冬奧會賽場上,許多冰雪項目帶給觀眾“風(fēng)馳電掣”之感:從時速看,短道速滑最高可超過50公里、跳臺滑雪可超過90公里、雪橇可超過140公里……在如此高速的運(yùn)動中,
運(yùn)動員取勝的一大關(guān)鍵是“與風(fēng)的較量”——克服空氣阻力。科技在其中扮演了重要角色。
為了模擬運(yùn)動員高速滑行和飛行時的風(fēng)阻,我國為備戰(zhàn)北京冬奧會建立了世界最大的跳臺滑雪風(fēng)洞實驗室。以往,運(yùn)動測試一般借助于建筑、汽車或航空風(fēng)洞,在風(fēng)速、
場地和輔助測試設(shè)施上很難滿足競技體育的需求。近年來,美國、日本和英國等相繼建立了以競技體育研究為主要用途的風(fēng)洞,將這一空氣動力學(xué)領(lǐng)域的科技成果用于提高成績,成為競技體育科學(xué)化的范例。
自20世紀(jì)20年代以來,隨著肌肉能量代謝相關(guān)研究獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎,世界競技訓(xùn)練開始進(jìn)入科學(xué)化發(fā)展階段。多學(xué)科的理論與技術(shù)開始介入,出現(xiàn)有基礎(chǔ)科學(xué)支撐和成體系的科學(xué)訓(xùn)練理論,
在提高運(yùn)動能力、延長運(yùn)動壽命和減少運(yùn)動損傷三方面發(fā)揮重要作用。如今,以挖掘人類最大潛能為目標(biāo)的競技運(yùn)動訓(xùn)練已成為高科技產(chǎn)品的“實驗場”,奧運(yùn)會也正成為世界最新科技成果的集聚地。
縱觀奧林匹克運(yùn)動發(fā)展史,運(yùn)動關(guān)鍵環(huán)節(jié)的重大創(chuàng)新是實現(xiàn)更快、更高、更強(qiáng)的一大途徑。田徑撐桿跳高從1896年第一屆現(xiàn)代奧運(yùn)會的木桿,經(jīng)過竹、金屬、玻璃纖維到碳纖維桿,
運(yùn)動成績從最初的3.3米提升至目前的6.15米;上世紀(jì)80年代問世的克萊普冰刀采用后端與冰靴分離的設(shè)計,增大了踝關(guān)節(jié)的用力和蹬冰距離,在1000米以上距離的速度滑冰比賽中較傳統(tǒng)冰刀可以提速5%左右,到1998年長野冬奧會時獲得全面使用。
創(chuàng)新不僅包括集新材料和新設(shè)計為一身的新型運(yùn)動器材裝備,還包括更符合人體運(yùn)動規(guī)律的新型運(yùn)動技術(shù)和訓(xùn)練方法。例如風(fēng)洞不僅可對不同運(yùn)動姿態(tài)和裝備進(jìn)行有效的阻力測評,還能提高訓(xùn)練功效。
在跳臺滑雪訓(xùn)練中,由于高速飛行對人體的巨大影響,一次高強(qiáng)度訓(xùn)練課的飛行總時間僅為40至60秒,而借助風(fēng)洞模擬的各種空中飛行環(huán)境,運(yùn)動員可有針對性和選擇性地訓(xùn)練,大幅增加神經(jīng)—肌肉習(xí)服時間。(陳小平)
科學(xué)化訓(xùn)練水平的整體提升是提高成績的又一途徑。現(xiàn)在,科學(xué)化訓(xùn)練不僅覆蓋運(yùn)動員職業(yè)生涯各階段,以及營養(yǎng)、心理、體能、技術(shù)、康復(fù)等各領(lǐng)域,還得益于新技術(shù)的綜合運(yùn)用而愈加精準(zhǔn)。
在復(fù)雜技術(shù)的球類項目中,基于計算機(jī)學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù)的無標(biāo)記視頻捕捉及智能化快速處理系統(tǒng),可以精準(zhǔn)采集和分析運(yùn)動員訓(xùn)練和比賽中各種跑動、跳躍以及加減速情況,
使運(yùn)動員訓(xùn)練負(fù)荷的個體化成為可能。在自由式滑雪、花滑、體操等技巧類項目中,運(yùn)用多臺高速智能化攝像機(jī)進(jìn)行精準(zhǔn)測量,捕捉到人眼難以分辨的動作差異,已成為此類項目裁判或教練系統(tǒng)的一部分。
隨著科技發(fā)展,跨領(lǐng)域和多學(xué)科成為競技體育科學(xué)化的助推器。基于虛擬現(xiàn)實和人工智能技術(shù)的實驗室訓(xùn)練能夠模擬真實的比賽場景,增強(qiáng)大腦與肌肉連接的腦刺激技術(shù)已成為高水平運(yùn)動員比賽準(zhǔn)備的組成部分。未來,我們或許還會看到更多新材料、新技術(shù)、新方法改變甚至顛覆運(yùn)動訓(xùn)練。與此同時,這些競技體育成果有望推廣到大眾體育,提高更多民眾健身訓(xùn)練的科學(xué)性和安全性。