā)展環(huán)境，更好地服務新時代全民健身國家戰(zhàn)略做出努力嘗試。與此同時，一系列科技技術和產(chǎn)品也逐漸向健身瑜伽領域進行融合，如“海健身”APP上的許多免費分享課程，可提供給沒有時間進行線下練習或喜歡在家中練習的練習者進行學習。

當前，健身瑜伽項目的推廣集中在社會和高校領域，大都是集中在線下，通過教練教習的方式進行練習。大多使用傳統(tǒng)的瑜伽輔具進行輔助練習，而很少見到運用心率、肌電、肌氧等無創(chuàng)實時身體機能監(jiān)控設備輔助訓練。隨著全國健身瑜伽指導委員會的大力推廣和相關政策文件的支持，越來越多的大學生和社會愛好者加入了健身瑜伽的練習。許多人選擇在家中通過線上視頻進行練習，面臨著無人指導的困境，不確定自己的練習是否正確，同時也存在著運動損傷的風險。隨著練習人數(shù)的增加和練習者群體的壯大，對健身瑜伽教練員的需求也越來越大。為了幫助教練員減輕教學壓力并更好地指導練習者完成體式練習，運用智能化設備監(jiān)控練習者的身體機能狀況變得尤為重要。通過監(jiān)測練習者的身體狀況，教練員可以實時了解他們的身體狀況，并根據(jù)情況靈活調整教學內容和訓練負荷，以確保練習者的安全和效果。這些科技設備可以通過各種傳感器和監(jiān)測器來實時監(jiān)測練習者的心率、呼吸、肌肉活動等身體指標。這些數(shù)據(jù)可以通過連接到手機或電腦的應用程序進行收集和分析，從而為教練員提供準確的信息和反饋。教練員可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)來判斷練習者的身體狀況和疲勞程度，以便調整訓練計劃和提供個性化指導。練習者可以通過攝像頭將自己的練習情況展示給教練員，教練員可以通過視頻進行實時指導和糾正。這種遠程指導構建了教練員與練習者進行有效的溝通和交流的橋梁，為健身瑜伽的發(fā)展提供更多的可能性，使練習者能夠更安全、更有效地進行健身瑜伽練習。

2、當前常用的身體機能監(jiān)測技術和設備

2.1、表面肌電圖技術和近紅外光譜技術

隨著技術的發(fā)展，表面肌電圖（sEMG）逐漸被認為是一種更為可靠、安全和無創(chuàng)的肌電信號測量方法。sEMG技術是一種非侵入性的生物電信號檢測技術，可以用于監(jiān)測人體肌肉疲勞和運動狀態(tài)。近年來，一些學者采用sEMG小波變換分析技術來監(jiān)測運動性疲勞，如徐紅旗等人應用sEMG小波變換分析技術對重復性手工提放重物作業(yè)中肌肉疲勞的變化進行實時監(jiān)測和分析，及時發(fā)現(xiàn)與預防肌肉疲勞，其準確性和合理性已得到驗證。隨著科技的不斷進步與技術的發(fā)展，當前sEMG技術已經(jīng)開發(fā)出許多微型化的可穿戴式無線檢測設備，能有效地對重復工作中受試者的身體機能情況進行監(jiān)控，這樣的設備為確保體力勞動者的職業(yè)安全提供了重要的技術支持，也為健身瑜伽的練習者提供了一種能夠實時監(jiān)測身體運動負荷的可靠手段。

許多實時無創(chuàng)便攜智能傳感器的研制都是為了能夠監(jiān)控和預測運動者的肌肉疲勞，而sEMG技術作為一種非侵入性方法，可以通過記錄肌肉電活動的變化來監(jiān)測肌肉疲勞。然而，單獨使用sEMG技術存在一些不足，例如它不能對肌肉力量進行量化。為了更全面地評估肌肉疲勞狀態(tài)，研究者開始探索將sEMG技術與其他技術相結合的方法。這些融合改進的身體機能情況分析方法已成為肌肉疲勞研究的一個新的熱點并且具有重要的意義，它不僅可以提高肌肉疲勞的評估準確性，還可以更全面、準確地評估肌肉的疲勞狀態(tài)，為運動員的訓練和競賽提供更有效的監(jiān)測手段并且?guī)椭t(yī)療保健領域從業(yè)者更好地診斷和治療肌肉疲勞相關問題，對于保障體力勞動者的職業(yè)安全和健康也具有顯著意義。因此這些方法具有很大的發(fā)展前景，將為肌肉疲勞檢測技術的研究和應用帶來新的思路，也為健身瑜伽項目的科學化練習提供可靠路徑。

