科技助力竞技体育：从选材到康复，全方位提升运动员表现
杭州亚运会体操比赛场馆安装通行座椅。新华社供图
2023年5月18日，第七届世界智能大会智能技术展览会上，一名参观者与AI国际象棋机器人对弈。新华社记者 张成 摄
□人民日报记者 季芳、李阳、刘硕阳、孙龙飞、王亮、李硕
在北京体育大学田径运动学院，测力台被布置成一条智能跑道。吴文强院长正带着两名学生做数据测试。旁边的数据屏显示着跑步者的速度和步幅。吴文强不停地记录着数据，比如步数、手臂摆动、臀部扭转角度等。“新技术让训练效果更加直观，有助于优化训练。”他说。
在竞技体育追求“更快、更高、更强”的过程中，科技发挥着重要作用。如今，竞技体育从运动员选拔、训练、装备到运动康复等每一个环节都离不开科技的支持，学科融合、多领域合作成为趋势。越来越多的新技术融入运动员的日常训练中，为赛场上的比赛提供有力支撑。
智能协助
训练效果更显著
起跳入水，国家游泳队蛙泳冠军秦海洋游了不到一半，便跃出水面，向岸边游去。顺着他的目光望去，只见教练、技术人员围着一块显示屏做着“算术题”。海洋从出发台起跳的全过程和水下动作，都被高速摄像机清晰记录下来，入水距离、入水角度等指标也实时显示出来。如何才能跳得更远，在比赛中确立起跳优势？数据提供了参考答案。
“范德堡（南非男子100米蛙泳奥运冠军）入水角度是37度，我们可以参考，但更重要的是找到适合自己的‘轨迹’。”秦海洋和教练认真复习动作，结合数据反复练习，打磨动作细节。借助新技术，运动员的训练状态可以实时反馈，效果一目了然。
依托高科技硬件和智能云技术，国家队训练有了“聪明的眼睛”和“聪明的大脑”，备赛更加科学高效。百度-上海体育智能体育创新中心研究员陆飞翔介绍，这项技术已经运用到跳水、花样游泳、体操、田径、攀岩等多个项目的训练中，根据不同项目的特点和实际需求量身定制。
吴文强也表示，为运动员技术动作提升提供支持是中国田径学院的研究重点。近年来科技的不断进步，也为进一步提升运动员技术动作、挖掘运动员潜能提供了更多可能。在分析运动员技术动作时，不仅需要人工测点，而且采集到的运动数据往往需要一两天的时间才能得到分析结果。“如今，技术可以实现自动识别、实时分析，运动员在完成技术动作时，可以随时监测关键数据，大大提高了技术分析的效率。”
刚刚结束队内选拔赛的国家射箭队正在北京集训。训练场上除了常规靶场，还设置了技术分析靶场。多台高清、高帧率摄像机分布在射击位置的前后左右及上方。运动员无需佩戴任何装备，只需正常拉弓射箭即可完成数据采集。
动作技术分析团队负责人修宇介绍网球教练刘硕，这套人工智能动作捕捉系统可以帮助运动员细化每一个技术动作。据了解，运动员使用的反曲弓大多为40磅（约18公斤），拉弓的力度相当于用三根手指举起一个40磅重的水桶，拉弓之后运动员需要保持稳定，才能瞄准70米外的靶心，这不仅需要刻苦训练，也需要科技辅助，让技术动作更加精准。
“运动员每射一箭，就会产生一万多个数据，经过技术处理分析后，这些数据会形成报告，递交给教练组参考。”修宇说。
随着科技在运动训练中的作用日益凸显，训练理念和方法也在不断更新优化。国家体育总局体育科学研究所特聘研究员陈小平表示，基于大数据智能分析的定制化训练方案被运动员广泛应用。在科技的支持下，运动员可以清晰看到自己每天的训练时间、强度、效果以及训练后的恢复情况。“科学训练水平的全面提升是提高成绩的重要途径。竞技体育的竞争背后，也是科技实力和水平的竞争。”陈小平说。
2023年3月1日，人们在成都高新体育中心多功能厅临时训练气球馆练习打乒乓球。新华社
选手在2023年中国国际服务贸易交易会体育服务专展区参加北京数字体育公开赛。主办方供图。新华社
设备升级
竞技状态更加稳定
今年3月份举行的无锡马拉松赛上，何杰以2小时06分57秒的成绩再次打破男子马拉松全国纪录。
除了在东非高原每月跑1000多公里的艰苦训练外，教练肖李还特别提到了跑鞋对成绩提升的作用，“何杰穿的跑鞋是针对中国跑者的脚型设计的，让他跑起来更加轻松。”
