训练|传感器智能测量“精确到肌肉” 4项指标进入国家队评分表( 二 ) 运动学|测量|指标|肌肉|霍波-四川龙网

同时,我们在运动员身上佩戴定位跟踪传感器,运动员的位置可以显示在赛道上。这样一来,我们就构建了一个系统,在模拟的赛道显示运动员滑行的位置,运动员和教练员可以看到滑行配速以及滑行轨迹是不是可以优化。
需求
开发“冠军模式”　运动员可在对比中找到差距
南都:你的团队曾长期跟随国家队进行服务,你认为,在和运动员教练员的交流中,他们最迫切的需求是什么?
张海洋:体育总局冬季运动管理中心对我们的要求就是,开始研究的时候就要多跟国家队接触,讨论碰撞出一些应用的场景,我们再去提供服务。
运动员很乐意有科学手段帮助他们提高成绩。一般的设备会告诉运动员起点到终点的速度,还有平均速度,就完事了。但遇到滑雪中的一些关键点,比如过弯的时候的速度起点、加速够不够?小跳的起点对不对,跳得远不远?这些之前只凭运动员自己感受,没有客观数字,他们需要这些信息。每天运动员训练完后,我们都会出一份运动分析报表,提供给教练员,帮助他们做训练总结。除了运动员,还有一些体育科研人员也要得到一手的比赛场地信息。
其中,需求是在不停发生变化的。我们真正长时间进队是在2021年元旦期间,1月份进队之后,原本我们想的是测量山体和赛道的信息,事实上这个工作很快就处理完了。但这时候冬季运动管理中心就告诉我们,别光测地形啊,我们是给人服务的,需要测出运动员的轨迹,比如他昨天滑的路线和今天有什么区别,运动员成绩提升了,但到底是哪一块改变了?这得分析出来。
这么一来,我们确实感到工作需要更进一步,于是又接着测量,同时不断迭代我们的设备。到了3月,雪上技巧和雪上障碍的队伍向我们提出,除了运动员的滑行轨迹,能不能对运动员的空中动作也进行测量?我们和霍波教授团队一起合作了运动员动态捕捉系统,主要解决雪上项目现场准确采集和识别运动员姿态的问题。
南都:如果说能拿到一位非常优秀的运动员的滑行轨迹和配速的话,大家是否可以当作样本,参照她/他的运动轨迹进行训练?
张海洋:这种思路很符合国家队教练的思路,我们管这种轨迹叫做“冠军模式” 。我们这套系统里完成了对“冠军模式”的测量,把优秀的运动员的运动曲线,和我们运动员同时同地滑行轨迹进行对比,能得到跟“冠军模式”的差距。
支持
既关注运动员　也研究器械和空气阻力的影响
南都:以往运动员做各种动作时,肌肉怎样发力、起跳的时机怎样把握,只能靠教练员的经验和运动员的自身感觉和揣摩。我们如何提供科技支持?
霍波:运动员动作捕捉下来以后,我们接着要做人体结构分析,得到每个关节点在不同时刻的轨迹。此外,我们还需要知道运动员在不同姿态下生理的功能,其中,我们最关注的就是肌肉的电信号。因为我们想知道运动员在不同情况下哪些肌肉提供了能量、提供了力,通过在皮肤表面贴上传感器,对肌肉的电信号进行测量。
接下来就是做全身骨骼肌肉模型。此前并没有人体全身骨骼肌肉模型,我们花了三年多的时间建成,包含人体运动所需的共680个肌肉及人体主要的运动关节自由度。
建好模型之后,我们针对特定运动项目(如跳台滑雪、越野滑雪)对肌肉进行简化,只保留关键肌肉群,从而可以加快计算和分析。举例来说,越野滑雪运动主要是胸大肌、背阔肌、大圆肌、腹直肌、腹外斜肌等19个关键肌肉群；跳台滑雪运动主要是竖脊肌、腹直肌等19个关键肌肉群。
获得生理参数和动力学的分析结果之后,我们就可以分析计算关键的骨骼的作用力和肌肉的作用力。例如,通过骨骼作用力可以分析骨骼损伤是如何发生的以及如何避免损伤。

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