肌氧飽和度是肌肉毛細血管中的血紅蛋白含氧量，隨著光學技術的不斷發(fā)展，對肌氧飽和度的測量開始應用可以無創(chuàng)實時檢測的近紅外光譜（NIRS）技術，NIRS是一種非侵入式技術，其原理是使用光源和探測器將近紅外光引入到肌肉組織中，并測量透過組織的光強度，根據(jù)不同波長的光被血紅蛋白和氧合血紅蛋白吸收的程度不同，可以計算出肌氧飽和度和血流量等生理參數(shù)。NIRS技術可以用于靜態(tài)和動態(tài)收縮中的肌肉并取得良好的效果，這恰恰與健身瑜伽的習練特點相同。許多學者已經(jīng)對NIRS技術的可靠性進行了檢測，其研究發(fā)現(xiàn)NIRS技術可以有效的監(jiān)測運動強度和疲勞，幫助教練員為運動員制定更有效的訓練計劃。

NIRS技術雖然有其優(yōu)點，如非侵入性、實時性、可重復性等，但也存在一些限制。例如：由于其非侵入性的特點，其信號可能受到許多生理和環(huán)境因素的影響，如血流量、皮膚厚度、皮下脂肪、出汗等。這些因素可能會導致數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差；由于NIRS技術只能監(jiān)測局部組織氧合狀態(tài)，因此在評估全身性疲勞時可能存在局限性；NIRS技術只能監(jiān)測組織氧合狀態(tài)，而不能直接測量肌肉疲勞產(chǎn)生的代謝物質或其他生化指標。因此，將該技術與心率監(jiān)控、動作捕捉等其他技術結合使用將有機會能夠可以獲取更多數(shù)據(jù)來評估肌肉疲勞程度，更好地為健身瑜伽項目的發(fā)展提供科技助力。

2.2、動作捕捉技術

動作捕捉技術早在上個世紀70年代就已經(jīng)出現(xiàn)，而近年來隨著計算機技術和互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，動作捕捉技術得到了極大的進步，并且已經(jīng)應用于各行各業(yè)，人體工程學、運動訓練、虛擬現(xiàn)實等領域是動作捕捉技術的重點應用領域。其主要有機械式運動捕捉、聲學式運動捕捉、電磁式運動捕捉、光學式運動捕捉和基于視頻的運動捕捉五種分類。日常生活中我們最為常見的通常是光學式動作捕捉，隨著技術的不斷發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)可以僅僅依靠手機的攝像頭便能對健身愛好者的運動姿態(tài)、空間位置等信息進行捕捉，以此來對其進行運動監(jiān)控，分析與診斷其技術動作。

盡管動作捕捉技術在健身瑜伽領域發(fā)揮了重要作用，但它也存在一些限制。首先，通常搭載動作捕捉技術的設備并未集成其他能夠監(jiān)測身體機能狀態(tài)的傳感器。這意味著它無法提供關于心率、肌電、肌氧水平和身體活動強度等重要指標的實時數(shù)據(jù)；其次，動作捕捉技術在進行動作捕捉和識別時通常需要較大的場地。這對于家庭環(huán)境或狹小的健身房來說可能存在一定的挑戰(zhàn)。此外，識別的精確度受到許多因素的影響，例如環(huán)境中的障礙物、光線條件以及使用者穿著的衣物等。這些因素可能導致識別的身體姿態(tài)數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，從而影響用戶獲得準確的反饋和指導。為了克服這些限制，動作捕捉技術通常需要與其他技術結合使用，以實現(xiàn)優(yōu)勢互補并獲取更多可用數(shù)據(jù)。例如，結合心率監(jiān)測技術可以提供有關身體的心血管反應和耐力水平的信息，結合肌電監(jiān)測技術可以幫助練習者更好了解當前的運動負荷。健身瑜伽段位制和教練員考試所使用的“海健身”APP已經(jīng)采用了動作捕捉和動作識別技術，使得健身瑜伽的練習者可以在家中通過線上考試進行評估，尤其在疫情期間，這種在線評估方式極為方便。通過動作捕捉技術，可以準確地分析學習者的動作，根據(jù)標準動作進行評分和反饋，幫助他們不斷提高技術水平。隨著科技的不斷進步，相信動作捕捉技術將進一步發(fā)展和完善，克服當前的一些限制，并且與其他技術更好的結合，發(fā)揮優(yōu)勢互補的積極效應，提供更加精確、科學化的身體機能狀態(tài)監(jiān)控服務，更好地為健身瑜伽項目的發(fā)展貢獻力量。

