科研資助計劃 港奪牌秘密武器
2024-11-14 00:00運動與科技結合,成為全球體育發展的重要趨勢,其影響力超越界限。香港運動員於今屆巴黎奧運以2金2銅創新猷,除有賴運動員及教練的努力拼搏,幕後團隊運用科技輔助亦功不可沒。近年,香港體育學院與多間大學合作,利用科技提升運動員表現,例如與香港科技大學的風洞測試技術,協助單車手克服風阻;與理大的生物力學研究,精準捕捉和分析運動員的動作,盼爭取0.01秒的先機,贏得決勝分。本報將透過系列報道,深入探討運動科技如何在精英賽事、體育產業和全民運動的層面上,為香港帶來改變。
奧運不僅是運動員的競技場,也是各地展示科技實力的舞台。全球多地已採用「人工智能(AI)+體育」的模式,為選手提供協助。作為體育強國,中國擁多項創新技術,國家籃球隊與商湯科技合作,開發運動表現分析平台,通過構建場地三維模型和動作捕捉,實時記錄和分析運動員的負荷強度、技術準確性等,提升訓練效率;百度與上海體育大學攜手研發大模型,為國家游泳、田徑和體操隊等6支隊伍作動作識別和技術分析,成效顯而易見。
為運動員打造「個人化」方案
據悉,目前獲批的資助項目多走「個人化」路線,為運動員量身打造具針對性的方案,以提升其表現。消息人士指出,獲批的科研項目,涵蓋劍擊、游泳、單車及羽毛球等奧運奪牌項目,以及在亞運有奪牌希望的滑浪風帆及壁球,另包含今屆殘奧會中取得佳績的硬地滾球及羽毛球項目。
多年來,體院鮮有公開提及運動員的培訓方法。體育界人士John直言,因全屬「軍事機密」,特別是涉及科研資助計劃,當中獲批項目被視為未來數年港隊奪牌的「秘密武器」。據他透露,體院一直積極應用運動科技,例如訓練及比賽中用於監測運動員心率的「光學心率臂帶」,到為三項鐵人和馬拉松選手監控乳酸值和血糖的監察儀,乃至較大型的鷹眼攝錄系統等,本港的技術不遜於其他地區。
6大中心解決表現傷患問題
體院設有專門的「精英訓練科技」部門,統籌利用科技輔助訓練。部門下設6大中心,包括體能科學訓練、運動生物力學、運動醫學、運動心理、運動營養及運動發展中心。香港智障人士體育協會主席、香港高等教育科技學院運動及康樂學系系主任陸子聰,有參與精英運動員培訓,他指,主教練除了日常技術訓練外,也會就運動員的表現及傷患問題,向運動科學部門求助;雙方開會商討,嘗試從科學技術、運動醫學及運動營養學等方向探究問題,並運用高科技儀器和技術尋求解決方案。
陸舉例,個別運動員於比賽後段出現小腿抽筋,影響表現,過去會被認為是因姿勢不良或耐力不足所致,但現時可透過數據分析,找出抽筋肇因,是否涉及體力不支或肌肉不平衡等,配合物理治療師及營養師跟進。他補充,部分主教練樂於在日常訓練加入運動科學監察,如在單車安裝不同儀器,監察運動員表現。
風洞測試技術助研裝備
John提到,運動生物力學的分析,有助掌握運動員肌肉及關節強度,了解其手腳發力情況,日後更可建立數據庫,分析運動員於賽事的表現,針對性地改良訓練方法。
過去兩年,體院先後與科大及理大合作,成立「體育科技聯合中心」及「理大—體院研究中心」。其中與科大的合作早有先例,自2018年起,雙方共同開發全新的風洞測試技術,展開「運動空氣動力科研計劃」,為香港單車隊研發及改良低阻力的「破風戰衣」單車服和鞋套等裝備,協助「女車神」李慧詩於東京奧運的女子場地單車爭先賽奪得銅牌。
此外,中心亦為滑浪風帆運動員進行綜合空氣動力學性能評估,開發運動空氣動力學與生物傳感器,以及模擬人體手臂和腿部肌肉脈動的人體模型。
中心主任、科大機械及航空航天工程學系講座教授張欣說,旗下風洞實驗室透過模擬不同風速,讓單車手體驗風阻,找出更省力、能踩出更快速度的姿勢。團隊透過3D掃描技術,重建運動員的虛擬模型,並借助超級電腦,進行計算流體動力學分析,了解不同姿勢和裝備如何影響空氣流動。
張欣指,團隊基於分析,設計出符合空氣力學的緊身單車服,並利用3D打印技術製作運動員模型作測試,優化單車服面料的拉伸比例。現時的單車服於比賽速度下,可減低達3%的阻力。
至於「理大—體院研究中心」的專家團隊,由學者、科研人員及體院成員組成。理大體育科技研究院院長、生物醫學工程學系系主任及講座教授張明教授是該中心協調員,他稱,研究中心主力研究運動生物力學與人體的相互作用,以提升運動員表現。
據知,該中心為單車、劍擊、游泳、跳水及空手道運動員提供姿態分析,利用動作捕捉和3D重建技術,收集生物力學數據,並運用計算機視覺和人工智能,從重要賽事照片中提取有用資訊。團隊也在體院安裝攝影系統,為空手道運動員進行無標記動作捕捉及分析。
翻查資料,該校的單車相關研究獲「運動科研資助計劃」資助,利用紅外線感測器和功率計,配合深度學習模型分析比賽影像,獲得運動員的統計數據和技術特點,並可分析比賽場地和環境對運動員的影響,為教練團提供參考。
另外,體院精英訓練科技總監蘇志雄日前出席Y-LOT Foundation「第三屆全球SciTech青年論壇:S.P.O.R.T. Infinity」時,罕有地透露了部分正在研發的科技,如機械人訓練系統,以及能模擬不同運動的重量訓練系統等。
頂尖運動員的實力不相伯仲,勝負關鍵取決於臨場表現和訓練成果。在各專家的協助下,香港運動員有望通過運動科技,締造更輝煌的成就,續寫香港傳奇。
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