对于何洁这样的顶尖跑者来说，脚底的科技和付出的努力同样重要。他破纪录时所穿的跑鞋大底比普通橡胶鞋底耐磨3倍，重量减轻60%，板面采用高强度碳纤维异质板，前掌推进效率达到65.5%。
科技增添力量，驱动运动成绩提升。陈小平表示，运动装备往往融合新材料研发、新设计，技术更新迭代快，科技含量高，也是体育科研创新的前沿。
在山东省乐陵市泰山体育（国际）产业园，新材料智能碳纤维自行车生产车间忙碌不已，工人们在装配、喷漆流水线上忙碌地完成订单。
东京奥运会上，泰山市瑞宝复合材料有限公司生产的瑞宝系列自行车陪伴中国队选手刘佳丽取得优异成绩。如今，该公司正全力服务中国华星洲际自行车队，助力中国公路自行车选手为巴黎奥运会拿分。该公司总经理王春清介绍说，该系列碳纤维复合材料自行车兼具高刚性和高强度，能够承受选手骑行时的强大冲击力。“在自行车比赛中，选手之间的差距往往精确到千分之一秒，所需的时间只有几分之一秒，因此对装备性能要求极为严格。”
瑞宝碳纤维自行车从产品设计到生产工艺、材料等，拥有65项专利技术，并取得国际自行车协会的认证，填补了国内空白。
在射击场上，步枪运动员所穿的比赛服看似简单，实则非常复杂。比赛服不仅要为运动员提供良好的支撑，提高稳定性，还要满足国际射击联合会规定的一系列“硬指标”。国家射击队的比赛服一直采用国外品牌。2022年3月，北京服装学院受国家体育总局科教司、射击射箭管理中心委托，组建跨学科团队，启动研发工作。
“为了达到国际射击联合会的标准，我们进行了多次实验，克服了材料研发、版型设计等诸多困难。”北京服装学院材料设计与工程学院教授王月萍说，经过两年多的不懈努力，该团队终于完成了符合正式比赛标准的服装制作，并初步研发出具有我国自主知识产权的射击服。
“目前我们还在努力优化各项功能，提高服装的舒适度、稳定性等。”王月萍说，“未来我们希望国产射击服能用于国际射击比赛。”
东京奥运会上，中国运动员刘佳丽骑着中国产自行车取得佳绩。新华社
理念创新
更强的服务保障
“体操是一项非常专业的运动，运动员对每一个动作都有非常细致的要求。”作为国家体操队科研组组长网球教练刘硕，何炜认真研究球队备战方案、运动员个人需求，从伤病预防到营养康复，他和团队为国家体操队提供专业精良的全方位保障。“我不仅能叫出每个队员的名字网球教练刘硕，还能记住他们的每一个技术动作。”他说。
陈小平认为，当前，高新科技大规模进入竞技体育训练已成为世界体育舞台的趋势，他表示，科学训练不仅涵盖运动员职业生涯的各个阶段，还包括营养、心理、体能、技术、康复等各个领域。
以备战奥运会、冬奥会为契机，体育与科技进一步融合发展，以科研机构、大专院校为主体的体育科技自主创新平台逐步建立，一批体育企业引进新技术、改进生产工艺，不断加强关键技术研发。
以国家体育总局体育科学研究所（以下简称“体科所”）为例，除了组建国家队“一体化”科研保障团队外，体科所还积极与高校、社会专业机构跨学科、跨领域开展合作，与不同领域专家协同开展奥运备战科研开发，推出了多项科研成果。“我们与哈尔滨工业大学、香港浸会大学成立了赛艇技术研究小组，与中科院苏州纳米所、重庆大学等合作开展场地自行车高精度计时系统研发。未来，我们将进一步打通体育与科技领域协同创新全链条，推动科技成果市场化、产业化。”体科所相关负责人说。
刚刚落下帷幕的2024年全国网球团体锦标赛引入了“鹰眼”系统。所谓“鹰眼”，就是一套基于多台高速摄像机的即时回放系统，利用计算机视觉和镜头跟踪技术，对球的落点进行分析计算，以解决比赛中的争议判罚。如今，我国自主研发的“鹰眼”系统已经运用到网球、台球、排球、乒乓球、足球等运动的国际国内比赛中。借助鹰眼技术，我们进一步开发了网球专项训练功能，帮助运动员更精准地训练。”北京瑞盖科技有限公司副总经理刘宪章说。
“未来我们还会看到更多新材料、新技术、新方法运用到运动员训练中。”陈小平说，这些竞技体育研究成果有望推广到群众体育领域，提高全民健身训练的科学性和安全性。
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