3、科技設備助力健身瑜伽發(fā)展的前景

3.1、開發(fā)健身瑜伽智能化運動設備

隨著科技的不斷進步以及傳感器材料的不斷發(fā)展，各種柔性可穿戴的微型傳感器逐漸普及，肌電、肌氧等監(jiān)測設備的發(fā)展趨勢也逐漸趨于非侵入式的微型化和可穿戴化。市面上的各種智能穿戴設備也可以通過內置傳感器來監(jiān)測運動員的活動量、心率、睡眠質量等生理指標，并將數(shù)據(jù)上傳到云端進行分析和處理。此外，還有一些技術高度集成的設備，如智能瑜伽墊、智能鏡等，這些設備通過結合動作捕捉技術，能夠對健身瑜伽練習者身體所處方位、腳下受力情況、身體姿態(tài)等信息進行識別，并實時進行動作的捕捉與糾錯，可以提供更為準確和詳細的數(shù)據(jù)。當前已經(jīng)有研究者針對健身瑜伽項目開發(fā)了采用科技速干面料并內置柔性傳感器且能實時監(jiān)控練習者肌電、肌氧等身體機能狀況的瑜伽服，未來有望進一步發(fā)展。這些瑜伽服通過利用科技面料紡織與柔性傳感器技術，不影響練習者練習瑜伽的同時健身瑜伽教練可以通過配套APP實時獲取學員的運動數(shù)據(jù)和表現(xiàn)，從而及時進行反饋和干預，提高教學效果和學習成果。實時運動數(shù)據(jù)收集可以通過智能設備和傳感器技術實時收集學員在健身瑜伽課堂中的運動數(shù)據(jù)，如心率、步數(shù)、姿勢正確性等。這些數(shù)據(jù)可以幫助教練了解學員的運動狀態(tài)和表現(xiàn)，并為教學提供客觀的依據(jù)。這些智能化科技設備為健身瑜伽項目的快速發(fā)展提供了良好助力。

3.2、結合大數(shù)據(jù)及機器學習方法

健身瑜伽習練者往往集中在女性和中老年群體，其具有容易產(chǎn)生肌肉疲勞的性別和年齡特征，以往總是依靠瑜伽教練的觀察和經(jīng)驗來發(fā)現(xiàn)會員的肌肉疲勞，存在主觀性和不確定性等問題。而現(xiàn)在，隨著大數(shù)據(jù)技術和機器學習算法的不斷發(fā)展，越來越多的研究者開發(fā)出各種預測肌肉疲勞的研究模型，將其與智能化設備相結合，使用智能設備來收集大量的生理數(shù)據(jù)，如心率、步數(shù)、睡眠質量等，并將這些數(shù)據(jù)上傳到云端進行分析和處理，使用特征提取、特征選擇、模型訓練等技術來建立高效準確的肌肉疲勞預測模型。建立的肌肉疲勞預測模型可以為健身瑜伽教練、修習者提供幫助，隨著人工智能領域的不斷發(fā)展，大數(shù)據(jù)和機器學習方法的應用為健身瑜伽項目的發(fā)展開辟了新的研究方向，具有重要意義，未來必定會得到更廣泛的發(fā)展。因此，結合大數(shù)據(jù)及機器學習的方法來開發(fā)適用于健身瑜伽項目的科技設備是一種可行的發(fā)展思路。

4、總結

健身瑜伽項目作為一種新興的全民健身項目和大眾競賽項目，由于其獨特的健身功效正吸引著越來越多追求健康和渴望改善體質的瑜伽愛好者參與進來。健身瑜伽項目的盛行也意味著瑜伽這項傳統(tǒng)的身體和心靈修煉方式正在迎來全新的發(fā)展階段，無論是普通練習者還是備戰(zhàn)全國健身瑜伽公開賽的運動員都離不開科技設備的助力，實時無創(chuàng)可穿戴的身體機能監(jiān)控設備對健身瑜伽教練員、練習者、運動員都具有重要的意義。相信隨著未來健身瑜伽項目的不斷發(fā)展以及科技助力設備的不斷進步完善，將會有越來越多的新技術、新科技應用于健身瑜伽項目，促進健身瑜伽項目向著規(guī)范化、智能化、科學化的道路不斷向前探索。

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